研華新一代可編程控制器助力紡織業(yè)，迎戰(zhàn)客制化與彈性生產(chǎn)

　　研華科技2017年11月—研華科技協(xié)助紡織設備制造商以電子凸輪取代機械凸輪，并提供同時支持CANbus與EtherCAT的PAC控制平臺。將需連續(xù)定速定位控制的設備產(chǎn)能從每分75米大幅提高到120米，搶占彈性制造與客制化商機。

　　項目需求

　　已有近百年自主開發(fā)經(jīng)驗的青島紡織機械股份有限公司，專門設計、制造與銷售紡織機械專用設備及相關配件，多次被評選為中國紡織機械行業(yè)的技術創(chuàng)新企業(yè)與最佳設備供貨商。

　　該公司生產(chǎn)的高速倍捻機采用控制器加變頻馬達，使用的是傳統(tǒng)機械凸輪。但是具有只能做單一款筒紗的局限性，為了讓倍捻機可以生產(chǎn)不同規(guī)格的紗線，也為了讓單一筒紗在不同加工階段可以調(diào)整運動曲線，該公司需要導入電子凸輪取代原有的機械凸輪。

　　新的解決方案必須同時提供軟件與硬件產(chǎn)品，包含可彈性設定凸輪每段位置速度、加速度，可實現(xiàn)定位、定速、定加速度，并提供多種演曲線算法的電子凸輪，以及可同時支持200個CANbus通訊，并以C#語言與既有人機接口（HMI）整合的控制平臺。

　　此外，由于新的高速倍捻機不僅鎖定中國市場，海外其他國家與地區(qū)也是其主力戰(zhàn)場，因此，解決方案供貨商需能提供在地化的售后服務、技術支持，以便能迅速地解決相關問題。

　　系統(tǒng)概述

　　青島紡織機械的高速倍捻機得以同時生產(chǎn)200個筒紗主要靠APAX-5580運動控制平臺控制兩軸EtherCAT伺服馬達做凸輪軌跡，再透過APAX通訊模塊的CANbus通訊能力，讓高速倍捻機可同時控制200個微型馬達。而利用APAX-5580運動控制平臺整合I/O的特性，也讓高速倍捻機的運轉、啟停、耗電量、警報等生產(chǎn)狀態(tài)得以獲得監(jiān)控。

　　導入研華解決方案后的高速倍捻機產(chǎn)能可從原本的每分鐘75米提高至每分鐘120米，不僅能以電子凸輪進行捻紗作業(yè)，更從變頻馬達升級為響應速度更快的伺服馬達控制，因此能更精準、快速地執(zhí)行運動控制，確保紗線均勻分布于筒紗。

　　研華電子凸輪解決方案以自動化控制軟件CODESYS與嵌入式雙核處理器運動控制平臺APAX-5580為主，不同于標準CODESYS方案，研華電子凸輪解決方案支持彈性設定凸輪關鍵點的位置、速度與加速度，也提供多種凸輪曲線算法于每段曲線中。值得一提的是，使用者還能從研華CODESYS的豐富功能庫中直接拖拉出所需功能，讓規(guī)劃電子凸輪的運動軌跡更為簡便。

　　APAX-5580是兼具工業(yè)計算機與PLC功能的可編程自動控制平臺，采用模塊化設計，最多可擴充至768個輸入與輸出，同時支持EtherCAT、CANbus等現(xiàn)場總線通訊協(xié)議。電子凸輪功能主要靠分核技術實現(xiàn)。APAX-5580其中一核獨立并優(yōu)化為最快可達50μs的CODESYS實時內(nèi)核，讓使用者可利用其所提供的電子凸輪功能塊（function block）對凸輪的運動與控制進行編程。此外，這款x86架構的硬件平臺基于WES7（Windows Embedded Standard 7）OS而支持C#語言，能夠無縫地整合此項目原有的人機接口，節(jié)省青島紡織機械的開發(fā)時間。

　　此外，研華提供了專業(yè)的技術培訓，引導用戶對系統(tǒng)快速上手，在線影音咨詢服務也提供最實時的技術支持，而遍及全球的服務據(jù)點更能就近為客戶提供本地化的服務。

　　項目總結

　　隨著市場對紗線多樣化與生產(chǎn)速度的要求越來越高，過去因加工簡單、成本低廉而被廣泛采用的機械凸輪已無法滿足彈性生產(chǎn)、客制化的市場需求，最新方法即是以電子凸輪來執(zhí)行捻紗加工。研華以APAX-5580運動控制平臺搭配CODESYS實時內(nèi)核的電子凸輪解決方案不僅具備可自定義關鍵位置、速度、加速度的電子凸輪，更提供多種凸輪曲線算法及豐富的CODESYS功能庫，為電子凸輪系統(tǒng)省下大量開發(fā)時間。此外，同時支持EtherCAT與CANbus兩種實時控制及C#高級程序語言的絕佳彈性也讓青島紡織機械更容易地為其高速倍捻機進行技術升級。

　　通過兩個月的連續(xù)運轉測試也證明了這套系統(tǒng)具有良好的穩(wěn)定性，再加上研華全球化的服務據(jù)點與本地化的專業(yè)服務亦能讓設備制造商安心的將這臺采電子凸輪技術的高速倍捻機銷往世界各地。

　　面對日漸邁向客制化與多樣化的消費市場，傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)也需不斷提升，才能靈活地以彈性生產(chǎn)因應快速變動的客戶需求。研華APAX-5580運動控制平臺搭載CODESYS實時內(nèi)核的電子凸輪解決方案除了本項目中用于紡織業(yè)的高速倍捻機，也可協(xié)助模切機、飛剪機、包裝機等需要連續(xù)定速定位轉動的機臺取得更高的生產(chǎn)效率與產(chǎn)品質(zhì)量，讓傳統(tǒng)機臺升級為智慧設備，為企業(yè)創(chuàng)造更大價值，提高產(chǎn)業(yè)革新動能。