分布式控制的模塊化生產線 應用案例

文:圖爾克2025年第四期

摘要:波蘭系統集成商Smart Automation為一家一級汽車零部件供應商開發和實施了一條新的閥套生產線。該生產線 的模塊化概念和分布式控制能夠滿足所有客戶的需求。圖爾克產品擁有多種以太網協議和ARGEE分布式現場邏 輯等眾多功能,為該動態生產線帶來了靈活性和可靠性。


      工業領域的現代化生產設備對解決方案的靈活性要求日 益提高。無論是產量的不斷變化、對待生產零部件的形狀和 尺寸的動態需求還是對新產品的快速轉換需求,許多行業的 制造商都面臨高效應對新挑戰的艱巨任務。這些挑戰同時也 使機器制造商重新思考他們的方法。
      長期以來,采用中央控制系統的層級結構機器一直是非 常先進的。但如今,許多要求可以通過模塊化機器和系統 概念更高效地實施,這使得對各個模塊進行分布式控制成 為可能。
     波蘭系統集成商Smart Automation是工業過程自動化 領域的專家,在包括家具、食品、化工、制藥和汽車在內的 眾多領域擁有多年豐富經驗。該公司依賴創新方法來提供基 于工業4.0技術的客戶定制化解決方案。
     該公司為一家一級汽車零部件供應商開發了一條基于模 塊化機器和分布式控制的閥套生產線。這種模塊化概念可實 現更加靈活和高效的生產,從而提高對日新月異的市場條件 和客戶需求的響應速度。圖爾克產品擁有多種以太網協議和 ARGEE分布式現場邏輯等眾多功能,為該動態生產線帶來了 靈活性和可靠性。

1 多層次模塊化

      多層次模塊化生產線的開發是一項特殊挑戰,因為一方 面客戶需要靈活性,另一方面其規模也很大。
Smart Automation公司以前從未設計和實施過這種規 模的生產線。該生產線結合了用于眾多任務的模塊,包括紫 外激光打印二維碼(實現可追溯性)、感應加熱、裝配和 測量鋁制插件以及基于機器人的去離子和橡膠密封表面清 洗等。

     另外,還需進行大量的測量和泄漏測試,包括從直徑 和圓度到泄漏、流量和壓降測試。每個工作站包括3個分 別用于運輸、過程和制造的子模塊。憑借工作站的模塊化結 構,Smart Automation公司實現了設計、裝配和編程層面 的標準化,從而大幅簡化了機器使用壽命后期可能需要的任 何更改。
為了實施這條高度靈活的生產線,該系統集成商選擇 圖爾克作為其自動化合作伙伴。“圖爾克在項目概念階段就 已經參與其中。”Smart Automation公司的銷售經理回憶 道,“這有助于我們與客戶共同討論優化解決方案并為后續 的項目準備階段提供便利。
  “圖爾克廣泛的產品組合可實現輕松處理各種信號,包 括從標準的數字量和模擬量信號到用于操作員記錄和過程跟 蹤的RFID。通過與圖爾克合作,我們能夠在整個生產線上實 現高水平的模塊化。”Smart Automation公司的銷售經理 說道。

2 通過標準化設備集成滿足未來需求

     生產線的一項關鍵要求是使用不同的以太網協議。憑借 支持多種以太網協議的功能,圖爾克的BL67和TBEN系列I/ O模塊成為該項目的理想解決方案。它們將Modbus TCP、 Ethernet/IP和Profniet這三種以太網協議集成在一個設備 中,可以在三種網絡中的任意一種網絡中自動運行,因此能 有效減少所需的設備種類。各個機器和設備部分針對不同以 太網協議的相同規劃還允許對支持不同通信標準的設備進行 標準化集成。因此,未來可以輕松對設備進行重新配置。
     生產線中使用的圖爾克I/O設備還可利用其ARGEE現場 邏輯為分布式控制提供支持。這種現場邏輯控制器功能可以處理各種中小型控制任務,而不會給中央控制器帶來任 何負擔。
     這意味著當更改或更換I/O模塊時,中央控制器中的程 序無需進行調整,且可事先單獨測試各個模塊。“通過與圖 爾克合作,我們能夠實現整個生產線的高度模塊化。因此, 我們能夠根據需要輕松對過程進行重新設計。”

34.png

3 使用RFID進行靈活的過程監測

     為了全面監測制造過程,Smart Automation公司實施 了基于RFID的跟蹤系統,其中圖爾克的TBEN-S模塊和高頻 讀寫設備發揮了核心作用。制造過程中各個零部件的所有 參數和測量值都被記錄下來并存儲在服務器和云端的數據庫 中。該解決方案使得靈活設計制造過程成為可能,例如:可 以隨時跳過個別步驟或對某些元件進行返工。
(1)uprox系列
     該公司在電感式傳感器方面選擇了圖爾克的uprox系 列。作為factor 1傳感器,采用uprox的設備能可靠檢測所有 金屬,且針對所有金屬的開關距離都相同,因而實現了傳感 器選型的標準化——這對于機器設計而言又是一大優勢。通 過統一使用這些傳感器,可以更輕松地集成至設備,因為無 需考慮距離和目標材料的差異。另外,安裝和維護也更加簡 單,因此工廠的生產更加高效。
(2)快且防錯:預鑄電纜
      在這種大型項目中,顯示各個生產階段的當前狀態非常重要。該公司選擇了用不同的顏色來指示每個模塊的機器狀 態,同時,該生產線復雜性帶來的另一大挑戰是連接技術。
    但Smart Automation公司同樣從圖爾克的廣泛連接產 品組合中找到了解決方案。他們在規劃階段選擇了各種長度 的預鑄電纜,并在必要時使用了無源集線器。這不僅能從 一開始就排除連接錯誤,還能顯著加快各個模塊的裝配和 調試。

35.png

4 結論

    模塊化機器制造和分布式控制的組合,可為汽車行業日 益增長的生產需求帶來多項益處,這主要得益于使用的解決 方案具有以下應用優勢:
· 可以減少操作員的數量和電纜數量以及安裝工作所 需的時間,而這在使用經典的集中式控制技術時是不可實 現的;
· 模塊化概念還提高了系統的可用性,因為當其失效時 僅需更換一個模塊,最終,模塊化設計為工廠提供了簡單的 擴展選項,方便滿足未來需要;
· 這提高了靈活性并確保了長期成本效益,“對于我們 來說,在客戶以后提出需求時能輕松實現手動操作的自動化 非常重要”;
· 廣泛的產品組合可實現輕松處理各種信號,包括從標 準的數字量和模擬量信號到已經用于操作員記錄和過程跟蹤 的RFID,實現整個生產線的高度模塊化。



中傳動網版權與免責聲明:

凡本網注明[來源:中國傳動網]的所有文字、圖片、音視和視頻文件,版權均為中國傳動網(www.cdcst56.com)獨家所有。如需轉載請與0755-82949061聯系。任何媒體、網站或個人轉載使用時須注明來源“中國傳動網”,違反者本網將追究其法律責任。

本網轉載并注明其他來源的稿件,均來自互聯網或業內投稿人士,版權屬于原版權人。轉載請保留稿件來源及作者,禁止擅自篡改,違者自負版權法律責任。

如涉及作品內容、版權等問題,請在作品發表之日起一周內與本網聯系,否則視為放棄相關權利。

伺服與運動控制

關注伺服與運動控制公眾號獲取更多資訊

直驅與傳動

關注直驅與傳動公眾號獲取更多資訊

中國傳動網

關注中國傳動網公眾號獲取更多資訊

熱搜詞
  • 運動控制
  • 伺服系統
  • 機器視覺
  • 機械傳動
  • 編碼器
  • 直驅系統
  • 工業電源
  • 電力電子
  • 工業互聯
  • 高壓變頻器
  • 中低壓變頻器
  • 傳感器
  • 人機界面
  • PLC
  • 電氣聯接
  • 工業機器人
  • 低壓電器
  • 機柜
回頂部
點贊 0
取消 0
往期雜志
  • 2025年第三期

    2025年第三期

    伺服與運動控制

    2025年第三期

  • 2025年第二期

    2025年第二期

    伺服與運動控制

    2025年第二期

  • 2025年第一期

    2025年第一期

    伺服與運動控制

    2025年第一期

  • 2024年第六期

    2024年第六期

    伺服與運動控制

    2024年第六期

  • 2024年第五期

    2024年第五期

    伺服與運動控制

    2024年第五期