在傳統(tǒng)的自動(dòng)化控制架構(gòu)中，通常采用獨(dú)立的控制器分別實(shí)現(xiàn)邏輯控制與運(yùn)動(dòng)控制，其中邏輯控制采用PLC(可編程邏輯控制器)，運(yùn)動(dòng)控制采用嵌入式MC(運(yùn)動(dòng)控制器)，由于PLC與MC之間需要進(jìn)行頻繁的數(shù)據(jù)交換與同步，這往往成為制約系統(tǒng)總體性能的瓶頸。

　　邁進(jìn)工業(yè)4.0時(shí)代，生產(chǎn)具有邏輯/運(yùn)動(dòng)控制功能的機(jī)器，在同一個(gè)硬件平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)PLC與MC，以及邏輯控制與運(yùn)動(dòng)控制的無(wú)縫集成，是提高PLC與MC之間通訊速度的頗具前景的技術(shù)途徑。與此同時(shí)，提供監(jiān)測(cè)、分析和預(yù)防性維護(hù)功能的內(nèi)置云平臺(tái)連接，并支持網(wǎng)絡(luò)安全的控制器成為眾多廠商爭(zhēng)相競(jìng)逐的焦點(diǎn)。

　　施耐德電氣作為全球能效管理和自動(dòng)化領(lǐng)域的專家，緊跟時(shí)代發(fā)展的脈搏，長(zhǎng)期致力于為客戶提供安全、可靠、高效、經(jīng)濟(jì)以及環(huán)保的能源和過(guò)程管理。

　　施耐德電氣推出的Modicon M262邏輯/運(yùn)動(dòng)控制器+Lexium28S運(yùn)動(dòng)伺服驅(qū)動(dòng)組成的全新同步運(yùn)動(dòng)控制解決方案，作為EcoStruxure Machine平臺(tái)的一部分，采用施耐德電氣專有的行業(yè)應(yīng)用庫(kù)，支持 IEC61131多種語(yǔ)言編程，融合IoT技術(shù)的系統(tǒng)架構(gòu)，提供本地部署的互聯(lián)互通產(chǎn)品、邊緣控制關(guān)鍵技術(shù)、應(yīng)用、分析與服務(wù)的完整產(chǎn)品，極大地提升編程效率，縮短系統(tǒng)開(kāi)發(fā)時(shí)間。

　　其中，Modicon M262邏輯/運(yùn)動(dòng)控制器具有嵌入式直接云平臺(tái)接入和加密通信協(xié)議，最多可支持五個(gè)獨(dú)立以太網(wǎng)開(kāi)放通信網(wǎng)絡(luò)，能夠在要求嚴(yán)苛的應(yīng)用條件下實(shí)現(xiàn)快速的邏輯與運(yùn)動(dòng)控制。Lexium28S伺服驅(qū)動(dòng)器結(jié)構(gòu)緊湊，可輕松安裝于狹小空間，從而縮小設(shè)備尺寸并降低設(shè)備成本。該方案具有強(qiáng)大的運(yùn)動(dòng)控制能力，可以幫助用戶提高設(shè)備綜合性能，以滿足諸如包裝、印刷、材料加工、電子電工和鋰電等不同行業(yè)客戶對(duì)伺服系統(tǒng)高性能、高精度和高速度的要求。

圖 1 Lexium 28S 運(yùn)動(dòng)伺服驅(qū)動(dòng)器

圖 2 Modicon M262 邏輯 / 運(yùn)動(dòng)控制器

　　1 四大“絕密武器”

　　(1)一拖1806

　　對(duì)大多數(shù)機(jī)械生產(chǎn)商而言，設(shè)備制造產(chǎn)業(yè)鏈條上所需要的零部件往往數(shù)量繁多、千差萬(wàn)別，越來(lái)越多的廠家選擇通過(guò)大批量外部采購(gòu)的方式滿足生產(chǎn)需求。歷經(jīng)二十余年的發(fā)展，成都三可實(shí)業(yè)有限公司(簡(jiǎn)稱：成都三可)已成長(zhǎng)為中國(guó)食品糖果包裝行業(yè)領(lǐng)先的技術(shù)供應(yīng)商，為全球46個(gè)不同國(guó)家和地區(qū)的客戶提供產(chǎn)品與服務(wù)，深受客戶信賴。

　　雖然成都三可自主研發(fā)生產(chǎn)的包裝機(jī)包含連桿、傳動(dòng)件在內(nèi)的關(guān)鍵零部件多達(dá)3000個(gè)，上千種零部件全部自制將

　　大大增加機(jī)器的制造成本，基于整機(jī)系統(tǒng)層面保證產(chǎn)品質(zhì)量的考慮，極具敬業(yè)、專注和精益求精“工匠精神”的成都三可掌門(mén)人杜先國(guó)仍然選擇這條“正確且艱難”的道路。

　　隨著時(shí)代的變遷，食品精美的產(chǎn)品包裝日益成為刺激消費(fèi)者購(gòu)買(mǎi)欲的影響因素之一，在邁向世界一流食品包裝設(shè)備高端市場(chǎng)的進(jìn)程中，往往需要根據(jù)客戶需求進(jìn)行“小批量、多品種”的定制，成都三可工廠自制的上千種機(jī)械零部件，迫切需要模塊拓展能力異常強(qiáng)大的控制器進(jìn)行支撐，而這一需求恰巧與施耐德電氣所提供的Modicon M262+Lexium 28S SercosⅢ百兆總線同步運(yùn)動(dòng)控制解決方案不謀而合。

圖 3 EcoStruxure 機(jī)器自動(dòng)化平臺(tái)

　　據(jù)了解，M262邏輯與運(yùn)動(dòng)控制器的擴(kuò)展能力非常強(qiáng)大，支持SercosⅢ高速運(yùn)動(dòng)控制總線，可實(shí)現(xiàn)4軸/8軸/16軸同步運(yùn)動(dòng)控制，本體自帶14個(gè)模塊，同時(shí)還可以進(jìn)行分布式擴(kuò)展，最多可以擴(kuò)展1806個(gè)模塊，分別支持速度模式、位置模式、扭矩控制以及電子齒輪、電子凸輪等功能，助力成都三可輕松應(yīng)對(duì)各產(chǎn)品包裝的差異化需要。

　　(2) 數(shù)據(jù)全上云

　　面對(duì)高昂且短缺的勞動(dòng)力成本，國(guó)內(nèi)越來(lái)越多(包括成都三可在內(nèi))的制造企業(yè)紛紛通過(guò)數(shù)據(jù)上云來(lái)節(jié)省企業(yè)IT人力開(kāi)支。據(jù)了解，其優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)在以下兩方面：其一、大多數(shù)中小企業(yè)并沒(méi)有龐大的IT預(yù)算開(kāi)支，與購(gòu)買(mǎi)一般物理硬件相比，采用具備資源共享與彈性供應(yīng)特性的數(shù)據(jù)上云服務(wù)則要便宜得多。

　　其二、由于數(shù)據(jù)云所具備的靈活與移動(dòng)性，且不受空間限制，企業(yè)可將數(shù)據(jù)訪問(wèn)拓展至手機(jī)、PC、平板等多種設(shè)

　　備，實(shí)現(xiàn)運(yùn)維人員在多種工作場(chǎng)景下輕松操控，大大提高工作效率。

　　M262邏輯/運(yùn)動(dòng)控制器將IT與OT技術(shù)快速融合，支持5個(gè)獨(dú)立的結(jié)構(gòu)化以太網(wǎng)絡(luò) (M262 中內(nèi)嵌2個(gè)端口，TMSES4 的擴(kuò)展端口多達(dá)3個(gè))，通過(guò)EtherNet/IP和 SercosⅢ兩種不同的協(xié)議在同一條網(wǎng)絡(luò)并行，簡(jiǎn)化設(shè)備布線，集成OPC UA、PackML 或 SQL 等多項(xiàng)支持物聯(lián)網(wǎng)的開(kāi)放通訊協(xié)議，輕松整合至生產(chǎn)工廠、生產(chǎn)線、ERP、MES、SCADA系統(tǒng)中，提供每個(gè)運(yùn)營(yíng)及其執(zhí)行情況的完整適同。

　　據(jù)了解，此產(chǎn)品方案的優(yōu)勢(shì)在于無(wú)需額外增加網(wǎng)關(guān)進(jìn)行數(shù)據(jù)中轉(zhuǎn)，不擔(dān)心內(nèi)存設(shè)備漲價(jià)，使機(jī)器到機(jī)器、機(jī)器到工廠，以及機(jī)器到云端，都能高效、靈活的連接，并實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)、分析和預(yù)防性維護(hù)等工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)典型應(yīng)用，大力提高設(shè)備的互聯(lián)互通性，節(jié)省大量的人力成本。

　　與此同時(shí)，作為一款嵌入式控制器，施耐德電氣Modicon M262邏輯與運(yùn)動(dòng)控制器主CPU采用Xilinx(賽靈思)ZYNQ-7000系列處理器，搭載雙核ARM Contex-A9 MPCore系統(tǒng)，采用風(fēng)河Wind River 的VxWorks操作系統(tǒng)，將Flash、Ram和NV Ram作為內(nèi)部主要存儲(chǔ)空間，從而保證整體系統(tǒng)架構(gòu)的穩(wěn)定與安全性。

　　(3) 網(wǎng)絡(luò)安全毫無(wú)破綻

　　民以食為天，食以安為先。食品安全不僅是食品企業(yè)經(jīng)營(yíng)存續(xù)的生命線，更是企業(yè)的良心和底線。根據(jù)食品安全相關(guān)法規(guī)，食品生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)者需建立追溯體系，保證食品安全。國(guó)家鼓勵(lì)食品生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)企業(yè)采用信息化手段采集、留存生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)信息，在數(shù)字化浪潮席卷而來(lái)的今天，對(duì)生產(chǎn)數(shù)據(jù)全過(guò)程的追溯提出更高的要求。

　　除了對(duì)單機(jī)設(shè)備的數(shù)據(jù)監(jiān)控，成都三可嘗試對(duì)整條包裝生產(chǎn)線進(jìn)行產(chǎn)線級(jí)監(jiān)控。在其潤(rùn)喉糖包裝生產(chǎn)線項(xiàng)目中，成都三可借助施耐德電氣EcoStruxure機(jī)器SCADA專家助力終端客戶用戶滿足FDA對(duì)數(shù)據(jù)完整性、批次記錄的嚴(yán)格要求，包括電子簽名、機(jī)器操作步驟、操作員、設(shè)定參數(shù)在內(nèi)的關(guān)鍵信息生成電子記錄，并做到生產(chǎn)過(guò)程中所有數(shù)據(jù)3個(gè)月內(nèi)可追溯。

　　M262邏輯/運(yùn)動(dòng)控制器支持JSON 和 TLS 加密通信、網(wǎng)絡(luò)分離、Achiles 認(rèn)證、OPC UA serve 和client用戶訪問(wèn)/權(quán)限管理等網(wǎng)絡(luò)安全保障功能，在提高設(shè)備互聯(lián)互通的基礎(chǔ)上，網(wǎng)絡(luò)安全性功能也得到極大的提升。據(jù)了解，Modicon M262邏輯/運(yùn)動(dòng)控制器+Lexium28S運(yùn)動(dòng)伺服驅(qū)動(dòng)方案已獲得網(wǎng)絡(luò)安全防護(hù)頒獎(jiǎng)典禮十佳產(chǎn)品等多項(xiàng)大獎(jiǎng)。

　　(4) CPU每秒運(yùn)行3.3億次

　　眾所周知，糖果等即食類產(chǎn)品銷(xiāo)售具有一定的周期性，國(guó)內(nèi)元旦、春節(jié)、情人節(jié)、中秋節(jié)等節(jié)日往往是銷(xiāo)售高峰期，這要求糖果等食品制造商及時(shí)靈活調(diào)整產(chǎn)能，高效應(yīng)對(duì)節(jié)假日期間激增的消費(fèi)需求。

　　由于工控自動(dòng)化技術(shù)的日益先進(jìn)，其集成度越來(lái)越高，CPU內(nèi)部晶體管的數(shù)量，從最初的2200多個(gè)發(fā)展到今天的數(shù)十億個(gè)，增加了數(shù)百萬(wàn)倍，CPU越快，同步速度越快，精度越高。施耐德電氣Modicon M262邏輯/運(yùn)動(dòng)控制器有著高于市場(chǎng)同級(jí)別控制器平均水平的運(yùn)動(dòng)性能和CPU運(yùn)行速度，可實(shí)現(xiàn)每秒3.3億次的雙字運(yùn)算。

　　此外，消費(fèi)者審美和對(duì)包裝性功能需求的快速變化，需要盡快將新產(chǎn)品投向市場(chǎng)，搶占先機(jī)，成都三可一方面借助施耐德電氣EcoStruxure機(jī)器專家平臺(tái)預(yù)先封裝、可重復(fù)使用的功能塊，融合包裝行業(yè)的精深知識(shí)，避免重復(fù)性編程工作，另一方面在施耐德電氣工程師豐富的操作經(jīng)驗(yàn)、過(guò)硬且懂工藝的技術(shù)水平幫助下完成現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試，大大減少客戶設(shè)備的出廠時(shí)間。

　　2 結(jié)語(yǔ)

　　施耐德電Modicon M262+Lexium 28S Sercos Ⅲ 百兆總線同步運(yùn)動(dòng)控制解決方案身懷四大絕密“武器”，為工控自動(dòng)化客戶提供更高品質(zhì)解決方案。