當定制設備制造商 Lehnen Industrial Services 推出其新款唇膏灌裝機時，公司未曾預料到這款高端設備會在市場上掀起如此熱烈的反響。為了滿足市場需求，他們決定對該設備進行標準化改造。倍福的可擴展控制技術為設備提供了所需的適應性。據供應商介紹，該系統在有限的空間內展現出了令人稱道的功能范圍，成功填補了生命科學市場中的空白。
Lehnen 公司成立于 2001 年，致力于為生命科學領域的客戶提供優質服務。“我們專注于為小面積潔凈室環境量身定制專用設備。這需要大量的設計優化工作，將各種功能巧妙地集成到有限的空間內。”總裁 Peter Lehnen 說道。
Lehnen 團隊在 2015 年的某次展覽會上初次接觸到了倍福，但當時他們尚未做好在監管嚴格的生命科學領域內進行復雜平臺轉換的準備。然后在 2020 年，當眾多供應商面臨組件供應難題時，他們發現了倍福平臺通過組件替換所展現出的卓越靈活性。這些因素促使他們能夠將部分客戶項目順利遷移到倍福平臺，與此同時，這家設備制造商也開始著手考慮生產標準化的灌裝系統。
01
通過靈活的自動化平臺
實現創新
ProFill 系統將所有加工步驟集成到一個尺寸僅為 11 英尺 8 英寸長、5 英尺 5 英寸寬（308 x 142 cm）的獨立單元中。盡管采用了堅固耐用的不銹鋼材質構建，這款便攜式系統依然能夠憑借其腳輪輕松移動至任何配備有壓縮空氣氣源和 240 V AC 接口的地點進行作業。此外，該設計還極大地簡化了灌裝頭的更換流程，無論是出于清潔需要，還是為了更換不同的產品。
在開發標準系統的過程中，工程師們致力于確保設備能夠繼續保持其占地面積小且灌裝精度高的獨特優勢，以此有效防止在輸送設備上滴落難以清除的蠟狀液體。2023 年 1 月，Lehnen 公司與倍福美國分公司區域銷售經理 Brian Buck 和應用工程師 Matt Kleven 組成的本地團隊攜手合作，開始了重新設計。
該系統采用 C6015 超緊湊型工業 PC (IPC) 作為其設備控制器。除了極為節省空間的尺寸外，該工業 PC 的內存配置選擇也十分豐富，范圍從 40 GB 直至 320 GB 不等。倍福的 CP3918 多點觸控控制面板即便在嚴苛的生產環境中也能提供如智能手機般直觀便捷的操作體驗。
HMI、PLC 以及運動控制的編程都在 TwinCAT 3 自動化軟件中完成。作為端到端的開發和 Runtime 平臺，TwinCAT 結合了設備控制所需的所有功能，并為用戶提供了靈活多樣的代碼編寫選項。TwinCAT 與微軟 Visual Studio 的集成使得工程師能夠選用最適合的編程語言，包括：
•支持面向對象的擴展功能的 IEC 61131-3 語言
•TwinCAT 庫中包含的自定義功能塊或數百個內置的功能選項
•計算機科學領域的范式編程語言，例如 C#、C++、Python 等，以及專門用于開發人機界面的 HTML5 或 JavaScrip
Lehnen 團隊極為欣賞在購買前能夠在免費的 TwinCAT 開發環境中試用軟件的能力。“與那些雖然技術上合規但限制更多的其它供應商平臺不同，TwinCAT 正確實施了 IEC 標準和面向對象的編程。這使我們能夠真正采用軟件開發領域的最佳實踐。”Chris Lehnen 說道。“另外，TwinCAT 還通過整合 Git 簡化了源代碼版本控制工作。因此，我們的軟件團隊能夠同時處理同一個程序，從而顯著提升了開發效率。”
“Lehnen 團隊充分利用了我們所提供的眾多軟件和硬件解決方案，包括借助 EtherCAT 實現精確同步。”Brian Buck 說道。“對我而言，這個應用中的一個亮點是他們采用了結構緊湊的 ELM7222 伺服驅動端子模塊。”這些寬度僅為 30 毫米的 48 V DC EtherCAT 雙通道伺服驅動端子模塊可以與系統連接所需的諸如高密度輸入和輸出、模擬量溫度測量和熱電偶模塊等各種端子模塊并排接入到 EtherCAT I/O 網段內。
ELM72xx 系列伺服端子模塊還支持單電纜技術 (OCT)能夠極大地減少布線工作量，輕松實現與倍福 AM8100 伺服電機的連接。這些功能特點不僅進一步減少了空間需求，還簡化了調試過程，并且確保了極高的性能表現。
系統中采用的緊湊型驅動產品包括倍福的 AM8100 系列伺服電機，這些電機采用了單電纜技術，極大地減少了布線工作量和所需空間。
02
未來的擴展潛力無限
標準化的唇膏灌裝機不僅性能卓越，更擁有小巧的體積。該系統單次能處理裝有 8 支唇膏管的托盤，每分鐘最高吞吐能力可達 60 支唇膏管。在連續運行的狀態下，該設備每天可灌裝、加蓋、貼標和打序列號 30,000 支唇膏。
借助倍福所提供的緊湊型控制器、網絡設備及伺服驅動硬件，該設備還為電氣柜內未來可能的功能擴展預留了充足的空間。“我們不僅擁有了一個更加出色的整體系統，還顯著降低了成本。”Peter Lehnen 說道。“在控制硬件方面，我們通過采用倍福的標準化解決方案節省了大約 40% 的成本。”
關于德國倍福
倍福（Beckhoff）是一家專注于自動化新技術的德資企業，創立于 1980 年，總部位于德國威爾市。作為全球自動化技術的驅動者，倍福定義了自動化領域的許多標準，是國際標準的制定者和推動者。公司所生產的工業 PC、現場總線模塊、驅動產品和 TwinCAT 自動化軟件構成了一套完整的、相互兼容的控制系統，可為各個工控領域提供開放式自動化系統和完整的解決方案。經過 40 年的發展和努力，倍福已在世界各地設立 30 多家分支機構，加上全球的合作伙伴，業務遍及 70 多個國家和地區。
倍福于 1997 年進入中國市場，中國區總部落戶于上海市北高新產業園區，現有員工 300 人，辦事處遍及國內 30 座大中城市。創新產品和解決方案廣泛應用于風力發電、半導體、光伏太陽能、電子制造、金屬加工、包裝機械、印刷機械、塑料加工、輪胎加工、木材加工、玻璃機械、物流輸送以及樓宇自動化等眾多領域。
公司傾力推廣的 EtherCAT 實時工業以太網于 2014 年成為中國國家推薦性標準，并已入編工信部的《國家智能制造標準體系建設指南》。作為一家技術驅動型公司，倍福一直注重在技術上尋求突破創新，在業內享有“創新引擎”的美譽。倍福基于 PC 的控制技術具有良好的開放性，它支持所有主流的工業通信協議，將 IT 技術、互聯網和自動化技術完美融合在一起，為實現工業 4.0 和智能制造奠定了堅實的技術基礎。
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