包裝生產(chǎn)線(xiàn)對柔性化的呼聲越來(lái)越高，在柔性化的實(shí)現過(guò)程中，伺服控制系統將起到什么樣的作用？我刊特邀了羅克韋爾自動(dòng)化自動(dòng)控制及信息產(chǎn)品集團產(chǎn)品經(jīng)理鐘銳華先生為讀者詮釋這一實(shí)現過(guò)程。

包裝行業(yè)工業(yè)化進(jìn)程中，制造技術(shù)實(shí)現了規�；�和多樣化，多樣化乃至個(gè)性化的需求進(jìn)一步加劇了市場(chǎng)競爭，為了降低生產(chǎn)成本，包裝企業(yè)紛紛考慮建立柔性化生產(chǎn)線(xiàn)，實(shí)現企業(yè)柔性化制造少不了高效的伺服控制系統給予支持。

實(shí)現包裝生產(chǎn)線(xiàn)柔性化的幾個(gè)因素

在包裝生產(chǎn)線(xiàn)的發(fā)展中，控制與集成產(chǎn)品/技術(shù)發(fā)揮著(zhù)越來(lái)越重要的作用。

1．為了實(shí)現更高速、更柔性化的生產(chǎn)目標，傳統上由機械部件完成的功能現在越來(lái)越多的是由伺服系統來(lái)實(shí)現。比如，電子凸輪和電子齒輪取代機械凸輪和齒輪，多軸之間無(wú)須“硬/機械”連接的高精度同步。因此，包裝生產(chǎn)線(xiàn)不僅需要聯(lián)鎖控制，還需要快速高精度的伺服控制。能同時(shí)滿(mǎn)足以上功能的集成控制器/系統將比獨立PLC+獨立伺服控制器的控制方案在編程、調試和維護等各方面都為用戶(hù)帶來(lái)更多好處。

2．為了實(shí)現柔性化生產(chǎn)，要求包裝生產(chǎn)線(xiàn)中的各工藝段設備相互之間緊密耦合，要求包裝生產(chǎn)線(xiàn)和其他生產(chǎn)線(xiàn)相互聯(lián)動(dòng)。由于不同控制器分別控制不同工藝段或者生產(chǎn)線(xiàn)，這就帶來(lái)了不同控制器之間相互協(xié)調的問(wèn)題。因此，國際包裝協(xié)會(huì )用戶(hù)組織（OMAC/PACML）提出了對象封裝的結構化、標準化的機器狀態(tài)管理功能，相應地，集成這一功能的控制系統可以保證用戶(hù)以更少的時(shí)間和成本實(shí)現整線(xiàn)、甚至整廠(chǎng)生產(chǎn)的協(xié)同。

3．實(shí)現柔性化生產(chǎn)，還意味著(zhù)控制系統實(shí)時(shí)數據應該集成與工廠(chǎng)生產(chǎn)信息管理系統的關(guān)系型數據庫的雙向通訊的能力。也就是說(shuō)，從訂單池生成及生產(chǎn)調度管理軟件中的生產(chǎn)控制指令要能及時(shí)地傳遞給包裝生產(chǎn)線(xiàn)控制系統；并且，包裝生產(chǎn)線(xiàn)控制系統將運行狀態(tài)和生產(chǎn)狀態(tài)要能及時(shí)地送回給生產(chǎn)信息管理系統。

4．為了實(shí)現連續生產(chǎn)更大化和系統恢復時(shí)間更少化，越來(lái)越多的用戶(hù)也意識到能夠支持模塊帶電插拔、診斷信息快速獲取和網(wǎng)絡(luò )化集中維護管理的包裝生產(chǎn)線(xiàn)控制系統所具有的價(jià)值和好處。

高效的伺服控制系統成為首選

對于快速、高柔性化的包裝生產(chǎn)線(xiàn)，羅克韋爾自動(dòng)化的Kinetix集成伺服控制系統正成為越來(lái)越多用戶(hù)的首選。Kinetix由Logix多功能控制器以及通過(guò)國際標準SERCOS光纖聯(lián)網(wǎng)的K6000、Ultra或者PowerFlexS系列伺服驅動(dòng)裝組成。Kinetix具有以下好處：

1．Logix多功能控制器，集成了伺服控制（MotionPlanner）、順序控制和過(guò)程控制。這意味著(zhù)用戶(hù)在一個(gè)開(kāi)發(fā)環(huán)境中就可以同時(shí)開(kāi)發(fā)PID、伺服以及順控，不再像其他系統那樣要獨立的伺服控制器和PLC，也不需要再考慮PLC和伺服控制器相應處理間的數據交換通訊,大大節約了時(shí)間、提高了效率。單一Logix控制器最大可實(shí)現32軸的伺服控制，并且，多個(gè)Logix控制器可以在同一控制背板上實(shí)現對于更多軸的協(xié)同控制，也可以通過(guò)Synclink或IEC61158EtherNet/IP標準工業(yè)以太網(wǎng)實(shí)現大范圍、分布式協(xié)同控制（>254軸）。

2．Logix多功能控制器，采用基于“對象”的數據自動(dòng)內存管理方式，控制編程“所見(jiàn)即所得”，不再需要像使用PLC那樣要考慮內存分配和管理，程序清晰易讀，相應的文檔工作也大大減少。同樣，伺服裝置、IO及現場(chǎng)設備（本地或者通過(guò)DeviceNet、ControlNet及EtherNet/IP工業(yè)網(wǎng)絡(luò )連接）的參數、狀態(tài)及診斷信息等等可以被控制編程直接使用。而且，用戶(hù)可通過(guò)任意一點(diǎn)直接或者遠程接入，透過(guò)上述網(wǎng)絡(luò )，訪(fǎng)問(wèn)、組態(tài)并維護Kinetix系統中的所有設備。

3．內置“PhaseManager“的Logix多功能控制器支持國際包裝協(xié)會(huì )用戶(hù)組織（OMAC/PACML）提出的對象封裝的結構化、標準化的機器狀態(tài)管理功能。簡(jiǎn)單組態(tài)功能塊，用戶(hù)不僅可以實(shí)現簡(jiǎn)單明了的單一機器管理，還可方便地實(shí)現整線(xiàn)不同控制器的協(xié)同。

4．Kinetix集成相關(guān)軟件，不僅能實(shí)現監控一體化，支持標準OPC等實(shí)時(shí)標準數據接口，還能直接實(shí)現與多種關(guān)系型數據庫如SQLSever,Oracle等等或者ERP系統如SAP等的快速、穩定的雙向數據傳遞。對于用戶(hù)而言，無(wú)須任何軟件開(kāi)發(fā)或者程序編寫(xiě)，只是簡(jiǎn)單地進(jìn)行圖形化組態(tài)即可。

5．模塊化、系列化的Kinetix，可以根據控制規模和性能要求的不同，為應用“量身定制”性?xún)r(jià)比更優(yōu)化的包裝生產(chǎn)線(xiàn)解決方案。例如，大型ControlLogix和中型CompactLogix控制器可供用戶(hù)選擇；不同電壓等級、不同功率大小、不同擴展模塊個(gè)數的K6000、Ultra或者PowerFlexS系列伺服裝置可供用戶(hù)選擇；機架式1756IO、無(wú)機架1769CompactIO、集成端子排的1794FlexIO/1734PointIO和IP67防護等級的1738ArmorPointIO可供用戶(hù)選擇（可通過(guò)DeviceNet、ControlNet或者EtherNet/IP實(shí)現IO就地分散布置）。

伺服控制系統與傳統系統的兼容

在對包裝OEM和整條生產(chǎn)線(xiàn)的改造與提升方面，Kinetix具有很好地與傳統系統兼容能力。用戶(hù)可以采取直接整體更換或者分階段逐步替換的方案，比如，局部替換PLC控制器、局部替換PLC控制器及IO或者局部替換伺服控制系統等等。因為，ControlLogix機架通訊背板本身就是智能化通訊路由平臺，可插入任意多個(gè)通訊模塊（僅受物理槽架數量限制），即可連接相應工業(yè)網(wǎng)絡(luò )及設備。通訊模塊種類(lèi)齊備，支持當前所有的主流工業(yè)網(wǎng)絡(luò )和控制系統接入。