小型、輕量、安靜、快速：PARI Pharma 開發(fā)的 eFlow? 霧化器已用于治療囊胞性纖維化患者多年。該精密吸入器，也稱為“頭罩”的煙霧發(fā)生器由位于德國 Grafelfing 的 PARI Pharma 生產(chǎn)。該公司目前正在將其控制系統(tǒng)轉(zhuǎn)換成 Beckhoff 控制技術(shù)，目標(biāo)是優(yōu)化其生產(chǎn)設(shè)備的自動化。通過 esqmate 開發(fā)的用于 TwinCAT 的MPI 程序庫，現(xiàn)有的 S7-PLC 可被連接到 Beckhoff 控制平臺，無需專有硬件，因此實現(xiàn)了與 PARI Pharma SAP系統(tǒng)的直接通信。
Beckhoff CX5020 嵌入式控制器通過 EL6731 PROFIBUS DP 主站端子模塊和 MPI 軟件程序庫直接與 S7 控制器通信。這里只需要 PROFIBUS 電纜，無需額外的硬件。作為世界著名的呼吸療法專家，PARI Pharma 維護(hù)著其聲譽(yù)已有 100多年?，F(xiàn)在，這家全球性的公司正不斷地開發(fā)和生產(chǎn)用于吸入療法的先進(jìn)系統(tǒng)。eFlow? 的煙霧發(fā)生器系統(tǒng)經(jīng)過不下 12 個生產(chǎn)和測試站。所有制造步驟，包括薄膜和包裝的“整平”和激光處理都非?？焖?、可靠和平穩(wěn)。
基于 PC 的控制技術(shù)取代了控制相關(guān)的“過度發(fā)展”
2011 年，PARI Pharma 開始將其系統(tǒng)轉(zhuǎn)換成 Beckhoff 基于 PC 的先進(jìn)控制技術(shù)。“轉(zhuǎn)變之前，我們的技術(shù)基礎(chǔ)設(shè)施有點效率低下，”PARIPharma 的項目經(jīng)理 Ronald Schmidt 說。S7 PLC 控制程序以及 C++ 和LabView 中 PC 程序的多樣復(fù)雜的結(jié)合讓沒有專業(yè)編程知識的維護(hù)成為了一項幾乎無法完成的任務(wù)。一旦發(fā)生事故，我們就必須定期召來外部專家。此外，老系統(tǒng)容易出錯，因為其不能把控制系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫整合在一塊。從 PLC 確定的 PC 數(shù)據(jù)必須手動輸入到數(shù)據(jù)庫中以進(jìn)行進(jìn)一步處理。
通過標(biāo)準(zhǔn)接口實現(xiàn)智能集成
明確、可追溯的部件管理是復(fù)雜生產(chǎn)過程的先決條件，其中，兩個單獨的機(jī)械加工操作可在一個制造單元中進(jìn)行。第一個生產(chǎn)步驟后，部件被移除，進(jìn)行進(jìn)一步處理，然后返回機(jī)械進(jìn)行進(jìn)一步機(jī)械加工。
該生產(chǎn)步驟期間，墊膜的二維碼被 CX5020 讀取和處理。只有通過該識別步驟才能實現(xiàn)追蹤，其可直接接入 Oracle 數(shù)據(jù)庫。通過這種方式，機(jī)械中的每層薄膜都可被明確識別，且其狀態(tài)也可被確定。只有帶有效部件狀態(tài)且經(jīng)過前面所有生產(chǎn)步驟沒有發(fā)生錯誤的薄膜才可進(jìn)行進(jìn)一步處理。
鑒于此，每個生產(chǎn)步驟前，部件都必須被掃描和確認(rèn)?！岸嗄陙?，我們一直在尋找能夠直接與數(shù)據(jù)庫通信的機(jī)械控制系統(tǒng)，”RonaldSchmidt 說。最后，我們選擇了 Beckhoff 用于 EtherCAT 端子模塊系統(tǒng)的 TwinCAT 數(shù)據(jù)庫服務(wù)器和 EL6731 PROFIBUS 主站端子模塊。“但是，我們不想也不能在連續(xù)運行期間立即更換原來的 S7-PLC。我們開始尋找能夠通過 Beckhoff 系統(tǒng)而無需專有軟件來控制它的選項?！盧onaldSchmidt 說。
無需額外硬件的基于軟件的解決方案
這種解決方案由位于慕尼黑附近的 Unterfohring 的 esqmate GmbH 提供。該公司開發(fā)出了用于 TwinCAT 的 MPI 程序庫，確保了 Beckhoff 控制器能夠通過 PROFIBUS 主站端子模塊和 MPI 協(xié)議直接與原 PLC 通信。無需額外硬件，例如 MPI/以太網(wǎng)網(wǎng)關(guān)。通過 EtherCAT 連接 EL6731 PROFIBUS主站端子模塊也避免了在 PC 中添加 PCI 插槽的需要。這樣便首次實現(xiàn)了通過 EtherCAT 端子模塊直接從 TwinCAT 進(jìn)行對 S7 數(shù)據(jù)塊和標(biāo)簽的訪問。無需對現(xiàn)有的 S7 控制器進(jìn)行變動。數(shù)據(jù)交換通過功能塊在TwinCAT 中進(jìn)行?！盎?EL6731 PROFIBUS 主站端子模塊，我們便能夠成功地為我們早期在 TwinCAT 程序庫中開發(fā)的微控制器實現(xiàn) PROFIBUS/MPI 堆棧?！眅sqmate 總經(jīng)理 Markus Krautner 說。
用于 TwinCAT 的 MPI 程序庫
esqmate 的 MPI 程序庫首次通過 MPI 接口實現(xiàn)了現(xiàn)有 S7 解決方案與 Beckhoff 控制器的連接，而無需額外的網(wǎng)關(guān)。這就意味著專有的 PLC 數(shù)據(jù)庫解決方案可被開放式的 Beckhoff 硬件和標(biāo)準(zhǔn)的軟件產(chǎn)品取代。另一個好處就是解決方案所提供的安全性：軟件程序庫通過機(jī)械的 EtherCAT 網(wǎng)絡(luò)直接通信，因此避免了通過公司網(wǎng)絡(luò)傳播的病毒攻擊或其它威脅。
通過基于 PC 的控制技術(shù)進(jìn)行控制架構(gòu)的標(biāo)準(zhǔn)化
Beckhoff CX5020 嵌入式控制器通過 EtherCAT 端子模塊從 S7 控制器讀取數(shù)據(jù)、將數(shù)據(jù)與新的條形碼系統(tǒng)相連并通過 TwinCAT 數(shù)據(jù)庫服務(wù)器將數(shù)據(jù)直接傳送給 Oracle 數(shù)據(jù)庫或 PARI Pharma 的 SAP 系統(tǒng)。除讀寫數(shù)據(jù)之外，TwinCAT 數(shù)據(jù)庫服務(wù)器還能夠調(diào)用“預(yù)存程序”。在這些預(yù)存程序中，PARI Pharma 儲存有在數(shù)據(jù)庫中進(jìn)行處理的命令和指令序列。 程序結(jié)果被傳送給數(shù)據(jù)庫服務(wù)器，然后即可在 PLC 中再次利用。通過在數(shù)據(jù)庫中執(zhí)行這些程序，PLC 代碼得以大大簡化。PARIPharma 打算在 2012 年底改進(jìn)所有的系統(tǒng)，使它們能夠利用全新的 Beckhoff 控制技術(shù)：“通過將我們的控制理念標(biāo)準(zhǔn)化和簡化，我們想要變得更快和更靈活。”Ronald Schmidt 說。Beckhoff CP7902 控制面板用作 HMI。該界面基于客戶的具體要求開發(fā)，能夠使操作員準(zhǔn)確地進(jìn)行每個處理步驟?；趻呙柽^的條形碼，當(dāng)前的生產(chǎn)步驟可從 Oracle 數(shù)據(jù)庫中得到驗證;下一必需的程序也能通過EL6731 在 S7-PLC 中自動啟動。系統(tǒng)操作員可通過 RFID 令牌便捷安全地登入。
用于更有效生產(chǎn)的中央 SAP 評估
“因為如今現(xiàn)有的 S7-PLC、新型 Beckhoff 控制器、Oracle 數(shù)據(jù)庫和我們的 SAP 系統(tǒng)之間能夠直接通信，所以我們終于能夠?qū)⒖刂萍夹g(shù)與企業(yè)管理解決方案相連接，”Ronald Schmidt 在評論已取得的進(jìn)步時說。在 PARI Pharma，分析不再在工廠中進(jìn)行，而是在中央 SAP 系統(tǒng)中進(jìn)行。SAP 系統(tǒng)從與 Beckhoff 系統(tǒng)相連的 Oracle 數(shù)據(jù)庫中接收測試數(shù)據(jù)并基于這些數(shù)據(jù)生成項目列表、工作進(jìn)度表和審批報告或管理庫存。這使得員工能夠集中在他們的核心競爭力：生產(chǎn)。質(zhì)量控制也變得更簡單、更可靠。員工不再需要進(jìn)行人工確認(rèn)，因為審批都是通過條形碼自動進(jìn)行的。多虧了全新的控制技術(shù)，PARI Pharma 現(xiàn)在能夠進(jìn)行平行生產(chǎn)，而不是按訂單進(jìn)行生產(chǎn)。考慮到日益增加的產(chǎn)量，這帶來了便利?！拔覀儸F(xiàn)在能夠平行地生產(chǎn)獨立的部件，不再需要一條一條地移動生產(chǎn)線，”Ronald Schmidt 說?！耙驗槊總€部件都配有序列號，我們便能夠進(jìn)行最優(yōu)控制并能夠準(zhǔn)確地交付客戶需要的產(chǎn)品。”
通過標(biāo)準(zhǔn)化的控制理念降低成本
由于基于 PC 的尖端控制技術(shù)，PARI Pharma 現(xiàn)在能夠完全控制其生產(chǎn)。機(jī)械控制器與企業(yè)管理系統(tǒng)間的平穩(wěn)通信不僅確保了工廠區(qū)域快速無誤的處理，而且還降低了成本：“因為所有東西都在工廠內(nèi)，我們便能夠?qū)⒕S護(hù)和編程所花費的精力降至最低，節(jié)約了時間和成本。反過來，我們又能將節(jié)省的成本重新投資到新機(jī)械上，”RonaldSchmidt 總結(jié)說。
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