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基于PC和EtherCAT的控制技术在标准化加工和生产测试程序的应用

作者:www.cechina.cn2013.12.09阅读 4858

  威能集团(Vaillant Group)总部位于德国北莱茵-威斯特法伦州的雷姆沙伊德(Remscheid)市,是全球领先的供热/生活热水/通风和空调设备制造商。为了满足最高质量标准,所有威能的家用电器都必须经过综合测试。公司为全球生产基地设定了一个标准化的测试程序,并在整个试验台的实施过程中全程采用了 Beckhoff 控制技术。
  威能集团的其中一项核心业务领域就是生产供热设备。除了高效的常规能源供热设备,威能集团还提供使用可再生能源的系统解决方案。生产测试研发部门负责威能集团的测试概念提出以及试验方法、试验台和装配管理系统(AMS)的开发。“由我们开发的测试标准规定用于威能集团的 9 个海外生产基地。我们目前约有 200 台试验和装配管理应用正在生产中。”生产试验开发部门的主管 Christian Kron 解释道。“威能集团的理念就是在整个生产过程中,每一步都要进行检验CONTROL ENGINEERING China版权所有,以确保我们的产品具有最高品质:从进入的货物开始(我们会进行随机检查),直到“装运前检验”。在生产和装配期间,我们会进行线上和最终检查,以测试设备是否正确装配,功能是否正常。威能集团的成套试验方案应用于所有的产品范围。
  Beckhoff 自动化套件构成灵活和可升级的试验台解决方案
  试验台的控制硬件由 Beckhoff 自动化套件构成;即系统配置不是固定的,但会根据现有的测试任务进行模块化修改。“我们主要使用的是 C5210、C6915 和 C6930 系列工业 PC 以及 CP6201、CP6907、CP7201、CP7709 和 CP7901 系列控制面板。此外控制工程网版权所有,我们还使用了一台基于 CP7901 的定制面板,该面板由我们与 Beckhoff 根据我们具体应用共同开发” Christian Kron 说道。


装配线上的螺丝刀也是系统外围设备的一部分。扭矩的设定值通过装配管理系统从数据库读出并写入到螺丝刀控制器中。实际值再写回到数据库中并进行存档。

每台威能试验台都由公司专门的 UTS 软件控制,该软件在 Beckhoff 工业 PC 上运行。另一个由威能集团开发的装配管理软件平台可以同时执行一条生产线上的不同装配站的工作顺序。因此,每个站的工作顺序可根据生产订单进行独立控制。
  所有的系统组件通过灵活的 EtherCAT 端子模块连接
  装配和测试应用所需的外围设备通过 Beckhoff 的 EtherCAT 端子模块连接。正如 Christian Kron 所指出的那样,威能集团的专家们注重使用一些标准的 EtherCAT 端子模块来确保部件库存都是可以控制的。不同的硬件组件,如用于产品跟踪的扫描仪或 RFID 装置通过网关和接口控制。装配线上的螺丝刀也是系统外围设备的一部分。扭矩的设定值可通过装配管理系统从数据库读出并写入到螺丝刀控制器中;实际值再写回到数据库中并存档。“系统还具备故障识别功能。例如,如果工人忘了锁一个螺丝,就会被系统“指引”回来锁上遗漏的螺丝。”Christian Kron 解释说道。


威能集团使用 EtherCAT、Ethernet TCP/IP、PROFIBUS、RS232 和 USB 作为设备和服务器数据库的通讯物理接口

使用 EtherCAT 作为中央总线系统,每个站的常用本地控制器组改由一台中央工业 PC 取代。而每条生产线平均有30个站点,如此便可大大节省成本。系统的软件维护也更加高效,因为它仅集中在一条生产线所使用的工业 PC 上。因此,装配管理系统也可以帮助提高生产效率。
  最多可文档编制 300 条测试内容
  所有的测试步骤和结果,包括测得的值都被记录下来并进行文档编制。这样可在编制的测试报告基础上保证每件产品的可追溯性。整个测试期间测得的变量值主要包括压力、流量、温度、电流、电压和频率。信号调节在传感器和测试适配器中进行。威能集团主要将 4…20 mA 标准化为模拟量信号形式。
  所记录的测试信号通过 EtherCAT 端子模块传输给 PC,并通过 UTS 软件进行分析。威能集团的所有试验台和装配管理系统都与数据库连接。在每次测试之前控制工程网版权所有,可以从数据库下载到相应的最新测试序列和参数。“在某些情况下,会涉及到多达 300 个参数和相应的测试顺序,包括测试步骤。”Christian Kron 肯定道。这些参数由 UTS 软件调用,以进行分析;然后,为每个测试程序测定和合格的数据再写回到数据库中。
  标准化带来了明显的好处
  试验方法和试验台的高度标准化让他们能够由一小支在本地进行支持的团队进行国际化管理,不管应用的数量多么巨大。每个团队中在本地进行操作的员工都接受过检查和试验设施的使用培训。除此之外,雷姆沙伊德团队可以提供“二级支持”。“这意味着,如果现场的同事需要帮助,我们会远程连接系统并提供支持,帮助解决问题。”Christian Kron 阐述道。他特别自豪的还有:“产品停产废止后CONTROL ENGINEERING China版权所有,高度的标准化使得测试台的重复利用变得可能CONTROL ENGINEERING China版权所有,这也意味着成本的显著降低。

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