隨著(zhù)工業(yè)4.0浪潮的到來(lái)，現代自動(dòng)化和機器概念也越來(lái)越多地開(kāi)始采用模塊化設計，這讓分布式I/O的解決方案也逐漸成為用戶(hù)關(guān)注的焦點(diǎn)。

如何幫助用戶(hù)以更少的成本向機器智能分布化邁進(jìn)？圖爾克帶有Codesys控制器的緊湊型HMI/PLC系統和其堅固可靠的IP67BlockI/O解決方案提供了自己的答案。

圖爾克緊湊型IP67控制器為自主控制多個(gè)任務(wù)提供了足夠的應用可能，將智能直接引入現場(chǎng)設備之中。TBEN-L-PLC還能用作協(xié)議轉換器，可自如轉換CANopen或SAEJ1939，與各種以太網(wǎng)和現場(chǎng)總線(xiàn)協(xié)議，實(shí)現將現有設備與現代化以太網(wǎng)工廠(chǎng)相連。

緊湊型PLC在自動(dòng)輸送系統的應用

圖爾克TURCK的自動(dòng)化用戶(hù)AsbreukService，是一家總部位于荷蘭恩斯赫德的特殊機器制造商，其在食品及飲料行業(yè)搬運項目上擁有豐富的經(jīng)驗。

不久前，Asbreuk公司為荷蘭阿姆斯特丹附近的一家知名冷凍炸薯條生產(chǎn)商，配備了全自動(dòng)的模塊化自動(dòng)輸送統系統。有別于傳統的由許多不同的第三方卡車(chē)直接從生產(chǎn)基地運輸產(chǎn)品的方式，Asbreuk公司為客戶(hù)打造了可容納多達4萬(wàn)個(gè)托盤(pán)的中央倉庫，采用往復運輸車(chē)進(jìn)行自動(dòng)化的產(chǎn)品運輸。

物流運輸卡車(chē)在薯條工廠(chǎng)及距其1公里外的巨大中央冷藏庫之間往返，每半小時(shí)發(fā)車(chē)一次。貨物托盤(pán)裝載完全自動(dòng)化進(jìn)行，整個(gè)過(guò)程僅需要不到2分鐘。產(chǎn)品直接從現代化的中央冷藏庫中開(kāi)始配送。從當地的主流連鎖餐廳到超級市場(chǎng)，所有的客戶(hù)都從這個(gè)中央冷藏庫中獲得產(chǎn)品的供應配送。

井然有序的物料運輸不禁讓人聯(lián)想到曾經(jīng)風(fēng)靡一時(shí)的模擬城市系列游戲中的情景。也許唯一不同的，只是在現實(shí)中工作人員是坐在運輸卡車(chē)的方向盤(pán)前發(fā)出裝載指令。在這個(gè)自動(dòng)化的冷鏈運輸方案中，Asbreuk公司既是卡車(chē)運輸服務(wù)的提供商，同時(shí)還負責中央倉庫運營(yíng)及與之相關(guān)的輸送設備和系統配備。

Asbreuk Service系統每小時(shí)可輕松處理兩輛卡車(chē)的裝載

駕駛員按下按鈕即可啟動(dòng)從ATL區域到冷藏卡車(chē)的全自動(dòng)托盤(pán)輸送

堅固的分布式控制模塊

作為短距離貨物運輸的關(guān)鍵所在，Asbreuk公司對其自動(dòng)裝卸系統進(jìn)行了分段式模塊化的設計。這個(gè)如同樂(lè )高積木一樣模塊化設計的系統，能夠根據客戶(hù)的業(yè)務(wù)需求靈活地進(jìn)行模塊化的補充和安裝。而輸送托盤(pán)的內部物流系統采用的正是圖爾克TBEN-L-PLC緊湊型IP67模塊。與集中式的控制系統相比，新的輸送系統不僅安裝更簡(jiǎn)單便捷，還能顯著(zhù)減少布線(xiàn)成本，提高模塊的使用率。

只需要使用現場(chǎng)總線(xiàn)或者以太網(wǎng)系統布設一根通訊電纜和一根電源電纜，就可將I/O級與控制器連接，而不必連接多根獨立電纜到控制柜。Asbreuk公司表示，這可實(shí)現“巨大的成本節省，尤其是在需要使用特殊電纜的冷藏庫區域內?！陛斔蜋C系統電源僅需布設在4個(gè)位置。圖爾克帶Codesys 3控制器的IP67模塊負責分配各個(gè)位置的電源，并通過(guò)串口進(jìn)行連接。一旦安裝完成，這些模塊就能檢測到其相鄰模塊，從而確定其在整個(gè)系統中的位置。通過(guò)圖爾克TBEN-L-PLC，每個(gè)機器模塊都裝備控制器，可作為主站或者從站運行，從而確定每個(gè)模塊的位置。由于這些模塊可以在需要時(shí)安裝在不同位置或不同配置中，使這些現代化的輸送機系統元件可以得到長(cháng)期反復利用。

每個(gè)傳送設備都安裝有控制器：圖爾克的TBEN-L-PLC可直接安裝在輸送線(xiàn)路上并在-25°C的環(huán)境下正常運行

堅固可靠的高性能控制器

得益于堅固可靠且完全密封的外殼，圖爾克TBEN-L-PLC特別適用于移動(dòng)設備領(lǐng)域。它具有良好的抗振動(dòng)和抗沖擊性能，符合IP65/67/69K防護等級。從-40°C到+70°C的擴展溫度范圍，使IP67TBEN-L-PLC可在低至-25°C的薯條中央冷藏庫環(huán)境下正常使用。

“對我們而言，控制器在低至-30°C下與不同總線(xiàn)系統通信的能力非常重要?！?Asbreuk公司董事長(cháng)Marco Asbreuk說(shuō)道，“圖爾克TBEN-L-PLC能夠完全滿(mǎn)足我們的需求?！?/p>

整套自動(dòng)往復運輸系統包括3個(gè)區域：自動(dòng)卡車(chē)裝載系統 (ATL)和其他直接從生產(chǎn)線(xiàn)末端開(kāi)始的內部物流系統一起安裝在工廠(chǎng)。輸送線(xiàn)路上的產(chǎn)品運輸，則由裝配有鏈條驅動(dòng)輸送機的特殊卡車(chē)進(jìn)行搬運。當卡車(chē)到達中央冷藏倉庫后，駕駛員只需按下駕駛室中的按鈕來(lái)啟動(dòng)托盤(pán)自動(dòng)卸載系統即可完成裝卸。與此同時(shí)，生產(chǎn)基地的兩排裝載區域再次裝載產(chǎn)品。駕駛員通過(guò)智能手機App可以同時(shí)看到2個(gè)地點(diǎn)的實(shí)時(shí)數據，從而了解運輸的最新進(jìn)程。

井然有序的自動(dòng)輸送機系統

在冷凍炸薯條生產(chǎn)商的工廠(chǎng)中，Asbreuk公司為32個(gè)線(xiàn)路組件分別配備了獨立的控制器。這些組件包括輸送帶和輥道式輸送機控制以及托盤(pán)檢驗。激光傳感器用來(lái)檢查托盤(pán)是否過(guò)寬，判斷包裝是否存在錯誤。系統將結果寫(xiě)入條碼標簽后，自動(dòng)移除相應的托盤(pán)。傳感器和掃描儀與圖爾克PLC進(jìn)行連接通訊，而另一個(gè)更高級別的TBEN-PLC則通過(guò)CAN總線(xiàn)來(lái)控制系統移除托盤(pán)。

帶有3個(gè)輸送方向的輸送機設備會(huì )將獨立的托盤(pán)從常規線(xiàn)路輸送至緩沖裝置，每個(gè)方向都要求具有獨立的RS485端口，而這一切僅需要一個(gè)圖爾克I/O模塊即可滿(mǎn)足。超緊湊的TBEN-S-2COMI/O模塊在現場(chǎng)通過(guò)Profinet直接將串口連接至控制器，同時(shí)可以滿(mǎn)足RS485端口需求。借助與傳感器和相連的TBEN-L-PLC模塊，每個(gè)輸送機都知道何時(shí)需要輸送托盤(pán)。

當有其他工作流程需要加入現有過(guò)程時(shí)，工作人員可通過(guò)2個(gè)模塊化的分布式操作面板控制不同的輸送段，從而實(shí)現受控停止或運行備用線(xiàn)路等不同功能。

圖爾克的FEN20設備可以使控制臺的開(kāi)關(guān)信號通過(guò)總線(xiàn)傳輸

由于系統中的其他信號點(diǎn)（例如控制臺中的按鈕執行器）需要額外的輸入和輸出接口，工程師在控制柜中設置安裝了3個(gè)IP20I/O模塊，圖爾克的FEN20-16DXP多協(xié)議模塊可在短時(shí)間內讓開(kāi)關(guān)信號通過(guò)總線(xiàn)傳輸到控制器。當然，FEN20模塊的使用并不只局限于連接控制臺的I/O信號。它不僅可為控制柜提供額外輸入輸出信號，并可與自動(dòng)卡車(chē)裝載系統（ATL）的主控制器進(jìn)行通信。

用于手動(dòng)控制的2個(gè)控制柜包含圖爾克FEN20多協(xié)議模塊，可以擴展輸入和輸出的信號數量

隨著(zhù)市場(chǎng)的不斷發(fā)展，短距離大批量輸送的需求日益增長(cháng)。而靈活性高且長(cháng)期可靠的、針對所有機器組件的模塊化輸送理念將成為應用的關(guān)鍵。 Asbreuk公司已經(jīng)開(kāi)始考慮下一步動(dòng)作，為了獲得100%產(chǎn)品可追溯性，未來(lái)大批量實(shí)時(shí)現場(chǎng)數據的傳輸將越來(lái)越頻繁。而圖爾克I/O模塊在自驅動(dòng)拖車(chē)、無(wú)人運輸等環(huán)節的應用也將有著(zhù)更大的發(fā)展空間。

作為工業(yè)生產(chǎn)數字化進(jìn)程的一部分，圖爾克幫助用戶(hù)使現有機器設備能夠適應數字化聯(lián)網(wǎng)、高度靈活生產(chǎn)的挑戰，為現有機器和工廠(chǎng)如何在工業(yè)4.0發(fā)展所帶來(lái)的更高效率、更高透明度的生產(chǎn)中獲益的提供了參考。

摘自《自動(dòng)化博覽》2020年4月刊