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基于PC 的控制用于制造业

作者:Frank J. Bartos,CONTROL ENGINEERING 责任编辑2006.04.08阅读 6591

  考虑到当今基于PC 控制的特性——即使用灵活方便、可有效运用软件工具、更低的系统成本等www.cechina.cn,假设我们对其进行合理地应用,将可以大力提高制造业的利润,同时又可使得它与业务系统的互连变得更加简单。

机轴CNC磨床及研床
图1:通过软件的应用加强基于PC的控制控制工程网版权所有,例如本屏幕所展示的机轴CNC磨床及研床。
(来源:Bosch Rexroth公司)

  个人计算机(PC)的影响已经遍及我们周围。其中,基于PC的控制已经渗透到工业领域的通讯,操作界面,生产监控以及其他更为广泛的领域。PC机也已经可以成为应用软件及工具的主机平台,而这些软件或工具将有助于生产流水线的诊断、数据的管理、以及其他的一些工厂级功能。
  然而,还有另外一种层次的基于PC的技术,该层次的技术在生产线以及产品制造上执行真正意义的实际控制。由于基于PC的控制技术早期留给大家的印象是“不够可靠”,而产品生产的过程控制又显得相对更为关键,因此该层次的技术难免使人觉得有吹嘘的成分,甚至很勉强的称之为“基于PC的”。这种真正意义上的基于PC的控制,其应用的领域还较少有文章记载。在此处列举的几
个例子,或多或少的展示了此类应用蓬勃发展的冰山一角。
  一个正在改变的印象
  基于PC的控制,随着用户逐步对其建立信心,它在大家心目中的印象也在慢慢改变。另外www.cechina.cn,应用在基于PC的控制领域中的最为典型的硬件,也不再是“对用户价格有利”的个人电脑(就像你给家中或办公室买的那种)。很多工业级的电脑(IPC)都是为工业上的特殊应用而专门设计的。这种设计导致的直接效果是:工业级的电脑(IPC)具有更高的可靠性,因为它已经消除了可动部件-如硬盘驱动及冷却风扇等,同时,有些部件为达成某特殊任务,已替换为闪存、固态装置以及插件卡板。有时,为了适用某些应用场合,可以将整个工业级电脑(IPC)做成一块单板机的形式。在使用中,相关的测试更增加了这些板级产品的可靠性。
  在软件方面,基于PC的控制培育了更多高水平的编程语言的发展,并且PC本身成为编程工具。当今的PC技术也允许模拟仿真功能,同时也能简化系统启动。
  修复高速档位的轮胎
  汽车轮胎的制造包括许多复杂的处理工艺,尤其由于安全及可靠的问题又混杂其中,使之显得更为关键。在2004年,大陆轮胎(Continental Tire)公司(德国Continental AG在美国的流水线)开始在Charlotte,NC设备厂实施34套“基于PC控制的、面向大型轮胎的升级修复工艺”。该生产线原来由1990年代早期过时的PLC来进行控制。现在决心将旧系统更新换代为集中式的、基于PC的控制方案,主要是由于以下几点:现有的PLC系统的限制;选用新的PLC系统所导致的更高的预算费用;现方案可以消除“在如此多的机器上实施非集中的控制架构,势必会引起的扩展性接线需求”。
  该轮胎厂的特点是:很多新的分割式铸模机是由其姐妹公司Continental FMF设计的。该类设备选用Beckhoff自动化公司的CP7130 Panel PC作为其压铸控制的核心。其它的控制系统供应商也在考虑之列,但是由于Beckhoff自动化公司作为全球标准化供应厂商,与大陆轮胎公司之间存在着长期业务关系,该公司顺理成章的成为其主要候选供应厂商。新的压铸机设计成三种操作模式:手动模式、改变铸模模式、自动模式。手动模式允许生产处理过程及机器部件手动动作,以便任何操作改变和“拧转”调节可以安全进行。大陆轮胎公司的电气工程师Jack Plyler还解释说,在压铸处理停顿期间,在压铸室内将保持一定的真空度,这样压铸成段的部件既不会膨胀,也不会收缩。
  只要压铸过程有任何时间的闲置,控制系统都会将操作模式切换为“改变铸模模式”。在该模式下,真空被释放控制工程网版权所有,从而允许压铸成段的部件能够被移动。某些工作,例如更换工具,维修,以及机器清洁等都是在该模式下进行的。自动模式会自动处理轮胎装卸功能,此时,Beckhoff TwinCat控制系统的软件将监视修复和制造数据,并且将其显示在平板PC的显示画面上。
  系统升级后更增强了使用的灵活性。例如CONTROL ENGINEERING China版权所有,上面谈到的电气工程师Jack Plyler指出:先前以PLC控制的压铸处理过程,就无法运行在真正的手动模式。“单独的系统时序可以按照先后顺序,依次进行操作,但是单独的部件却做不到这一点。因此,部件无法以单机的形式进行测试。”另外www.cechina.cn,大陆公司的工厂还要将操作所需的、高达150°F的温度加在母板上,而只有基于PC的控制系统才能满足此项功能。
  闪存替代硬盘驱动
  Plyler继续说,CP7130系统最为重要














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