包裝生產線對柔性化的呼聲越來越高，在柔性化的實現過程中，伺服控制系統將起到什么樣的作用？我刊特邀了羅克韋爾自動化自動控制及信息產品集團產品經理鐘銳華先生為讀者詮釋這一實現過程。

包裝行業工業化進程中，制造技術實現了規模化和多樣化，多樣化乃至個性化的需求進一步加劇了市場競爭，為了降低生產成本，包裝企業紛紛考慮建立柔性化生產線，實現企業柔性化制造少不了高效的伺服控制系統給予支持。

實現包裝生產線柔性化的幾個因素

在包裝生產線的發展中，控制與集成產品/技術發揮著越來越重要的作用。

1．為了實現更高速、更柔性化的生產目標，傳統上由機械部件完成的功能現在越來越多的是由伺服系統來實現。比如，電子凸輪和電子齒輪取代機械凸輪和齒輪，多軸之間無須“硬/機械”連接的高精度同步。因此，包裝生產線不僅需要聯鎖控制，還需要快速高精度的伺服控制。能同時滿足以上功能的集成控制器/系統將比獨立PLC+獨立伺服控制器的控制方案在編程、調試和維護等各方面都為用戶帶來更多好處。

2．為了實現柔性化生產，要求包裝生產線中的各工藝段設備相互之間緊密耦合，要求包裝生產線和其他生產線相互聯動。由于不同控制器分別控制不同工藝段或者生產線，這就帶來了不同控制器之間相互協調的問題。因此，國際包裝協會用戶組織（OMAC/PACML）提出了對象封裝的結構化、標準化的機器狀態管理功能，相應地，集成這一功能的控制系統可以保證用戶以更少的時間和成本實現整線、甚至整廠生產的協同。

3．實現柔性化生產，還意味著控制系統實時數據應該集成與工廠生產信息管理系統的關系型數據庫的雙向通訊的能力。也就是說，從訂單池生成及生產調度管理軟件中的生產控制指令要能及時地傳遞給包裝生產線控制系統；并且，包裝生產線控制系統將運行狀態和生產狀態要能及時地送回給生產信息管理系統。

4．為了實現連續生產更大化和系統恢復時間更少化，越來越多的用戶也意識到能夠支持模塊帶電插拔、診斷信息快速獲取和網絡化集中維護管理的包裝生產線控制系統所具有的價值和好處。

高效的伺服控制系統成為首選

對于快速、高柔性化的包裝生產線，羅克韋爾自動化的Kinetix集成伺服控制系統正成為越來越多用戶的首選。Kinetix由Logix多功能控制器以及通過國際標準SERCOS光纖聯網的K6000、Ultra或者PowerFlexS系列伺服驅動裝組成。Kinetix具有以下好處：

1．Logix多功能控制器，集成了伺服控制（MotionPlanner）、順序控制和過程控制。這意味著用戶在一個開發環境中就可以同時開發PID、伺服以及順控，不再像其他系統那樣要獨立的伺服控制器和PLC，也不需要再考慮PLC和伺服控制器相應處理間的數據交換通訊,大大節約了時間、提高了效率。單一Logix控制器最大可實現32軸的伺服控制，并且，多個Logix控制器可以在同一控制背板上實現對于更多軸的協同控制，也可以通過Synclink或IEC61158EtherNet/IP標準工業以太網實現大范圍、分布式協同控制（>254軸）。

2．Logix多功能控制器，采用基于“對象”的數據自動內存管理方式，控制編程“所見即所得”，不再需要像使用PLC那樣要考慮內存分配和管理，程序清晰易讀，相應的文檔工作也大大減少。同樣，伺服裝置、IO及現場設備（本地或者通過DeviceNet、ControlNet及EtherNet/IP工業網絡連接）的參數、狀態及診斷信息等等可以被控制編程直接使用。而且，用戶可通過任意一點直接或者遠程接入，透過上述網絡，訪問、組態并維護Kinetix系統中的所有設備。

3．內置“PhaseManager“的Logix多功能控制器支持國際包裝協會用戶組織（OMAC/PACML）提出的對象封裝的結構化、標準化的機器狀態管理功能。簡單組態功能塊，用戶不僅可以實現簡單明了的單一機器管理，還可方便地實現整線不同控制器的協同。

4．Kinetix集成相關軟件，不僅能實現監控一體化，支持標準OPC等實時標準數據接口，還能直接實現與多種關系型數據庫如SQLSever,Oracle等等或者ERP系統如SAP等的快速、穩定的雙向數據傳遞。對于用戶而言，無須任何軟件開發或者程序編寫，只是簡單地進行圖形化組態即可。

5．模塊化、系列化的Kinetix，可以根據控制規模和性能要求的不同，為應用“量身定制”性價比更優化的包裝生產線解決方案。例如，大型ControlLogix和中型CompactLogix控制器可供用戶選擇；不同電壓等級、不同功率大小、不同擴展模塊個數的K6000、Ultra或者PowerFlexS系列伺服裝置可供用戶選擇；機架式1756IO、無機架1769CompactIO、集成端子排的1794FlexIO/1734PointIO和IP67防護等級的1738ArmorPointIO可供用戶選擇（可通過DeviceNet、ControlNet或者EtherNet/IP實現IO就地分散布置）。

伺服控制系統與傳統系統的兼容

在對包裝OEM和整條生產線的改造與提升方面，Kinetix具有很好地與傳統系統兼容能力。用戶可以采取直接整體更換或者分階段逐步替換的方案，比如，局部替換PLC控制器、局部替換PLC控制器及IO或者局部替換伺服控制系統等等。因為，ControlLogix機架通訊背板本身就是智能化通訊路由平臺，可插入任意多個通訊模塊（僅受物理槽架數量限制），即可連接相應工業網絡及設備。通訊模塊種類齊備，支持當前所有的主流工業網絡和控制系統接入。