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《智慧工厂》企业专访 | 惠朋(VIPA):智能制造 我们一直在路上

发布日期:2017-02-22 18:11浏览次数:63169

导 读:中国经济低位运行,制造业形势惨淡,而同时,工业4.0、智能制造等新一轮工业革命迅速发展。在这样痛并快乐着的新时期,以卓越的PLC系统闻名业界的惠朋(VIPA),内强研发,外联资源,以更加坚定而开放的姿态迎接新机遇、新挑战。
 
惠朋(VIPA)中国区销售总监郑京生坦言:“困苦的环境,对我们是一个历练,包括视野、承受能力、领悟能力,以及对行业的理解都会不断提高。现在,国家大力推动智能制造,我相信这十年,中国制造业会有一个翻天覆地的变化,我们乐见这个过程去实现,我们也很自豪能在智能制造中贡献自己的一份力量。”
 
事实上,多年来,惠朋(VIPA)走过的每一段路,都是对智能制造的实践。譬如,公司核心技术SPEED7,在研发之初,就融合智能制造理念,着力将上位的信息化通道集成到芯片中,以实现控制系统与其他设备或系统的共通共融。
 
 
从一个案例谈起SPEED7技术
 
罐装食品有很多优点,能在常温下存放和流通,较好地保存天然新鲜食品的色香味及营养价值;罐装食品的原理是依靠密封杀菌,达到商业无菌要求,不需要也不允许加入任何防腐剂。罐装材料主要分为镀锡箔钢板和铝材,由于铝材制罐具有重量轻、无气味无毒害、易于加工和再回收利用等优点,逐渐成为罐装饮料的主流,但同时,铝材机械性能较低,需要在罐装过程中对罐内注入安全惰性气体,增强罐体机械强度,达到利于运输流通的目的。
 
在线内压检测机就是利用正常品罐内具有一定压力这一特征,对在线高速运动的每一罐密封杀菌后的饮料罐内压进行检测,对于在灌装、杀菌过程中密封性不良的产品(低于低限压力)和可能会在销售运输过程中产生爆裂(高于高限压力)的产品给予剔除,从而保证进入包9装之前都是密封性能良好,罐内压力适中的产品。
 
内压检测机的基本工作原理如下:经过罐装封口再高温杀菌后的产品,被输送带引导进入内压检测机,两条对称柔软皮带将“被检罐”夹持向前方运送,罐子在通过测力传感器时,一瞬间将内部压力传导给测力传感器,控制器采集到单个罐子在通过测力传感器的一个周期内足够的数据点,构成完整的压力波形,这些数据点经过算法可以得到该罐产品的内压值,再通过对比“高限”与“低限”参数,决定是否剔除该产品。
 
加多宝原有控制系统是欧洲进口设备自带的专用控制器,备件成本很高,后改造成德国某知名品牌PLC系统,其内部高速中断最快只有1ms,而且受到运算处理速度的局限,实际采样周期最快只能达到>3ms,生产线勉强能达到600罐/分钟的速度,但因采样点少误差大,造成剔除装置的误打率较高,浪费严重,内压检测机成为整条生产线的瓶颈,生产效率上不去,因此加多宝的技术人员一直在调研能满足这一应用需求的PLC产品,要求如下:模块反应时间短,模拟量转换快,CPU采样周期短、运算速度高,成本不要太高。经过双方反复论证与在线实验,VIPA 313-5BF13真正实现了1ms的采样周期,将采样点数提高了近4倍,检测精度明显改善,有效降低了误打率,大幅减少了浪费;更可喜的是,选用VIPA SLIO系列CPU015以及高速信号模块构建的系统,采样频率又可以比VIPA 313-5BF13提高4倍,背板传输速率、模拟量转换时间等技术指标也大幅提升,系统采样周期可达到250微秒,完全能够满足1200罐/分钟生产线的需求。至此,基于SPEED7处理器技术的VIPA 300S和SLIO系列PLC的优异性能得到充分验证,并逐步在加多宝各个工厂推广使用。
 



两点理念:高速高效和技术融合
 
1985年,惠朋(VIPA)在德国的Erlangen成立,30多年来,通过不断研发创新,惠朋成长为世界上最快的硬件PLC以及工业控制及通讯芯片的专业供应商,树立起鲜明的品牌形象。郑总介绍说:“谈到惠朋,业内人士都会联想到西门子,因为早期的VIPA产品主要是应用于西门子S5系统的功能模块,包括64点DIO、嵌入式PC和VIPA率先在S5系统中引入的TCP/IP以太网通讯模块等,随后又推出了支持西门子Step7编程的200V和300V系列PLC系统,尤其是300V系统可以很好地与S7-300实现硬件兼容。随着技术的不断积累与发展,VIPA从一个Step7技术的追随者,逐渐成为这一技术的革新者与推动者,2003年,VIPA成功推出了具有里程碑意义的基于Step7编码的SPEED7专用处理器芯片,装备这一芯片后,VIPA的300V系统升级为300S系统,市场好评如潮,从而也获得了‘世界上最快的硬件PLC’的美誉,至此形成了VIPA独有的核心特征和技术优势——高速高效与技术融合!”
 
VIPA 300S/500S系列PLC不仅涵盖了从中型一直到大型的PLC 系统的应用,还率先将工业以太网通讯接口作为标准配置集成到全系列的CPU产品中,这不仅给广大用户提供了更经济更方便的编程方式,更引领了PLC领域新的潮流。目前,基于SPEED7技术的PLC产品已广泛应用于冶金,电力,建筑,轻工,水处理,汽车制造,啤酒工业,轨道交通等重要行业。
 
2009年,惠朋(VIPA)又推出了SLIO系列智能分布式I/O系统,支持所有主流的欧美标准工业现场总线,包括:PROFINET-IO、PROFIBUS-DP、Modbus/TCP、CANopen、DeviceNet、EtherNET/IP、EtherCAT,得益于卓越的底板设计,48MBit/s的传输率领跑业内同类产品。2013年,惠朋(VIPA)SLIO安全模块,通过标准化的安全协议Profisafe,进一步保障用户的系统安全稳定地运行。2014年推出的CPU VIPA 315SN/PN,从技术数据来看,它继承了VIPA同级CPU标配的0.01μs的指令处理时间、内置1M-2M工作存储器、 8192Bytes的I/O寻址范围等强大的硬件配置,接口方面除了MPI和Profibus DP主/从接口以外,更同时集成Profinet IO controller和以太网PG/OP接口,使这款CPU成为目前市场上唯一的,真正做到了工业现场总线的实时通讯与工厂信息化管理通讯隔离的一体化 CPU,这为用户先上生产设备,再进行信息化管理提供了极大地便利,不需要增加硬件也不需要重新编程,就可以轻松地通过以太网PG/OP接口读取相应数据,满足管理部门的信息需求。2015年,VIPA又推出了同时集成Profibus DP和EtherCAT的双主站CPU,实现了工业总线的跨界融合,为用户提供了更多的选择。
 
郑总还特别提到惠朋(VIPA)另外两个独特技术,一个是程序加密,另外一个是可以通过SD卡软设置的方法把相同的硬件配置成不同功能CPU,从而有效减少客户的硬件库存。
 
 
多项举措,助力智能制造
 
谈及工业4.0,郑总表示:“工业4.0是在工业自动化和信息化之间融合,首先需要在上位采集和处理大量信息,再通过云计算和大数据的整合,达到智能管理的效果。从这个层面来看,惠朋(VIPA)一直致力于为用户提供能够满足工业4.0应用的平台。同时,面对新的历史机遇,惠朋(VIPA)站在更高的格局上规划企业发展,坚持研发创新的同时,积极整合产业内的资源。与安川的联合研发已取得很大进展,相信会带给广大用户更多的智能制造方案”。
 
今年在德国国际机械自动化展览会上,双方联手推出共同开发的一个直接在PLC里执行运动控制功能的系统,这个系统通过EtherCAT将VIPA全新的SLIOiMC7 CPU与安川的Sigma-7伺服驱动器连接起来,CPU通过VIPA Set Card(VSC)进行配置,VSC是一张用于激活运动控制和EtherCAT功能的SD存储卡。VIPA最新版本的Speed7Studio编程和配置软件包含了支持EtherCAT通信的Sigma-7伺服驱动器,它可实现iMC7 CPU、驱动器和I/O之间的之间通信,Sigma7驱动模块可通过使用图形化技术进行配置,运动控制模块支持单轴或多轴控制。据说使用该功能模块,即使对那些不熟悉运动编程的人而言,应用程序的编程和凸轮廓线的创建会变得轻而易举。
 
郑总透露说:“2017年,惠朋(VIPA)将会大力推广两款产品,一是Speed7 Studio软件,另外一个是微型PLC。”据了解,Speed7 Studio软件是一个系统集成的上位的总成软件,组态、编程,包括第三方系统都可以嵌入软件中,是一个从上位编程到组态,到执行层面的集成平台。市场低迷,而企业又面临升级转型的迫切需求,因而客户对性价比格外关注。郑总指出:“客户一直在追求性能高,而低成本的产品。惠朋(VIPA)深刻理解客户需求,希望在性能和成本间找到一种平衡。”2017年,惠朋(VIPA)将面向中国市场推出微型PLC。主要是面对点数要求不高,但控制方式以小型集中控制或分散型智能化控制为特点的生产设备。此外,微型PLC还具备很强的扩展功能,不仅满足小型设备的需求,还可以满足中型系统。郑总说:“这是一个跨界的产品,从小型向中型系统跨界。”
 
2016年,在市场经济疲软的情况下,惠朋的业务仍然保持了良好的态势。郑总表示:“业绩上,我们没有太大增长,从产品的发展方向上来说,我们涵盖的东西更丰富了,从实际的应用领域扩展来说,我们也取得了长足的进步,包括也有一些成功的案例。我们会沿着智能制造的方向坚定走下去,相信我们在未来有更大空间。”
 
2017年,在市场开发上,郑总透露,惠朋(VIPA)将重点开拓玻璃行业、新能源、电池、物流等领域。希望将工艺和应用吃透,与客户相互助益,相互成长。