為通暢的物流所做的精細的項目設(shè)計和創(chuàng)新的自動化技術(shù)均來自位于德國威爾市的Beckhoff公司。

坐落于Harsewinkel市的Bertelsmann物流集散中心能夠在很短的時間內(nèi)把廣告印刷品、表格和各種辦公材料送到其大客戶的手中。他們所提供的其他專項服務(wù)包括POD印刷，學(xué)習(xí)材料和技術(shù)文檔的發(fā)送，移動電話、附件、更換件的分發(fā)等。客戶在發(fā)出訂單24h之內(nèi)即可收到所訂的產(chǎn)品。

該物流中心共有20000m2的面積，有8個大廳。現(xiàn)在，快速分揀設(shè)備的自動化控制是由Beckhoff提供的產(chǎn)品和技術(shù)來實現(xiàn)的：三臺Beckhoff工控機（裝有TwinCAT控制軟件）、Beckhoff的Lightbus總線(以光纖為傳輸介質(zhì))和種類繁多的現(xiàn)場總線端子。用戶無需選擇昂貴的、正在逐步過時的傳統(tǒng)PLC技術(shù)，無需單獨的可視化設(shè)備，即可同時擁有控制功能和畫面顯示功能。

通用的、開放式的TwinCAT控制軟件

Beckhoff的TwinCAT PLC軟件是設(shè)備控制的心臟，它不僅處理整個物流輸送的工藝，而且連接管理層系統(tǒng)(SAP)，進行數(shù)據(jù)管理。經(jīng)過多年的工作，Beckhoff開發(fā)人員開發(fā)了基于Windows NT的TwinCAT控制軟件，這不僅意味在每臺PC機上能夠進行PLC控制(以IEC61131—3為標(biāo)準(zhǔn))，而且能夠完成數(shù)控功能(循環(huán)周期最小是50ms)。當(dāng)然，TwinCAT也提供了與第三方的接口。在該項目中，Beckhoff工控機使用了原來物流管理系統(tǒng)中的參數(shù)，包括登記、跟蹤、發(fā)送已包裝好的物品。

在3臺工控機上一共有6塊光導(dǎo)總線接口卡和6根光纖電纜。工控機被就地安裝在生產(chǎn)線旁邊，以方便機器操作者或領(lǐng)班自行排除一些小的故障。物品由各個紙箱輸送單元傳送時，用掃描器在特定的測控點進行掃描跟蹤。每個大廳和每一層的傳輸單元鏈形成多個閉環(huán)。目前該系統(tǒng)包括5個長200m的分揀環(huán)路和一個出貨傳送帶。所有控制功能由3套TwinCAT系統(tǒng)來完成。

模塊化結(jié)構(gòu)節(jié)約空間

從自動化工程的角度看，把每條輸送帶的控制元件安裝在滾軸運輸機旁的一個小控制柜中是非常有意義的。所有的外圍設(shè)備，包括連接掃描儀和光電傳感器的總線端子、耦合器被分散地安裝在這里，甚至于電機保護開關(guān)和斷路器也安裝在這里。與2臺主控計算機的通信由Beckhoff的光導(dǎo)總線來完成，它有很強的抗電磁干擾能力。5條傳輸線和物品裝運區(qū)的每個獨立的自動化元件，通過現(xiàn)場總線連接到上位工控機。這樣就可保證來自分散的掃描儀和光電傳感器的數(shù)據(jù)在很短的時間內(nèi)進行交換和處理，使物流輸送線連續(xù)、順暢地運行。

當(dāng)需要重新改建工廠時，該套解決方案也給Bertelsmann帶來了相當(dāng)大的靈活性。當(dāng)傳輸回路需減少一個運輸單元時，只需斷開6根光纜，改一下地址表，然后重新接上光纜，整條輸送線在解除了該運輸單元后即可繼續(xù)順暢地運轉(zhuǎn)。

Bertelsmann物流中心的1500個監(jiān)控點對實現(xiàn)分布式控制具有重要意義。在這里，Beckhoff的2通道總線模塊起到了關(guān)鍵的作用。根據(jù)外圍各種類型傳感器、執(zhí)行器和掃描儀的需要，配置了各種類型的端子模塊，在每個端子盒里，組成一個端子排。整個物流中心大約用了900個總線端子，其中大部分是數(shù)字量。用了45個串行端子連接PC機和掃描儀。有95個Lightbus總線耦合器(型號是BK2000／BK2010)通過光導(dǎo)總線把所有的外圍設(shè)備連接到3臺Beckhoff工控機上。與眾多生產(chǎn)4通道、8通道和16通道的廠家比起來，Beckhoff總線端子具有配置靈活和節(jié)約空間的優(yōu)點。Beckhoff公司通過80多種不同功能的總線端子，為模擬量和數(shù)字量的輸入／輸出提供了最大的選擇范圍。

量體裁衣的解決方案

正是這樣的一個“拼湊物”，大大節(jié)約了分布式端子盒的空間。而且Beckhoff的總線端子也滿足了其他的需要：降低了成本，減少了故障頻率，因為每個傳感器只需要一個12mm寬的總線端子。

總線端子的配置也非常容易。在一個純數(shù)字量應(yīng)用中，以Bertelsmann應(yīng)用為例，無需特殊配置工作，只需把它們接插成一個端子塊就可以了。Beckhoff總線端子值得被人青睞，因為它能把各種不同的測量和控制產(chǎn)品集成到一個統(tǒng)一的系統(tǒng)里。該解決方案也得益于同樣的外圍設(shè)備、統(tǒng)一的軟／硬件和共享的編程環(huán)境。此外，一些復(fù)雜的配置，如不同的控制層面和分布式結(jié)構(gòu)，在Bertelsmann項目中得到快速而經(jīng)濟地實現(xiàn)。另外，可以很容易地擴充工廠的計劃或靈活地滿足一些新的要求。

開放式系統(tǒng)易于集成

TwinCAT控制軟件特別適合全自動倉儲和配送中心的要求。開放性及與PC標(biāo)準(zhǔn)兼容，意味著與現(xiàn)在流行的倉庫和物流管理軟件可以進行通信。由于工控機的輸出借助以太網(wǎng)，通過TwinCAT控制軟件與SAP管理系統(tǒng)對話，可以對產(chǎn)品進行連續(xù)的動態(tài)跟蹤。

分布式控制大大降低了成本

相對于集中控制，分布式控制具有節(jié)約電纜和降低安裝成本的優(yōu)點，當(dāng)工廠的設(shè)備比較分散時，這一優(yōu)點就更為突出。由于Beckhoff模塊的特點，用戶可以根據(jù)外圍的實際需求選擇模塊，無需浪費輸入／輸出通道。另外，工控機對調(diào)試和故障診斷，提供了強有力的支持。

Beckhoff總線端子

Beckhoff針對模擬量和數(shù)字量的輸入／輸出，提供了80多種應(yīng)用相當(dāng)廣泛的模塊化端子。這些2通道、4通道現(xiàn)場總線端子的最大的優(yōu)點是可以根據(jù)現(xiàn)場實際來配置，既可以擴展，又相當(dāng)經(jīng)濟。現(xiàn)場信號通過各種現(xiàn)場總線送到高一級別的控制層。Beckhoff可提供非常豐富的總線耦合器種類，如：Profibus、Interbus、CANopen、DeviceNet、ControlNet，Lightbus、EthernetTCP／IP，USB等。在端子系列中，有電阻橋模塊和16位分辨率的模擬量模塊，可謂應(yīng)有盡有。所有的端子模塊，寬12mm，機械尺寸相當(dāng)于兩個6mm接線端子。耦合器的尺寸是68mm×100mm,可與總線端子匹配連接，上有LED狀態(tài)顯示。插入式標(biāo)簽和抽拉式標(biāo)簽盒使人在操作時一目了然。兩線制和三線制加上一個保護用的屏蔽端，使直接連接傳感器／執(zhí)行機構(gòu)成為可能。

現(xiàn)場總線端子盒系列擴展了Beckhoff總線產(chǎn)品的范圍。該產(chǎn)品結(jié)構(gòu)緊湊、牢固，價格經(jīng)濟，防護等級為IP67，可直接安裝在機器設(shè)備上。總線端子盒體積很小，長寬170mm×30mm,高度只有27mm。這類產(chǎn)品防水、防塵，是一些特殊場合的理想選擇。

MM《現(xiàn)代制造》雜志(end)