無論您是更喜歡汽水、礦泉水、茶還是果汁，您都可以有把握地認(rèn)為，這個裝有飲料的塑料瓶是從一個叫做‘瓶坯’的東西開始它的歷程的。PET瓶的瓶坯使用注塑工藝制作，看上去像一個帶螺紋的瓶頸塑料試驗(yàn)管。第二步，瓶坯被裝載到一臺吹瓶機(jī)中，在這里，它們可以被拉伸和膨脹，然后吹瓶成型。PET塑料瓶全球市場的巨大份額都取決于使用加拿大塑料行業(yè)創(chuàng)新者赫斯基注塑系統(tǒng)有限公司的機(jī)器生產(chǎn)的瓶坯。

赫斯基是全球塑料行業(yè)領(lǐng)先的注塑設(shè)備和服務(wù)供應(yīng)商之一。公司總部位于安大略湖省的波爾頓，在加拿大、美國、中國、盧森堡、奧地利、瑞士及捷克都設(shè)立了生產(chǎn)基地，其業(yè)務(wù)遍布全球100多個國家，有40多個分支機(jī)構(gòu)為客戶提供支持，形成了一個牢固可靠的服務(wù)和銷售網(wǎng)絡(luò)。公司可以提供種類繁多的機(jī)器系列，能夠生產(chǎn)各種塑料產(chǎn)品，從瓶和瓶蓋到醫(yī)療技術(shù)組件。

基于PC的機(jī)器控制的悠久發(fā)展歷史

赫斯基是全球率先使用Beckhoff基于PC的控制技術(shù)的企業(yè)之一，早在20世紀(jì)90年代后期，他們就在現(xiàn)場使用了數(shù)千套控制系統(tǒng)。“我們已經(jīng)建造了一代又一代的PC控制系統(tǒng)，在過去的15年里，赫斯基和Beckhoff建立了十分可靠的合作關(guān)系。”電氣設(shè)計主管EndelMell如是說道。此外，赫斯基開發(fā)了一套綜合的備件和翻新改造程序ENCORE™，幫助客戶將老一代赫斯基機(jī)器升級更新為現(xiàn)代化的PC控制系統(tǒng)，無需購買新的機(jī)器。

通過其戰(zhàn)略性的新發(fā)展，赫斯基通過預(yù)見市場需求來有的放矢地滿足他們客戶的要求。公司開發(fā)的HyPET®HPP5系統(tǒng)旨在為實(shí)現(xiàn)更具競爭優(yōu)勢的注塑工藝方面為客戶提供支持。“最近，我們開始使用多核工業(yè)PC，以綁定我們添加到HyPET®HPP5中的新軟件功能HyPET®HPP5，同時在我們的控制平臺中保持更快的掃描速度。”控制軟件主管TeodorTarita-Nistor解釋說道。HyPET®HPP5的中央控制平臺是一臺采用Intel®Core™i7四核處理器的C6930工業(yè)PC，配備了TwinCATNCPTP自動化軟件。它驅(qū)動整個系統(tǒng)，包括PLC、運(yùn)動控制、測量技術(shù)、與輔助設(shè)備的通訊以及所有HMI功能。

為了鞏固公司作為領(lǐng)先技術(shù)供應(yīng)商的市場地位，赫斯基格外用心地保護(hù)其機(jī)器，特別是所有軟件方面的知識產(chǎn)權(quán)（IP）。使用TwinCAT軟件，赫斯基創(chuàng)建了針對運(yùn)動控制和液壓控制的他們自己的軟件庫。“在HyPET®HPP5中，我們在一個處理器內(nèi)核上運(yùn)行PLC，另外一個內(nèi)核留給HMI軟件。”TeodorTarita-Nistor解釋說道。“這幫助我們降低了I/O信號的采樣時間，同時優(yōu)化了我們的生產(chǎn)過程的整個控制質(zhì)量。每個運(yùn)動軸的實(shí)時控制能力和可重復(fù)性是確保最終產(chǎn)品質(zhì)量的關(guān)鍵。”

定制化控制面板具有獨(dú)特的機(jī)器外觀

HyPET®HPP5內(nèi)的創(chuàng)新技術(shù)還包括新型POLARIS™操作界面。由于采用了一臺Beckhoff定制化19英寸CP3919控制面板，界面擁有一個對HPP5來說非常獨(dú)特的外觀。這確保不僅在整體市場上有明確區(qū)分，而且在赫斯基的各種機(jī)器系列內(nèi)也有明確區(qū)分。“在開發(fā)HyPET®HPP5期間，赫斯基決定使用一個大尺寸的顯示屏。CP3919具有19英寸TFT屏幕，分辨率更是高達(dá)1280x1024，完全符合這些特征要求。”RomanPirog說道。“除了POLARIS™面板上的配色方案和LOGO之外，我們與Beckhoff在面板布局上也有非常密切的合作。其結(jié)果是我們現(xiàn)在擁有了一個能夠出色滿足人體工學(xué)要求的注塑工藝專用按鈕布局。”

赫斯基的軟件工程團(tuán)隊(duì)完全重新開發(fā)了POLARIS™HMI程序，以進(jìn)一步提高機(jī)器效率，改善對用戶的友好性。赫斯基使用C#作為編程語言創(chuàng)建了HMI軟件，并使用超越傳統(tǒng)HMI軟件平臺的定制化注塑功能進(jìn)一步進(jìn)行了豐富。POLARIS™的邏輯被重新設(shè)計，從而可以監(jiān)測和操控外圍設(shè)備，如溫度控制器。系統(tǒng)軟件和菜單屏幕也經(jīng)過修改，以簡化機(jī)器啟動。此外，還添加了邏輯，對輔助設(shè)備的信號做出響應(yīng)并在服務(wù)運(yùn)營時發(fā)出報警。HMI也可以提供具體的指南，例如，指導(dǎo)如何不借助起重機(jī)來校正一個沒有對準(zhǔn)的模具，從而大大延長機(jī)器正常運(yùn)轉(zhuǎn)時間。

EtherCAT是赫斯基獲勝的另一法寶

赫斯基不僅使用先進(jìn)的基于PC的控制系統(tǒng)：自2006年起，它就采用了Beckhoff開發(fā)的EtherCAT工業(yè)以太網(wǎng)通訊系統(tǒng)。“EtherCAT和TwinCAT軟件合作，可為赫斯基提供各種診斷工具，準(zhǔn)確地指出設(shè)備或最終產(chǎn)品的任何問題。當(dāng)然，這也是最大化正常運(yùn)轉(zhuǎn)時間的主要優(yōu)點(diǎn)。”EndelMell說道。

對于I/O系統(tǒng)，赫斯基集成了各種Beckhoff的EtherCAT解決方案。“通過EtherCAT，赫斯基更好地統(tǒng)一了我們的通訊系統(tǒng)，同時減少了I/O接線工作和故障排除工作。”Tarita-Nistor闡述道。赫斯基使用EtherCAT高密度端子模塊最多有16個數(shù)字量輸入或輸出，或兩者混合，端子模塊外殼寬度僅為12毫米。“我們一直不斷地給機(jī)器添加功能，這需要新的I/O模塊。”EndelMell解釋說道。“但是，我們的機(jī)器體積并沒有變大，這就是高密度端子模塊的優(yōu)點(diǎn)所在。我們可以在相同或更小的空間內(nèi)安裝更多的I/O點(diǎn)。

除了各種IP20I/O解決方案之外，赫斯基實(shí)施了防護(hù)等級為IP67的EtherCAT端子盒，它們可以直接安裝在機(jī)器上，能夠適應(yīng)控制柜外部的惡劣環(huán)境。此外，赫斯基機(jī)器上使用的Beckhoff熱電偶現(xiàn)場總線模塊FM3312-B110具有EtherCAT接口，可以連接12或32個熱電偶。這些熱電偶的連接線布置在一個堅固耐用的防濺工業(yè)插頭外殼中。這樣可以快速和簡單地連接以及斷開連接熱電偶。

EtherCAT端子模塊系統(tǒng)也讓赫斯基能夠?qū)嵤┫冗M(jìn)的I/O功能。例如，HyPET®HPP5中使用的EL3413三相電力測量端子模塊可以測量最高為690V的電壓，它監(jiān)測機(jī)器的電流消耗情況，并提供有關(guān)能源使用的反饋，同時提供詳細(xì)的數(shù)據(jù)用于統(tǒng)計分析。“EL3413完全集成在標(biāo)準(zhǔn)的EtherCATI/O系統(tǒng)中，無需再使用單獨(dú)的測量儀器。”TeodorTarita-Nistor在描述這一解決方案的優(yōu)點(diǎn)時說道。“一個專用的電力測量解決方案在連接性方面會有更多限制；它可能會讓系統(tǒng)結(jié)構(gòu)變得更加復(fù)雜，且需要不斷變化、專業(yè)化程度高的軟件平臺。”

赫斯基通過使用Beckhoff基于EtherCAT的XFC極速控制技術(shù)進(jìn)一步提升了性能。“具有超采樣功能的XFC端子模塊EL3702和EL4732幫助我們最小化了控制環(huán)延遲，降低了周期時間速度，同時提高了我們的控制精度。”TeodorTarita-Nistor解釋道。通過使用XFC端子模塊，信號通過對總線周期時間進(jìn)行一個可調(diào)的整數(shù)倍分割來進(jìn)行超采樣。端子模塊的時間基可以通過分布式時鐘與其它的EtherCAT設(shè)備實(shí)現(xiàn)精確同步。XFC端子模塊每通道每秒鐘可輸出最多100,000個值，即100,000次采樣。

赫斯基繼續(xù)占據(jù)世界領(lǐng)先地位

HyPET®HPP5項(xiàng)目于2013年底完成，其肯定的成果可以通過以下數(shù)據(jù)說明：“考慮到系統(tǒng)設(shè)計的所有方面，根據(jù)不同的應(yīng)用，新一代機(jī)器的生產(chǎn)效率和周期時間提高了3%到12%。”RomanPirog如是說道。赫斯基使用EtherCAT實(shí)現(xiàn)的最重要的結(jié)果是加工速度上了一個新臺階。“在我們的應(yīng)用中，我們現(xiàn)在可以以500μs的周期時間運(yùn)行我們的工藝，這是使用其它現(xiàn)場總線不可能實(shí)現(xiàn)的。”Tarita-Nistor解釋并繼續(xù)說道：“在赫斯基開發(fā)階段的其中一個項(xiàng)目中，我們甚至可以實(shí)現(xiàn)100μs的性能。”

系統(tǒng)精度的提升和控制解決方案的響應(yīng)時間的改善確保HyPET®HPP5具有精確的重復(fù)精度，即客戶在生產(chǎn)瓶胚是能夠精確地達(dá)到一個經(jīng)過優(yōu)化的重量。這讓客戶能夠最大限度地降低原料用量，不會有生產(chǎn)出不符合要求的產(chǎn)品的風(fēng)險。配備有EtherCAT的赫斯基注塑系統(tǒng)可以在六西格瑪范圍內(nèi)保持性能，并確保行業(yè)領(lǐng)先的工件精度和質(zhì)量。通過其創(chuàng)新的注塑系統(tǒng)，赫斯基讓其客戶每臺機(jī)器每年能夠節(jié)省數(shù)十萬美金的原材料和運(yùn)營成本。“為了在我們的行業(yè)中保持這一領(lǐng)先地位，赫斯基將繼續(xù)將最先進(jìn)的自動化集成到我們的機(jī)器中，以提高我們客戶的競爭力和利潤。”RomanPirog說道。