視覺係統、傳感器及其他

　　包裝線的自動化程度日益增加，促使將機器視覺係統用於檢驗產品。因為視覺係統能檢查產品的某種特性或檢查產品是否到位與/或校正標簽的位置。推動這股潮流的動力在於其成本更低，同時更多的用戶對使用視覺係統的意識增強。

　　要求精密和可靠的應用係統是采用視覺係統的另外一個因素。藥品包裝的要求最高，需要加工過程100%的有效。“在加工過程中安裝一個視覺係統，能發現並清除批量生產中不合格的產品。這相當於在過程中閉合了回路
，”Omron的Grimmett說。

    Grimmett解釋
，在一些包裝應用中
，對能感知到幹淨、清潔的物體（如儲物袋、瓶子等）的要求日益增強。一個產品例子就是Omron的E3Z-B後反射傳感器
，它能偵測到非常小的亮度變化。定製的光學和電子技術使具有這種先進水準的傳感器成為可能。典型的應用是PET塑料瓶生產線，能夠檢查瓶蓋和商標的位置。

　　Forte公司的Gealy說，觸摸屏（顯示在線診斷
、重量標定的操作作員站）和(he)類(lei)似(si)的(de)設(she)備(bei)代(dai)表(biao)了(le)自(zi)動(dong)化(hua)的(de)另(ling)一(yi)個(ge)分(fen)支(zhi)。對(dui)於(yu)操(cao)作(zuo)員(yuan)接(jie)口(kou)和(he)顯(xian)示(shi)器(qi)來(lai)說(shuo)，關(guan)鍵(jian)是(shi)能(neng)過(guo)濾(lv)掉(diao)提(ti)供(gong)的(de)大(da)量(liang)數(shu)據(ju)並(bing)向(xiang)用(yong)戶(hu)傳(chuan)達(da)最(zui)有(you)意(yi)義(yi)的(de)信(xin)息(xi)。在(zai)自(zi)動(dong)化(hua)過(guo)程(cheng)中(zhong)必(bi)須(xu)能(neng)識(shi)別(bie)對(dui)操(cao)作(zuo)者(zhe)是(shi)關(guan)鍵(jian)的(de)圖(tu)形(xing)和(he)數(shu)據(ju)。

　　分布式控製

　　yexudisandaibaozhuangjishuzhongzuijuyoushidedifangzaiyutanengjiangyundongkongzhifensandaomeigedandudejiqihuoshengchanduanzhong。chulitedingbaozhuangzhandemeigesifuqudonghesifudianjinenggouyouyigekongzhiqitongguoguangxianwangluo（如SERCOS）精確地進行同步。

　　Bosch Resroth的第三代包裝機的運動/邏輯控製器采取的不是基於機架（一般指PLC）就是基於PC的形式。一個控製器處理多達40個運動軸從而減輕係統控製器的負擔，運行20個軸的更為典型，Throne說。多控製器能夠處理多達1280個軸。

　　以前，不能通過同步化以形成一個集成的生產線
，Elau公司高級技術人員Tom Jensen說。“包(bao)裝(zhuang)線(xian)過(guo)去(qu)依(yi)靠(kao)許(xu)多(duo)聚(ju)集(ji)起(qi)來(lai)的(de)設(she)備(bei)，這(zhe)樣(yang)在(zai)機(ji)器(qi)之(zhi)間(jian)的(de)加(jia)工(gong)過(guo)程(cheng)中(zhong)必(bi)須(xu)排(pai)隊(dui)進(jin)行(xing)。現(xian)在(zai)，包(bao)裝(zhuang)者(zhe)意(yi)識(shi)到(dao)將(jiang)包(bao)裝(zhuang)線(xian)更(geng)加(jia)緊(jin)密(mi)地(di)進(jin)行(xing)同(tong)步(bu)化(hua)的(de)好(hao)處(chu)。”傳送裝置更多地作為機器之間的產品收集器，包括一些靈巧的變型，例如節省地麵空間的螺旋形傳送帶。

　　包裝線中控製器之間的同步是獨立於電機驅動同步的一個令人關注的問題。這種同步參照OMAC的同步化總線（基於IEEE1588），為了保證最優化的數據流
，它力求在分布式測試
、測量或控製係統中的不同部分統一時鍾。
　　現在生產商設計更加模塊化、多duo功gong能neng的de機ji器qi
，它ta擺bai脫tuo了le長chang期qi以yi來lai累lei積ji的de瓶ping頸jing問wen題ti並bing減jian少shao了le體ti積ji大da小xiao。模mo塊kuai化hua的de設she計ji還hai加jia速su包bao裝zhuang形xing式shi的de改gai變bian並bing使shi重zhong新xin配pei置zhi未wei來lai機ji器qi成cheng為wei可ke能neng。

　　一個OEM能夠
，例如，將一個紙板包裝模塊插入到一個填充/封裝機，或增加一個箱體包裝機器人到紙板包裝機中。在控製層中，增加一個大代碼塊（如IEC功能塊）就能實現這個附加功能，而不需要更多的控製硬件。“控製的可伸縮程度是第三代包裝機的一個重要屬性，”Jensen補充。

　　他認為要使第三代的包裝機更具有競爭力，至少應該采取集成的運動和邏輯控製。

　　Jensen的觀點是，自動化的架構必須超出PLC類型的數據結構，這樣才能有效地接口到MES（製造執行係統）數據、接口到影響生產量的上遊操作以及能看到設備效率的整體畫麵。

使包裝生產線有效地自動化的3個步驟

　　確定你的需要

　　確定你的包裝線的生產量、精確性和需要轉換的頻繁程度—jishengchanxiandeshulianghezaitongyishengchanxianyunzuobutongchanpindelinghuoxingleixing。zhejiangyouzhuyunijuedingshengchanxianleixingdebujuyijinixuyaodezidonghuajiqideshuizhun。ruguonideshengchanxianshiyitiaomansudeqiezhishengchanyizhongchanpindezhuanyongxian，zezaijiqishangxuyaoyunxingyigegudingdejixiezhuangzhi。
　　對為您製造機器的原始設備製造商（OEM）自動化水平進行調查，如：

　　◆ 第1代——非伺服，生產線上的機器由機械軸驅動；
　　◆ 第2代——混合型
，在關鍵的機器區有少數伺服；
　　◆ 第3代——都是基於伺服的電氣設備，提供最高的生產量和靈活的操作轉換。

　　請注意OEM使用的是哪種控製器（或他們的自動化夥伴是誰）——用於運動、邏輯、伺服、HMI

、I/O係列和電機等。找出大多數你的OEM所使用的是哪個自動化供應商提供的解決方案；由於已經為OEM所接收

、認(ren)可(ke)
，供(gong)應(ying)商(shang)將(jiang)為(wei)你(ni)提(ti)供(gong)較(jiao)低(di)成(cheng)本(ben)的(de)控(kong)製(zhi)解(jie)決(jue)方(fang)案(an)的(de)最(zui)好(hao)機(ji)遇(yu)。研(yan)究(jiu)這(zhe)個(ge)自(zi)動(dong)化(hua)方(fang)案(an)供(gong)應(ying)商(shang)提(ti)供(gong)的(de)技(ji)術(shu)，它(ta)是(shi)否(fou)適(shi)合(he)於(yu)你(ni)的(de)要(yao)求(qiu)和(he)靈(ling)活(huo)程(cheng)度(du)。一(yi)旦(dan)OEM作為被擔保人過期，你必須能支持你所選擇的自動化解決方案。
　　
　　選擇您需要的自動化夥伴

　　在選擇OEM之前，請選擇一個自動化夥伴。

　　A 選擇了解這個行業並精通食品和包裝應用的夥伴。你需要一個關心您的利益並能夠在惡酷的生產環境下進行管理的夥伴。

　　B 要求一個開放架構的運動控製器係統，而不是一個鎖定於特定控製器、驅動和電機等的專用架構。

　　C 選擇一個可以為你的應用提供正確技術的夥伴，例如用於高速生產線（如連續作業卷繞機和紙板包裝機）的de交jiao流liu伺si服fu驅qu動dong和he用yong於yu紙zhi箱xiang包bao裝zhuang機ji以yi及ji碼ma垛duo機ji的de氣qi動dong技ji術shu，它ta需xu要yao的de自zi動dong化hua技ji術shu的de成cheng本ben最zui低di。同tong樣yang

，應ying該gai為wei你ni的de機ji器qi的de傳chuan送song帶dai和he其qi他ta部bu件jian考kao慮lv自zi動dong化hua機ji械xie的de解jie決jue方fang案an。

　　D 選擇一個夥伴，他能在全球範圍內提供技術支持並能對你的要求足夠地重視。你的夥伴應該專心致誌、工作努力
，並為正確地完成任務而提供適用資源。

　　E 選擇一個真正的全球性夥伴，他在北美、歐洲和亞洲有堅實的基礎。為什麼呢？因為你的一些OEM供應的設備可能來自其他國家。

　　F 選擇一個注重更高性能係統的夥伴，而不是隻能處理你的係統的60%~70%，但將更困難的部分留給其他供應商的人。在這種情況下，你將會有兩種控製係統滿足你的需要——而最終將限製整個生產量。

　　G 向當今頂尖的自動化夥伴要求提供關鍵的技術：

　　◆ 在單個控製器上，伺服的多軸同步高達40個
；
　　◆ 到驅動係統的數字SERCOS光纖通信
；
　　◆ 230~480V交流（能自動測定範圍）的更高電壓的驅動

，三相輸入，這樣不需要使用變壓器；
　　◆ 內置的
、完全的電機反饋，您的機器不需要歸原位

，從而節省時間和金錢；
　　◆ 控製
、驅動和電機上有可拆卸的閃存（flash memory）的性能
，這樣能快速方便的進行更換。不需要通過膝上型計算機下載最新的軟件修訂本；
　　◆ 當您試圖集成來自不同OEM的機器
，將一台機器的控製與另一台進行同 步化的能力會大大地減少了接口的問題。這能夠節省幾個月在工廠進行集成的時間
，因而能將你的產品更快地推向市場。

　　不要因小失大

　　選擇穩定的和易於溝通業務的OEM。要明確他們理解你的長遠目標並能準時地提供資源。

　　如果可能的話，為你的整個自動化生產線選擇一個OEM夥伴——附非你的生產過程非常特殊，因而需要對該應用是唯一的OEM。可以考慮選擇最大、最有能力的OEM，他可以將工作分別承包給一些小的OEM。這樣你的責任可以單一化，避免了通信和集成的問題。

　　一旦你選定了自動化夥伴和OEM
，可以在項目啟動前召開一次集中的會議
，包括OEM、係統集成商（如果有的話）

、自動化夥伴和您公司的項目經理。這個會議應該得到的結果包括：

　　◆ 確保每個與會人都認可他/她的責任；
　　◆ 製定並認可項目的階段表
；
　　◆ 確立相互溝通的基本規則；
　　◆ 同意在項目中出現重大問題的時候隨時召開會議；
　　◆ 在項目全部完成並可以鑒定好或壞的實踐效果時召開會議。如果一切進行順利，則將來還有合作的機會。

　　這將有利於項目的平滑進行，減少意外事件的發生。

作者：Frank J.Bartos

Control Engineering China