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隨著工業(yè)4.0浪潮的到來，現(xiàn)代自動(dòng)化和機(jī)器概念也越來越多地開始采用模塊化設(shè)計(jì)，這讓分布式I/O的解決方案也逐漸成為用戶關(guān)注的焦點(diǎn)。

如何幫助用戶以更少的成本向機(jī)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(tǒng)和其堅(jiān)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(yīng)用可能，將智能直接引入現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備之中。TBEN-L-PLC還能用作協(xié)議轉(zhuǎn)換器，可自如轉(zhuǎn)換CANopen或SAEJ1939，與各種以太網(wǎng)和現(xiàn)場(chǎng)總線協(xié)議，實(shí)現(xiàn)將現(xiàn)有設(shè)備與現(xiàn)代化以太網(wǎng)工廠相連。

緊湊型PLC在自動(dòng)輸送系統(tǒng)的應(yīng)用

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

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?xiàng)l生產(chǎn)商，配備了全自動(dòng)的模塊化自動(dòng)輸送統(tǒng)系統(tǒng)。有別于傳統(tǒng)的由許多不同的第三方卡車直接從生產(chǎn)基地運(yùn)輸產(chǎn)品的方式，Asbreuk公司為客戶打造了可容納多達(dá)4萬(wàn)個(gè)托盤的中央倉(cāng)庫(kù)，采用往復(fù)運(yùn)輸車進(jìn)行自動(dòng)化的產(chǎn)品運(yùn)輸。

物流運(yùn)輸卡車在薯?xiàng)l工廠及距其1公里外的巨大中央冷藏庫(kù)之間往返，每半小時(shí)發(fā)車一次。貨物托盤裝載完全自動(dòng)化進(jìn)行，整個(gè)過程僅需要不到2分鐘。產(chǎn)品直接從現(xiàn)代化的中央冷藏庫(kù)中開始配送。從當(dāng)?shù)氐闹髁鬟B鎖餐廳到超級(jí)市場(chǎng)，所有的客戶都從這個(gè)中央冷藏庫(kù)中獲得產(chǎn)品的供應(yīng)配送。

井然有序的物料運(yùn)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(xiàn)實(shí)中工作人員是坐在運(yùn)輸卡車的方向盤前發(fā)出裝載指令。在這個(gè)自動(dòng)化的冷鏈運(yùn)輸方案中，Asbreuk公司既是卡車運(yùn)輸服務(wù)的提供商，同時(shí)還負(fù)責(zé)中央倉(cāng)庫(kù)運(yùn)營(yíng)及與之相關(guān)的輸送設(shè)備和系統(tǒng)配備。

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

駕駛員按下按鈕即可啟動(dòng)從ATL區(qū)域到冷藏卡車的全自動(dòng)托盤輸送

堅(jiān)固的分布式控制模塊

作為短距離貨物運(yùn)輸?shù)年P(guān)鍵所在，Asbreuk公司對(duì)其自動(dòng)裝卸系統(tǒng)進(jìn)行了分段式模塊化的設(shè)計(jì)。這個(gè)如同樂高積木一樣模塊化設(shè)計(jì)的系統(tǒng)，能夠根據(jù)客戶的業(yè)務(wù)需求靈活地進(jìn)行模塊化的補(bǔ)充和安裝。而輸送托盤的內(nèi)部物流系統(tǒng)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(tǒng)相比，新的輸送系統(tǒng)不僅安裝更簡(jiǎn)單便捷，還能顯著減少布線成本，提高模塊的使用率。

只需要使用現(xiàn)場(chǎng)總線或者以太網(wǎng)系統(tǒng)布設(shè)一根通訊電纜和一根電源電纜，就可將I/O級(jí)與控制器連接，而不必連接多根獨(dú)立電纜到控制柜。Asbreuk公司表示，這可實(shí)現(xiàn)“巨大的成本節(jié)省，尤其是在需要使用特殊電纜的冷藏庫(kù)區(qū)域內(nèi)。”輸送機(jī)系統(tǒng)電源僅需布設(shè)在4個(gè)位置。圖爾克帶Codesys 3控制器的IP67模塊負(fù)責(zé)分配各個(gè)位置的電源，并通過串口進(jìn)行連接。一旦安裝完成，這些模塊就能檢測(cè)到其相鄰模塊，從而確定其在整個(gè)系統(tǒng)中的位置。通過圖爾克TBEN-L-PLC，每個(gè)機(jī)器模塊都裝備控制器，可作為主站或者從站運(yùn)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(xiàn)代化的輸送機(jī)系統(tǒng)元件可以得到長(zhǎng)期反復(fù)利用。

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

堅(jiān)固可靠的高性能控制器

得益于堅(jiān)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(shè)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(hù)等級(jí)。從-40°C到+70°C的擴(kuò)展溫度范圍，使IP67TBEN-L-PLC可在低至-25°C的薯?xiàng)l中央冷藏庫(kù)環(huán)境下正常使用。

“對(duì)我們而言，控制器在低至-30°C下與不同總線系統(tǒng)通信的能力非常重要。” Asbreuk公司董事長(zhǎng)Marco Asbreuk說道，“圖爾克TBEN-L-PLC能夠完全滿足我們的需求。”

整套自動(dòng)往復(fù)運(yùn)輸系統(tǒng)包括3個(gè)區(qū)域：自動(dòng)卡車裝載系統(tǒng) (ATL)和其他直接從生產(chǎn)線末端開始的內(nèi)部物流系統(tǒng)一起安裝在工廠。輸送線路上的產(chǎn)品運(yùn)輸，則由裝配有鏈條驅(qū)動(dòng)輸送機(jī)的特殊卡車進(jìn)行搬運(yùn)。當(dāng)卡車到達(dá)中央冷藏倉(cāng)庫(kù)后，駕駛員只需按下駕駛室中的按鈕來啟動(dòng)托盤自動(dòng)卸載系統(tǒng)即可完成裝卸。與此同時(shí)，生產(chǎn)基地的兩排裝載區(qū)域再次裝載產(chǎn)品。駕駛員通過智能手機(jī)App可以同時(shí)看到2個(gè)地點(diǎn)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，從而了解運(yùn)輸?shù)淖钚逻M(jìn)程。

井然有序的自動(dòng)輸送機(jī)系統(tǒng)

在冷凍炸薯?xiàng)l生產(chǎn)商的工廠中，Asbreuk公司為32個(gè)線路組件分別配備了獨(dú)立的控制器。這些組件包括輸送帶和輥道式輸送機(jī)控制以及托盤檢驗(yàn)。激光傳感器用來檢查托盤是否過寬，判斷包裝是否存在錯(cuò)誤。系統(tǒng)將結(jié)果寫入條碼標(biāo)簽后，自動(dòng)移除相應(yīng)的托盤。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(jí)別的TBEN-PLC則通過CAN總線來控制系統(tǒng)移除托盤。

帶有3個(gè)輸送方向的輸送機(jī)設(shè)備會(huì)將獨(dú)立的托盤從常規(guī)線路輸送至緩沖裝置，每個(gè)方向都要求具有獨(dú)立的RS485端口，而這一切僅需要一個(gè)圖爾克I/O模塊即可滿足。超緊湊的TBEN-S-2COMI/O模塊在現(xiàn)場(chǎng)通過Profinet直接將串口連接至控制器，同時(shí)可以滿足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(jī)都知道何時(shí)需要輸送托盤。

當(dāng)有其他工作流程需要加入現(xiàn)有過程時(shí)，工作人員可通過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(xiàn)受控停止或運(yùn)行備用線路等不同功能。

圖爾克的FEN20設(shè)備可以使控制臺(tái)的開關(guān)信號(hào)通過總線傳輸

由于系統(tǒng)中的其他信號(hào)點(diǎn)（例如控制臺(tái)中的按鈕執(zhí)行器）需要額外的輸入和輸出接口，工程師在控制柜中設(shè)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(nèi)讓開關(guān)信號(hào)通過總線傳輸?shù)娇刂破鳌．?dāng)然，F(xiàn)EN20模塊的使用并不只局限于連接控制臺(tái)的I/O信號(hào)。它不僅可為控制柜提供額外輸入輸出信號(hào)，并可與自動(dòng)卡車裝載系統(tǒng)（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(kuò)展輸入和輸出的信號(hào)數(shù)量

隨著市場(chǎng)的不斷發(fā)展，短距離大批量輸送的需求日益增長(zhǎng)。而靈活性高且長(zhǎng)期可靠的、針對(duì)所有機(jī)器組件的模塊化輸送理念將成為應(yīng)用的關(guān)鍵。 Asbreuk公司已經(jīng)開始考慮下一步動(dòng)作，為了獲得100%產(chǎn)品可追溯性，未來大批量實(shí)時(shí)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)的傳輸將越來越頻繁。而圖爾克I/O模塊在自驅(qū)動(dòng)拖車、無(wú)人運(yùn)輸?shù)拳h(huán)節(jié)的應(yīng)用也將有著更大的發(fā)展空間。

作為工業(yè)生產(chǎn)數(shù)字化進(jìn)程的一部分，圖爾克幫助用戶使現(xiàn)有機(jī)器設(shè)備能夠適應(yīng)數(shù)字化聯(lián)網(wǎng)、高度靈活生產(chǎn)的挑戰(zhàn)，為現(xiàn)有機(jī)器和工廠如何在工業(yè)4.0發(fā)展所帶來的更高效率、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