倍福經(jīng)典案例選（二十六）－－15 年后，Lightbus 依然是最先進(jìn)的技術(shù)

      Beckhoff 于 1989 年引入 Lightbus 作為其系統(tǒng)總線，主要用于高速機(jī)械控制器。自那時起，Lightbus 在很多機(jī)械加工領(lǐng)域內(nèi)都確立了它的穩(wěn)固地位，包括門窗加工、木材加工、沖壓、包裝和機(jī)床等。1990 年夏，Armstrong Building Products 率先引入了 Lightbus 用于其天花板生產(chǎn)線 ，這也是 Lightbus 首次應(yīng)用于材料處理設(shè)備。由于它具有很強(qiáng)的抗干擾能力以及高速現(xiàn)場總線通訊能力，Lightbus 至今仍被認(rèn)為是最先進(jìn)的技術(shù)。

      位于荷蘭 Hoogezand 的 Armstrong 工廠里，用于切割大型板材的系統(tǒng)采用了 PC 控制技術(shù)和 Lightbus 網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。

用于橫向與縱向切割的裁板鋸

      Armstrong Building Products 在全球共有 23 家生產(chǎn)基地，是吸聲天花板系統(tǒng)制造企業(yè)的領(lǐng)頭羊。在歐洲市場，Armstrong 擁有四個礦棉吸聲天花板生產(chǎn)基地，它們分別是 Hoogezand（荷蘭）、Team Valley（英國）、Pontarlier（法國）和 Münster（德國）。

      在荷蘭 Hoogezand 的工廠里，Beckhoff 的控制技術(shù)和現(xiàn)場總線技術(shù)已經(jīng)有 14 年之久的應(yīng)用歷史。大型板材切割工藝（包括裁板鋸）都基于 PC并采用 Lightbus 網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行控制。裁板鋸將大塊板材（3.6m×5m）切割成一定規(guī)格的板材。

        在 Armstrong Building Products 內(nèi)負(fù)責(zé)亞洲和歐洲事務(wù)的首席工程師Henk Duijim 解釋說：“PC 控制系統(tǒng)由臺式 PC 和集成在操作面板里的監(jiān)視器組成。PLC/NC 軟件 S1000 － 現(xiàn)在的 TwinCAT 自動化軟件的前身 － 是運(yùn)行在 DOS 操作系統(tǒng)下的。”Beckhoff 技術(shù)人員編寫應(yīng)用軟件并開發(fā)可視化系統(tǒng)。生產(chǎn)界面的可視化 － 工廠的代表性特征－ 是用 C 語言開發(fā)而成的。

Lightbus：從 Beckhoff 系統(tǒng)總線到全局現(xiàn)場總線系統(tǒng)

操作方便，易于維護(hù)
      當(dāng)時，他們選擇了 Lightbus I/O 模塊 M1400 和 M2400（分別用于數(shù)字量和模擬量設(shè)備）用于 I/O通訊。Armstrong 在現(xiàn)場和中央控制柜都使用了 Lightbus 模塊。I/O 組件安裝在整個工廠的傳感器和執(zhí)行機(jī)構(gòu)中。使用本地 Lightbus 組件大大節(jié)約了安裝成本，減少了人力的浪費(fèi)?？刂乒窭锏?Lightbus 設(shè)備包括變頻器，用于控制輥筒式輸送機(jī)的轉(zhuǎn)速。

       現(xiàn)今在 Beckhoff 做銷售工作的 Andreas Hülshorst 曾于 1990 年 8 月被任命為 Hoogezand 工廠的工程項(xiàng)目經(jīng)理。據(jù)他介紹：“系統(tǒng)的一個主要特征是：輸送單元上每個輥筒式輸送機(jī)的轉(zhuǎn)速都是可以控制的，這樣，可以調(diào)節(jié)輸送機(jī)上天花板之間的間距，以適應(yīng)每個工藝。輥筒式輸送機(jī)的轉(zhuǎn)速可以通過軟件 PLC 設(shè)定，無需進(jìn)行復(fù)雜的計(jì)算。”

迅捷、無干擾的通訊：標(biāo)準(zhǔn)的光纖技術(shù)用于傳輸 Lightbus 數(shù)據(jù)

附加功能擴(kuò)展簡便
        經(jīng)過試運(yùn)轉(zhuǎn)后，Armstrong 技術(shù)人員對系統(tǒng)進(jìn)行了進(jìn)一步擴(kuò)展。HenkDuijim 解釋說：“有了 Beckhoff 的 Lightbus系統(tǒng)，就可以簡單、快捷地修改或擴(kuò)展工廠配置。在初始化階段，可以自動設(shè)定所有數(shù)據(jù)，因此無需對本地模塊進(jìn)行復(fù)雜的設(shè)備設(shè)置。”

        裁板鋸由一個用于縱向切割的雙軸鋸片和一個用于橫向切割的四軸鋸片組成。變極電機(jī)的鋸條設(shè)置也可通過數(shù)字量 Lightbus 模塊M1400 進(jìn)行修改，鋸軸的位置則通過絕對值編碼器 M3000 監(jiān)控。用于烘干天花板的干燥器是一個技術(shù)上的亮點(diǎn)，它有 12 個烘干級別。干燥器中被連續(xù)不斷地送入基本的天花板元件，烘干后由升降機(jī)將它們移走。這一工藝要求設(shè)置時間短、裝卸速度快。這也充分展示了 Lightbus 系統(tǒng)的卓越性能。

       EtherCAT：在引入 Lightbus 系統(tǒng) 14 年后，先前暫定名稱為“FastLightbus”的 EtherCAT 技術(shù)將成為下一代高速環(huán)形總線的象征

裝配迅捷性、模塊化擴(kuò)展以及抗干擾能力
      Armstrong 之所以決定采用 Lightbus 系統(tǒng)，主要是因?yàn)橐韵聨讉€因素。一個重要的評判標(biāo)準(zhǔn)是系統(tǒng)能否進(jìn)行模塊化擴(kuò)展。生產(chǎn)線（包括裁板鋸）的更換工作必須在兩周內(nèi)完成。為了保證能夠進(jìn)行快速裝配和現(xiàn)場試車，需要在輸送系統(tǒng)供應(yīng)商 － 機(jī)器制造商Hüttenh?lscher －那邊預(yù)先配置以便進(jìn)行測試。“每個系統(tǒng)部件都配有 Lightbus I/O 模塊且都經(jīng)過逐段測試。在 Hoogezand 工廠進(jìn)行的最終裝配過程中，每個系統(tǒng)模塊只需簡單地使用光纖以及電機(jī)電纜連接起來即可，”Henk Duijm 解釋道，“選擇 Lightbus 的進(jìn)一步原因還包括運(yùn)行效益以及通過集成模塊到光纖環(huán)中從而使系統(tǒng)擴(kuò)展變的更為簡單?？闺姶鸥蓴_能力和相連模塊間電路完全隔離也是關(guān)鍵因素之一。”Andreas Hülshorst 補(bǔ)充道：“控制柜安裝在單獨(dú)的控制室里，它與最近的一個機(jī)器模塊之間相距 160m，因?yàn)殇彈l的編碼器線數(shù)容易受到 EMC 干擾。由于 Lightbus 通訊是通過玻璃光纖（HCS光纖）實(shí)現(xiàn)的，從而能夠確保到絕對編碼器的數(shù)據(jù)傳輸變得非?？煽壳揖哂泻軓?qiáng)的抗干擾能力。”

保留久經(jīng)驗(yàn)證的技術(shù)
      “對于門窗加工機(jī)械，早在 1989 年，Beckhoff 就開始使用 Lightbus技術(shù)了。Armstrong 是我們的早期客戶之一，他們用的主要是帶鋸條的材料處理系統(tǒng)。”Andreas Hülshorst 回憶說。材料處理設(shè)備于 1990年 8 月開始進(jìn)入試車階段，同年 9 月生產(chǎn)出了第一批天花板。

      2005 年初，Armstrong 計(jì)劃不久之后就將生產(chǎn)基地從 Hoogezand 遷到Münster，但 Lightbus 技術(shù) Armstrong 會繼續(xù)保留下來。Henk Duijm 介紹說：“隨著荷蘭工廠的關(guān)閉，Armstrong 在歐洲的工廠由原來的四個減少為三個，目的在于降低生產(chǎn)成本的同時提高產(chǎn)量。”

        由于天花板生產(chǎn)工藝在大體上保持不變，采用了久經(jīng)驗(yàn)證的Beckhoff PC 控制系統(tǒng)和 Lightbus 現(xiàn)場總線技術(shù)的機(jī)器部件將重新安裝在新的生產(chǎn)基地里。“控制器一般 10 年更換一次，”Henk Duijm解釋道，“而目前 Lightbus 的運(yùn)行情況仍非常良好，因此也沒有必要進(jìn)行更換。我們會通過靈活的、模塊化總線端子模塊將新的功能集成到 Beckhoff 的 Lightbus 總線藕合器中。”