CODESYS在智能制造中的应用案例:包装印刷机的涂层温度控制

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在包装印刷行业中，杂志、小册子或包装上的涂层是一门艺术。不同的涂层方式带给人们视觉上的感觉会不同，同时，不同涂层风格可以让货架上的书籍仅通过细节就能体现出作品的档次或者是风格。不同风格的印刷材料是由各种涂料制作而成（主要是UV涂料或分散涂料），在制作过程中所面临的最大挑战是不同材料之间的加工温度是有区别的。由于工业中使用的涂料容器容量很大，所以我们只能缓慢地将原料升至目标温度，但这是一个耗时的过程。另外，涂料在涂料容器和其它加工工艺之间传输会经过很长的过程，涂料可能会再次冷却。这意味着我们可能无法在材料的最佳温度范围内对其进行处理。

借助于德国IAV（Industrie Automation Vertriebs-GmbH）公司最新开发的Bricort灵活式涂料控温设备，这个问题得到了很好的解决。IAV公司的技术经理Guenter Jung解释说，开发此产品的出发点是：印刷机制造商们一直反复尝试制造一种设备，这种设备的优势是在涂料的制备方法，相对于传统不精确且耗能大的设备能具有明显的改善。

自动化工程专家同达姆施塔特工业大学的Druckmaschinen和Druckverfahren研究所（IDD）[印刷机和印刷工艺研究所]一起，花费了三年的时间开发了一种紧凑式温度控制器，该控制器可以非常方便地集成到现有涂料系统中。开发的这款Bricort系统可以直接在 “网纹辊”上靠近精密加工的位置处测量涂料温度，涂料温度的准确值将对印刷质量有着至关重要的影响，然后涂料通过印刷时辊的转动从辊轮转移到印刷材料上。

为此，在与“网纹传墨辊”的连接喷嘴中安装了PT100温度传感器，该传感器将不间断地把输出温度传送给控制器。该传感器可确保不会因供应管道过长而引起温度波动。“在Bricort系统的帮助下，目前涂料技术人员首次能够保证±0.5°C的温度误差波动，并能够调节温度以及涂料的相关粘度” Jann Neumann解释说。

在狭小的控制柜内，Bricort系统由一个安装在顶部的、多语言的内置触摸屏（用于设置需要的处理温度）以及一个流体温度控制器组成，在该设备中，通过启停冷却装置实现快速加热或冷却涂层。Guenter Jung说：“这种设备的冷却能耗仅为1千瓦，能够满足整套设备的正常运转需求。”与传统设备相比，这具有惊人的节能效果，而传统设备的冷却能耗为3千瓦或更高。

由于其紧凑式模块化的设计以及可以在系统中自由的集成其他电子模块的特性，图尔克BL20远程I / O站很快成为了开发人员的理想解决方案，这是因为BL20通过与德国CODESYS工业软件开发平台合作，在后者的全力支持下开发了这款面向未来的紧凑型控制器，除了基本的编程功能，还具备主流的总线通讯协议和标准的OPC通讯协议。PLC专家Stefan Globig表示：“我们一直在寻找紧凑式硬件，并且可以使用CODESYS对其进行编程。” “此外，我们希望保护项目的源代码，该控制系统可以将温度精确地维持在1°C的范围内。BL20网关中的紧凑型控制器可以完美地保护CODESYS程序免受未经授权的访问，这是基于CODESYS 与德国专业软件加密公司威步合作，对项目的源文件、程序块和控制器至少实现三个层级的加密。”

在IAV公司的温度控制系统中，BL20远程I / O站将传感器和执行器与网关控制器结合在一起。由于采用了TCP modbus协议，温度控制系统也直接连接到印刷机的控制单元，因此可以使用一个系统来控制整个印刷和涂布过程。Globig总结道：“ BL20工作站与触摸屏一起成为了机器的心脏。”

BL20的全称叫做图尔克BL20 I/O系统的CODESYS V3可编程网关

用途：BL20 (IP20)和BL67 (IP67) IO系统的可编程网关可以用作独立PLC来控制任务或用作网络设备，进行外围的快速信号处理。该网关配备有现场总线接口PROFINET、Modbus TCP、Ethernet/IP或PROFIBUS-DP;此外，这些网关支持标准以太网和串行通讯。扩展模块通过内部总线与网关进行通讯，且能独立于现场总线协议进行配置。

支持的通讯协议：PROFINET、Modbus TCP、Ethernet/IP或PROFIBUS-DP、OPC服务器

编程工具：CODESYS V3 IDE

接口：Ethernet和USB可编程接口，2×RJ45端口

防护等级：IP20/IP67

供电方式：集成电源

其它：有用于显示PLC状态、电源电压、内部错误和总线错误的LED，集成以太网交换机允许线性拓扑结构

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CODESYS 软件工具包是一款基于先进的NET架构和IEC61131-3国际编程标准的、面向工业4.0及物联网应用的软件开发平台。CODESYS软件开发平台的独特优势是用户使用此单一软件工具套件就可以实现一个完整的工业自动化解决方案，即在CODESYS软件平台下可以实现：逻辑控制（PLC）、运动控制（Motion Control）及CNC控制、人机界面(HMI)、基于Web Service的网络可视化编程和远程监控、冗余控制（Redundancy）和安全控制（Safety）、以及项目开发与工程协同管理等多个目标和需求。

 

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