Elopak公司的新型Pure-Fill灌裝機(jī)平臺采用圖爾克的超緊湊型模塊化IO-Link解決方案提高了調(diào)試速度、靈活性和成本效益。

　　包裝領(lǐng)域?qū)＜褽lopak在其門興格拉德巴赫工廠開發(fā)和生產(chǎn)飲料紙盒灌裝機(jī)，期間采用IO-Link作為其全新Pure-Fill機(jī)器平臺的自動化基本技術(shù)。該公司之所以選擇圖爾克的以太網(wǎng)和網(wǎng)絡(luò)組件，看重的這些組件的高靈活性、簡單布線，以及在Profinet工程中的無縫集成能力。其中超緊湊的多協(xié)議I/O模塊TBEN-S2-4IOL、-4AI和-8DXP，以及TBEN-LL-SE-M2以太網(wǎng)交換機(jī)讓Elopak工程師印象深刻并獲得點(diǎn)贊。

　　可能大家都見過Elopak公司提供的Pure-Pak無菌飲料紙盒。作為世界領(lǐng)先的紙盒包裝和灌裝機(jī)系統(tǒng)供應(yīng)商之一，來自挪威斯皮克斯塔德的Elopak公司致力于采用可再生、可回收和可持續(xù)來源的材料制造創(chuàng)新包裝解決方案。其德國子公司Elopak GmbH在其門興格拉德巴赫工廠開發(fā)和生產(chǎn)灌裝機(jī)。這些高度專業(yè)化的系統(tǒng)可完成從展開紙盒→定量注入液體和無菌灌裝→最終完全密封飲料紙盒的所有工序，并且無需拆卸即可自清潔。飲料紙盒在安裝現(xiàn)場直接灌裝，符合嚴(yán)格的衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)。

　　應(yīng)用廣泛的新一代機(jī)器

　　新的Pure-Fill機(jī)器平臺在其前身E-PS120 A型號的基礎(chǔ)上開發(fā)而來，大幅提高了靈活性以適應(yīng)客戶需求。“我們的主要目標(biāo)是設(shè)計(jì)一臺模塊化的機(jī)器，以便在保持整體設(shè)計(jì)不變的情況下輕松適應(yīng)個性化的客戶需求，”Elopak的電氣設(shè)計(jì)、產(chǎn)品和開發(fā)經(jīng)理霍斯特·克萊斯 (Horst Klesse) 解釋道。新的灌裝機(jī)平臺必須足夠靈活以涵蓋各種應(yīng)用，比如低酸含量的飲料（如牛奶）或高酸含量的飲料（如果汁）以及不同容量的紙盒（如1升或2升的紙盒），灌裝速度高達(dá)每小時14,000個紙盒，并支持兩到五條生產(chǎn)線。

　

 

　　更靈活且不增加占用空間

　　在機(jī)器平臺中集成IO-Link可大幅提高靈活性，但系統(tǒng)的整體尺寸保持不變。其實(shí)，Elopak曾在前一代機(jī)器中少范圍嘗試過IO-Link，以減少布線和調(diào)試成本。IO-Link位于機(jī)器頂部的過程節(jié)點(diǎn)中，通過34個支持IO-Link的閥頭來控制所有介質(zhì)和產(chǎn)品流。借助IO-Link，過程節(jié)點(diǎn)連接到控制柜的線纜從原來的375根單獨(dú)導(dǎo)線和73根電纜減少到11根電纜。“在新的機(jī)器平臺中，我們希望普遍使用IO-Link，但之前使用的主站的尺寸是一個問題。”Elopak的電氣設(shè)計(jì)、產(chǎn)品和開發(fā)經(jīng)理霍斯特·克萊斯 (Horst Klesse)描述了開發(fā)過程期間遇到的挑戰(zhàn)，“不帶IO-Link連接的設(shè)備也必須集成到系統(tǒng)中。”

　　閥頭控制的通信問題是開發(fā)期間遇到的另一項(xiàng)挑戰(zhàn)。“鑒于之前復(fù)雜的編程和調(diào)試過程給軟件工程師帶來的大量額外工作，我們希望找到替代解決方案，”克萊斯表示。之前使用的IO-Link主站的M12供電電纜的直徑較大，比較僵硬，無法靈活連接緊密排布的模塊。

　　緊湊的IO-Link主站：節(jié)省空間且可隨意組合

　　針對上述問題，圖爾克通過TBEN-S2-4IOL、TBEN-S2-4AI和TBEN-S2-8DXP多協(xié)議I/O模塊以及IP67防護(hù)等級的8端口Ethernet/IP交換機(jī)提供了解決方案。超緊湊的TBEN-S2設(shè)備寬度僅為32毫米，非常適合空間狹小的系統(tǒng)。這意味著模塊組能輕松安裝到系統(tǒng)的不同位置，甚至能直接安裝在型材導(dǎo)軌上。使用較小的M8連接器和更細(xì)的電纜，讓接線變得更加容易，即使是鄰近安裝并橋接在一起的模塊也不例外。“按照灌裝機(jī)平臺的要求，合適的IO-Link主站需要具備諸多特點(diǎn)，比如緊湊的設(shè)計(jì)、支持多協(xié)議通信、M8電源、支持Profinet連接、具備合適的連接選項(xiàng)和多種安裝選項(xiàng)等。”克萊斯解釋道，“圖爾克的TBEN-S2模塊無縫迎合了上述所有要求。”

　　TBEN-S2-4IOL主站模塊具有四個A類IO-Link端口和數(shù)字I/O。它雖然外形緊湊，但提供了廣泛的通信選項(xiàng)，并且采用了圖爾克的SIDI（簡單IO-Link設(shè)備集成）技術(shù)，無需額外的軟件即可輕松將IO-Link設(shè)備集成到Profinet工程中。該模塊可連接最多四個傳感器，或通過IO-Link主站通道連接四個I/O集線器以擴(kuò)展連接到64個傳感器。此外，該模塊還配備兩個四針M8以太網(wǎng)/現(xiàn)場總線連接，可通過Profinet、EtherNet/IP和Modbus TCP協(xié)議實(shí)現(xiàn)靈活的通信，而集成的以太網(wǎng)交換機(jī)則允許使用簡單的線型拓?fù)洳季€。內(nèi)置的Web服務(wù)器簡化了診斷和調(diào)試過程，使得TBEN-S2-4IOL更加通用，并大幅簡化了設(shè)備的集成。

　　采用相同設(shè)計(jì)的TBEN-S2-4AI模塊是一款處理模擬量信號的強(qiáng)大解決方案，具有4個可配置的模擬量輸入（可配置為電壓、電流、RTD和熱電偶），可靈活適應(yīng)不同的應(yīng)用需求。每個模擬量輸入都能單獨(dú)配置，非常靈活。該系列模擬量I/O模塊非常通用，單個設(shè)備即可處理所有常見的模擬信號類型，顯著簡化了備件的庫存管理和機(jī)器維護(hù)。集成的以太網(wǎng)交換機(jī)則簡化了布線并優(yōu)化了通信。

　　TBEN-S2-8DXP數(shù)字I/O模塊是圖爾克的一款緊湊型數(shù)字信號處理解決方案，具有八個通用數(shù)字通道，可配置為PNP輸入或2A輸出，也可根據(jù)應(yīng)用需求自行調(diào)整。該模塊的每個I/O端口都有供電診斷功能，且每個通道都有輸出診斷功能，可確?？煽勘O(jiān)測和快速故障檢測?？巳R斯強(qiáng)調(diào)說：“我們可僅使用三個形狀、大小和連接方式完全相同的小型模塊來滿足機(jī)器所需。這使得即使沒有IO-Link，也能輕松安裝簡單傳感器。系統(tǒng)中還能將四至六個甚至更多設(shè)備分組，并使用更細(xì)的M8電纜進(jìn)行連接。”該模塊還有一個特別的功能，即每個M12端口提供了第三個開關(guān)量輸出，共計(jì)可輸出12種開關(guān)信號。這使得可通過標(biāo)準(zhǔn)電纜連接并控制三段調(diào)光燈這類設(shè)備。

　　SIDI – Profinet工程的通用鑰匙

　　圖爾克的簡單IO-Link設(shè)備集成 (SIDI) 技術(shù)簡化了Profinet工程系統(tǒng)中IO-Link設(shè)備的處理。由于這些設(shè)備已經(jīng)集成到主站的GSDML文件中，因此用戶可以從設(shè)備庫（例如TIA Portal）中選擇設(shè)備，并通過下拉菜單將其集成到項(xiàng)目中，操作方法和將設(shè)備用作模塊化I/O系統(tǒng)的子模塊一樣。用戶能以純文本格式查看所有設(shè)備屬性和參數(shù)信息。測量范圍、開關(guān)點(diǎn)和脈沖率可直接從工程系統(tǒng)中設(shè)置，無需任何編程或額外軟件。

　　TBEN-S2系列模塊在尺寸和連接方面采用統(tǒng)一設(shè)計(jì)，方便用戶輕松更換，而無需對系統(tǒng)進(jìn)行復(fù)雜的更改——無論需要模擬、數(shù)字還是IO-Link設(shè)備。“我們可隨意組合模塊，不必?fù)?dān)心電源、連接或空間要求。”霍斯特·克萊塞強(qiáng)調(diào)說，“這種靈活性大大簡化了我們的規(guī)劃和安裝工作。我們只需告訴機(jī)械師需要多少模塊，無需事先確定具體類型。這使得我們能夠敏捷、高效地配置系統(tǒng)。”

　　安裝時間縮短一半以上

　　IO-Link解決方案的最大優(yōu)勢之一是縮短了50%以上的安裝時間和30%以上的調(diào)試時間。這種大幅度的時間節(jié)省不僅有助于縮短生產(chǎn)周期，還降低了總體成本。直接從Profinet工程進(jìn)行離線參數(shù)化極大地簡化了調(diào)試過程，無需再費(fèi)時費(fèi)力地手動設(shè)置傳感器和執(zhí)行機(jī)構(gòu)。維護(hù)也得以大幅簡化：因?yàn)樗兄髡炯霸O(shè)備的屬性和參數(shù)都直接存儲在控制器的中央項(xiàng)目文件中，即使自動設(shè)備（無論是IO-Link主站還是設(shè)備）發(fā)生損壞也能輕松予以更換，而不會導(dǎo)致任何問題。