控制供应商在盒子里放了更多

到目前为止，这是一个古老的故事。逻辑控制和运动控制的整合是一个Mantra，它已经在离散自动化空间中被吹捧和讨论了20多年。今天，最重要的是，所有的谈话都真正转变为现实。

“几十年前，所有东西都在自己的小黑盒子里，你必须做很多设计，才能让所有东西说话。通信更新速度等方面存在延迟问题，”俄亥俄州莫米市系统集成商Matrix Technologies Inc.的项目工程师杰夫·哈罗(Jeff Harrow)说。“但如今，他们拥有的更紧密集成的系统已经解决了很多问题，所有控制都驻留在一个程序中。”

事实上，正如马萨诸塞州戴德姆ARC Advisory Group Inc.的研究主管萨尔·斯帕达(Sal Spada)所指出的那样。，“多箱问题”已经基本解决了，“市场上的每个供应商”现在都将他们的产品线向前推进，以提供更高级别的集成和功能。例如，自动化和控制供应商现在越来越多地将机器人和运动学集成添加到混合系统中，以及集成的安全功能。

这种集成的好处有很多，包括大大减少了将新机器推向市场的时间和成本，同时自动化系统和机器更加可靠和健壮，需要更少的维护，并为终端用户提供了更大的灵活性。在未来，Spada希望看到更多工程工具的引入，提供分析和建模能力，以支持原始设备制造商和机器制造商更快的部署。

随着综合逻辑和运动控制的时代继续成熟，自动化世界在这里阐述了了解今天在现场部署技术的部署方式，以及对用户的好处。以下是四种快照案例研究，帮助判断了故事。

AEMK系统

加拿大安大略省滑铁卢市AEMK系统公司总裁Amir Khajepour说:“谈到速度，你必须移动的质量变得非常、非常重要。”

这就是为什么由滑铁卢大学Khajepour开发的高速DeltaBot平行机器人依赖于轻型电缆而不是刚性元件来控制末端执行器的运动。该学院机械工程教授Khajepour说，电缆驱动的设计使每分钟超过120次拾取和放置周期的速度达到零反弹和高精度。此外，与由硬质碳纤维或其他材料制成的传统手臂设计相比，电缆的使用带来了成本优势，他补充说。

在2006年申请专利并成立AEMK公司将该技术商业化后，Khajepour和公司从机械设计转向了控制DeltaBot的最佳方式问题。在尝试了各种平台之后，该公司最终选择了CX1010嵌入式个人电脑(个人电脑)，该电脑使用了来自美国明尼苏达州burnnsville的Beckhoff Automation LLC的TwinCat软件。该设计还依赖于高速EtherCat输入/输出(I/O)终端和安装在拾取和放置单元上方的Beckhoff AX5000 EtherCat伺服驱动器。

“并联机器人的运动学是复杂的，我们首先要寻找的是一个足够开放的控制系统，这样我们就可以编写自己的运动学，”Khajepour说。此外，AEMK希望控制占地面积小，系统有足够的动力和灵活性，以提供辅助系统组件的集成控制。Khajepour说，CX1010符合要求，因为它不仅可以控制机器人，而且具有集成逻辑和运动控制的传送带、摄像机和其他需要的组件。例如，DeltaBot为汽车检测应用开发的一个交钥匙系统，使用了6个伺服电机，3个传送带，4或5个摄像头和一个复杂的零件跟踪数据库，所有这些都在同一个控制器下运行，他指出。

“Beckhoff系统允许您拥有机器人控制器，同时可以运行逻辑代码 - PLC（可编程逻辑控制器）代码 - 这是一个巨大的好处，因为而不是多个控制器，您可以拥有一个，“Khajepour说。“你省钱，你节省空间，它在同步和时机方面使事情变得更加容易。”与替代多控制器方法相比，成本节省至少为40％，他估计，同时以足迹要求节省70％至80％。Khajepour表示，高速EtherCAT网络也降低了布线成本以及通信抖动，这是一个重要的考虑因素，因为快速移动的德莱特拉布必​​须在不到500毫秒的大部分路径中完成大多数路径。

尽管AEMK为Deltabot写了自己的运动学软件，但这是未来机器人系统开发人员在使用Beckhoff控制器时选择放弃的一步。这是因为Beckhoff最近发布了一个用于其Twincat NC I软件平台的运动学软件库，除了基本的PLC逻辑和运动功能之外，还促进了机器人集成。

专业工具

印第安纳州埃文斯维尔(Evansville)的机械制造公司Specialty工装Inc.的工程师们接到了一个苛刻的要求。客户——一个主要的家电制造商——想要提高用于制造冰箱冷凝器的弯管工艺的效率。

该家电制造商现有的工艺是基于硬工具和气动技术。但专业工具有一个完整的改造，在头脑中，基于智能伺服驱动器。机器制造商选择了来自博世力士乐公司的IndraMotion MLD-M(用于驱动-多轴运动逻辑)控制架构。为了这个任务。MLD架构在驱动器中直接集成了运动逻辑和PLC控制功能，而不是在单独的控制器中，还包括SERCOS III(用于串行实时通信系统)I/O和内置的安全板上运动功能。程序设计基于国际电工委员会的IEC 61131-3标准。

专业工具自动化工程师Ryan Johann表示，与使用外部PLC的传统控制平台相比，基于驱动的系统大大减少了布线。传统的方法需要将I/O点从独立控制器的I/O卡连接到面板上的端子块。相反，Johann的设计依赖于四轴机器上的SERCOS接口，从驱动到驱动再到输出到I/O块只有一条线。

Johann估计，这种方法节省了约25%的面板空间和约35%的布线成本，并使面板布局更加整洁，这将为后续的维护带来好处。由于复杂性的降低，他观察到，“任何人都可以看到这个，他们不会被通信电缆、离散的I/O和其他东西所淹没。”

新平台还为家电制造商生产了大量生产力改进，消除了60至90分钟的硬模具转换时间。当按下按钮，机器运营商现在可以在四个部件配置中更改。“与以前的机器一起，他们需要三台机器在线上跟上，但是通过我们的机器，[由于更快的转换时间]，他们实际上只需要一台机器，”约翰说。此外，当从一个钢管的一个线圈发生部分差异到下一个线圈时，操作员通常可以使用系统的人机界面（HMI）进行轻微的调整以适应变型，使机器能够继续运行。“A lot of times in the past, when they would get a bad batch of parts, they would have to reject those parts, and it might have put them in a situation where they didn’t have enough parts for the particular product they were intending to run,” says Johann. “Now, they don’t have to mess around with changing schedules and things like that.”

额外的额外生产力效益随着集成到驱动器的安全技术的安全性。经过认证到各种国际安全标准，基于驱动的安全平台允许操作员进入机器电池以加载和卸载零件，而无需放弃电源电压，无需完全重启。

“我们将系统设置为，以便如果操作员进入光幕，我们将所有内容放入安全停止。我们有效地暂停了循环，因此如果需要调整某些东西，或者如果在那里掉落，他们需要将其移开。一旦他们退出工作单元，系统就可以从它的位置恢复“约翰解释。“我们在船上找到了船上技术非常有用。”

钻探技术服务

钻探技术服务（DTS），俄亥俄州俄亥俄州机械建设者，专门用于狭窄和中宽印刷业的机械，电气和工艺工程。在最近为标签和电影产品解决方案中的一个全球领导者的项目中，DTS被委托开发中型卷筒卷筒芯片模切器，具有各种独特和具有挑战性的基板操作功能。

这项工作的每个方面都要对客户的严格系统规范进行设备标准，包括模切精度，线路速度精度，张力控制和伤口卷精度。合同为DTS提供了一个值得注意的机会。在客户展厅的短时间时间表上需要第一台机器，将第二台机器提供给初始最终用户。但长期计划要求机器由DTS客户销售全球。

DTS的创始人Joe Drilling说，DTS使用了来自不同供应商的控制技术。“但如果我们有足够的时间进行具体说明，我们就会使用西门子。”DTS遵循基于模块化结构的机械设计方法，西门子提供了一系列非常适合支持模块化方法的电气组件，Drilling观察到。

因此，DTS选择了Siemens Industry Inc.，Alpharetta，Ga的SIMOTION D435运动控制器。，以实现用户所需的准确性，作为机器的“电子线路轴系”设计的一部分。D435是一种基于紧凑的驱动的平台，它在单个硬件单元中包含运动控制，逻辑控制和驱动控制。驱动安装的D435，最多16个轴的中档产品是整个机器功能的控制。送完此平台将是西门子SINAMICS系列的多轴控制驱动器，以及SIMATIC I / O组件和运行时软件以及相关的HMI软件。

DTS工程师使用西门子转换工具箱(Siemens conversion Toolbox)选择机器的组件，该工具箱是一套产品规格和应用软件，允许工程师定制机器构建的部分，然后召回或重用它们，或为后续构建进行修改。Drilling表示，第二台机器的机械设计工程时间减少了约80%，并预计在后续设备上也能节约类似的时间。

那个时间储蓄是与客户一起使用的客户，他们以前使用过另一个供应商进行机器升级。钻井说，该供应商通常需要几个月的研究，开发和实施设计变化。“拥有这些[西门子转换工具箱]可供我们提供的工具使我们看起来像客户面前的英雄，因为当他们要求我们做出改变或改进时，我们能够相当快地制作它们，”他观察。

最后，通过集成控制方案和电子线路轴系方法提供的灵活性和精度使DTS能够满足客户精度和精度的客户要求。而且机器的最终用户也将从各种效益中获利，从减少机器维护到更快的产品转换。

例如，根据Drilling的介绍，“HMI有一个功能，可以让用户保存通过机器运行的特定产品的最后设置，机器能够自动改变，创建特定产品更改所需的张力区域。”钻井公司表示，在老式机械设计中，需要进行机械调整，这样的产品更换可能需要操作员长达1小时的时间。相比之下，在新设计中，转换过程“最多两到三分钟”。

Curt G. Joa公司

我的是，Sheybogan Falls，基于Wis.的机器建设者的Sheybogan Falls。在简单的Joa建立了一家在1932年建立了一家工程公司，他于1932年建立了他的名字，他在早期卫生巾生产机器的末端折叠机构上申请了他的第一专利。今天，虽然机械创新仍然很重要，但电子机器控制的创新也起着重要作用。

Joa的电气工程经理凯文·泽内曼(Kevin Zeinemann)说，该公司专门为婴儿纸尿裤、女性卫生巾和尿失禁垫的主要制造商设计定制的网页转换机器，通常会生产长达150英尺(约合15米)、包含100至150个运动轴或更多的机器。

随着轴数的增加，标准化编程已成为钥匙，Zeinemann观察。“说，你有100个或更多轴的机器，你有30个传送器是相同的。你不想每次都重写那个代码，所以我们正在寻找的是一种建立一个街区的方式，基本上丢弃它，“他解释道。

Zeinemann表示，这是一家Joa的主要控制供应商提供的方法，包括博世雷克斯，罗克韦尔自动化和西门子。“我认为这是一个相当相关的行业趋势，他们都试图将所有这一切的所有[代码块]功能绑定到一个常见的编程软件中。除了运动控制和逻辑外，[软件]还集成了安全性，所有这些主要供应商都包括在其集成架构工具包中。“

今天的工具和更广泛的整合的好处可以在Joa为想要升级一个过时的15岁的转换机器并变得越来越昂贵的修复越来越昂贵的客户的工作中可以看出。

在第一步中，JOA将系统的伺服驱动器升级为罗文 - 布拉德利Kinetix 6000多轴伺服驱动器由Rockwell Automation Inc.，Milwaukee提供，并使用Allen-Bradley ControlloGix可编程自动化控制器（PAC）升级了机器的处理器。作为罗克韦尔自动化集成架构的一部分，ControlLogix PAC消除了对单独运动控制器的需求。在相同的平台上集成高速离散和运动功能，保存空间，提高了同步和降低的编程要求。

Joa工程师还将Allen-Bradley Guardlogix控制器集成到机器中，以执行所有安全联锁功能。控制器具有双处理器架构，可在单个平台内进行集成安全和机器控制。这有助于最大限度地减少硬件成本，因为应用程序的标准和安全部分都可以使用系统组件。

其他的变化包括用通用工业协议(CIP)替换现有的控制网和设备网通信。

相关功能：供应商响应的集成逻辑和运动控制中有哪些新型。
阅读此功能，访问www.myenum.com/feature - 8199

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