幾乎所有的機(jī)床設(shè)備中都有操作控制和信號(hào)設(shè)備。為了將這性能強(qiáng)大的成熟技術(shù)與模塊化的現(xiàn)代設(shè)備制造要求結(jié)合到一起，用戶可以選擇Eisenmann公司研發(fā)生產(chǎn)的Sirius Act系列具有Profinet現(xiàn)場(chǎng)總線通信能力的儀器設(shè)備。

Eisenmann公司首次在模塊化的淬火設(shè)備中將所有的操作控制和信號(hào)設(shè)備用Profinet現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)連接到中央控制系統(tǒng)中

2018年年底，Eisenmann公司將一臺(tái)長(zhǎng)約50m的剃須刀片淬火設(shè)備交給了捷克用戶。捷克公司電氣工程部門(mén)的負(fù)責(zé)人Matthias Marks先生說(shuō)道：“有了這臺(tái)設(shè)備，捷克能夠?qū)崿F(xiàn)新的模塊化生產(chǎn)方案?！币簿褪钦f(shuō)：捷克工廠中的各個(gè)生產(chǎn)單元，例如開(kāi)卷機(jī)、片材牽引機(jī)、加熱爐、冷卻池、回火爐或者復(fù)卷機(jī)等單一設(shè)備可以組成一條完整的生產(chǎn)線、實(shí)現(xiàn)最佳的生產(chǎn)過(guò)程。

“我們對(duì)整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行了優(yōu)化?！?Marks先生強(qiáng)調(diào)說(shuō)道。而這種模塊化生產(chǎn)戰(zhàn)略的決定性因素是使用西門(mén)子公司的Simatic ET200SP分布式輸入輸出模塊;這些輸入輸出模塊可以通過(guò)Profinet現(xiàn)場(chǎng)總線與中央控制器保持通信聯(lián)系。Eisenmann公司負(fù)責(zé)電氣設(shè)計(jì)的Jürgen Br?henhorst先生補(bǔ)充說(shuō)道：“西門(mén)子公司研發(fā)生產(chǎn)的、具有Profinet現(xiàn)場(chǎng)總線通信能力的操作控制和信號(hào)設(shè)備Sirius Act非常適合于模塊化的現(xiàn)代設(shè)計(jì)?！崩眠@一裝置，按鍵、發(fā)光按鍵、旋鈕、指示燈、按鍵開(kāi)關(guān)甚至緊急停開(kāi)關(guān)等都可以輕松的集成到控制電路中。因此，利用七芯編排線和絕緣壓穿連接技術(shù)，連接模塊可以最多將20個(gè)Sirius Act操作控制和信號(hào)設(shè)備與Profinet現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)連接起來(lái)。

編排線的一端連接著IM指令和信號(hào)模塊，以便于Profinet現(xiàn)場(chǎng)總線建立通信連接。如果用戶想通過(guò)Profisafe安全模塊使用緊急停開(kāi)關(guān)，可用IM F指令和信號(hào)模塊代替IM模塊;就如同Eisenmann公司為剃須刀刀片淬火設(shè)備所做的改進(jìn)。IM F指令和信號(hào)模塊的存儲(chǔ)器中已經(jīng)保存了Profinet現(xiàn)場(chǎng)總線的參數(shù)、IP地址、Profinet儀器設(shè)備的名稱和F目標(biāo)地址。因此，在更換出現(xiàn)故障的指令和信號(hào)模塊時(shí)不必重新設(shè)置這些參數(shù)?！芭c傳統(tǒng)的解決方案相比較，我們的方案更簡(jiǎn)單、更經(jīng)濟(jì)也更不容易出現(xiàn)接線錯(cuò)誤?！?Jürgen Br?henhorst先生介紹說(shuō)。

圖1 可以將多達(dá)20個(gè)儀器設(shè)備連接到接口模塊中實(shí)現(xiàn)Profinet通信。在連接緊急停開(kāi)關(guān)時(shí)，專用的安全保護(hù)模塊可以實(shí)現(xiàn)無(wú)故障的與Profinet現(xiàn)場(chǎng)總線保持通信

追求更完美的技術(shù)

“我們希望通過(guò)堅(jiān)持不懈的模塊化努力將整個(gè)工程施工的時(shí)間縮短30%?！盡atthias Marks先生說(shuō)。西門(mén)子公司研發(fā)生產(chǎn)的現(xiàn)場(chǎng)總線儀器設(shè)備，尤其是具有Profinet通信能力的指令和信號(hào)模塊為實(shí)現(xiàn)這一目的提供了大力的支持?！斑@使我們能夠?qū)⒈娝苤默F(xiàn)成技術(shù)與現(xiàn)代化的新要求完美的結(jié)合到一起了?！盝ürgen Br?henhorst先生總結(jié)性的說(shuō)道。之所以要與現(xiàn)代化的要求結(jié)合到一起是因?yàn)檫€要考慮其他解決方案，例如具有集成了功能按鍵的Profinet現(xiàn)場(chǎng)總線控制面板、鑰匙開(kāi)關(guān)和緊急停按鈕，這些都是可能補(bǔ)充、集成到控制托盤(pán)中的?！癊isenmann公司的技術(shù)專家在Sirius Act解決方案中看到了更多的用途，例如總線通信的好處。” 西門(mén)子銷售代理商Hendrik Hartenbach先生說(shuō)道。

首先就是經(jīng)濟(jì)性好，因?yàn)閮H這一個(gè)指令和信號(hào)模塊就有八個(gè)獨(dú)立的控制點(diǎn)。其次，操作者可以操作比精巧電子功能鍵更好操作的堅(jiān)固耐用按鈕。第三就是模塊的可擴(kuò)展性能，能夠靈活的增加按鍵數(shù)量和控制功能的數(shù)量。Br?henhorst先生解釋說(shuō)道：“我們根據(jù)生產(chǎn)設(shè)備和生產(chǎn)過(guò)程定義標(biāo)準(zhǔn)控制點(diǎn)的最大數(shù)量?！边@些控制點(diǎn)中就包括了緊急停和鑰匙開(kāi)關(guān)，以便能夠單獨(dú)操作設(shè)備的不同部件。

圖2 在操作控制和信號(hào)元器件的布線連接時(shí)，可以從線輥上截下所需長(zhǎng)度的編排線，利用絕緣壓穿連接技術(shù)可靠的完成布線連接

控制技術(shù)提供全面的故障診斷

整個(gè)剃須刀刀片熱處理設(shè)備由西門(mén)子的Simatic S7-1515 F系統(tǒng)進(jìn)行控制。這一控制系統(tǒng)不僅性能強(qiáng)大，而還帶有兩個(gè)單獨(dú)的Profinet現(xiàn)場(chǎng)總線接口。Profinet現(xiàn)場(chǎng)總線的輸入輸出接口IRT設(shè)計(jì)為兩端口的交換機(jī)。具有單獨(dú)IP地址的Profinet接口可用于切斷數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)?！斑@對(duì)Eisenmann公司的模塊化戰(zhàn)略提供了很好的支持?！盚artenbach先生說(shuō)道。因?yàn)橥ㄟ^(guò)有著獨(dú)立IP地址的第二個(gè)Profinet接口可以將生產(chǎn)網(wǎng)絡(luò)和辦公網(wǎng)絡(luò)分開(kāi)，因此可以交換生產(chǎn)數(shù)據(jù)?！巴ǔＧ闆r下我們不需要這一選項(xiàng)。但有了它就能夠隨時(shí)毫不費(fèi)力的滿足用戶的愿望了。在對(duì)數(shù)字化技術(shù)興趣日益增長(zhǎng)的背景條件下，這一指令和信號(hào)模塊也給Eisenmann公司的模塊化戰(zhàn)略提供了大力的支持和幫助，能夠靈活的滿足用戶的要求。” Marks先生說(shuō)。

指令和信號(hào)控制模塊的配置和編程是在西門(mén)子全集成自動(dòng)化TIA-Portal系統(tǒng)中完成的。其中包含了Sirius Act指令和信號(hào)模塊，因此功能編程的工作就像常規(guī)布線一樣簡(jiǎn)單。Hendrik Hartenbach強(qiáng)調(diào)說(shuō)：“然而最主要的區(qū)別就在于TIA-Portal有著豐富的診斷功能，因此不需要專門(mén)編寫(xiě)故障診斷的程序?！痹瓌t上，即使在沒(méi)有使用TAI-Portal全集成自動(dòng)化系統(tǒng)時(shí)，Sirius Act的終端模塊也在背面有一個(gè)表示儀器工作狀況和信號(hào)連接是否正常的LED發(fā)光二極管。當(dāng)紅燈閃爍時(shí)，表示接口模塊收到了控制系統(tǒng)能夠識(shí)別的信息。用這種方法也可以在設(shè)備調(diào)試時(shí)快速的確定調(diào)試中的故障。“恰恰是那些偶發(fā)性的故障和偶爾出現(xiàn)的錯(cuò)誤會(huì)大大的影響設(shè)備調(diào)試、延長(zhǎng)了打電話呼叫技術(shù)服務(wù)的時(shí)間，而這些問(wèn)題在使用了Sirius Act模塊和Profinet現(xiàn)場(chǎng)總線之后這都可以得到解決?！?Marks先生說(shuō)。

圖3 各個(gè)設(shè)備模塊都由西門(mén)子Simatic ET 200SP分布式控制系統(tǒng)控制，通過(guò)Profinet或者Profisafe與中央控制系統(tǒng)保持聯(lián)系

清晰的結(jié)構(gòu)可節(jié)省時(shí)間

Eisenmann公司的專家估計(jì)：使用指令和信號(hào)模塊之后可以將設(shè)備調(diào)試時(shí)間縮短50%左右。“在使用了具有Profinet現(xiàn)場(chǎng)總線通信能力的操作控制和信號(hào)設(shè)備之后極大的改善了設(shè)備的容錯(cuò)性。”僅絕緣壓穿連接技術(shù)一項(xiàng)就可以縮短電纜布線的時(shí)間，減少接線錯(cuò)誤的風(fēng)險(xiǎn)。例如，在剃須刀刀片熱處理設(shè)備中就有八個(gè)控制器，每個(gè)控制點(diǎn)都配有一個(gè)緊急停按鈕，兩個(gè)控制單機(jī)工作的鑰匙開(kāi)關(guān)以及12個(gè)控制點(diǎn)。它們都連接在Profinet現(xiàn)場(chǎng)總線IM F接口模塊上，通過(guò)Profinet與中央控制系統(tǒng)通信。

無(wú)故障的接口模塊還有四個(gè)數(shù)字信號(hào)輸入端、一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的模擬信號(hào)輸出端以及一個(gè)模擬信號(hào)輸入端，并針對(duì)使用西門(mén)子的3SU12型電位計(jì)進(jìn)行了優(yōu)化。這就有可能將其他操作控制和信息系統(tǒng)也集成到一起了，而在其他情況下的系統(tǒng)集成則沒(méi)有Profinet現(xiàn)場(chǎng)總線通信的能力?！斑@樣，我們就可以通過(guò)終端模塊輕松的讀取鑰匙開(kāi)關(guān)的狀態(tài)信息，并在IM F模塊的標(biāo)準(zhǔn)輸入端中訪問(wèn)鑰匙開(kāi)關(guān)了。” Jürgen Br?henhorst先生說(shuō)。Sirius Act指令和信號(hào)模塊滿足了Eisenmann公司專家的所有要求，符合企業(yè)的模塊化戰(zhàn)略，也被證明是一種極具成本效益的整體性解決方案。