近几年来,尤其是在全球金融危机之后,在机械研发过程中,单纯的功能性、灵活性和性能等因素已不再是主导性指标。相对而言,总成本因素则变得更为重要。自动化技术也没有脱离这一趋势。

特别是对于大量生产的标准机械设备,自动化的目标成本已达到了一个相对一致的水平。如果忽略掉对于每种类型的机床,如马达控制器、加热器元件或阀门均不相同的功率电气成分,那么,在安装和调试后自动化技术的最高预算大约为20000元人民币。该最高预算包括:安装和设置系统的劳动力成本以及自动化元件的材料成本。如果成本降低一半,那么,机床的自动化系统的预算最多为10000元人民币 ---- 而且,这必须包括所有的必要功能:
• 最好带有自优化温度控制的控制器;基本运动控制器功能;操作和可视化设备、生产管理PC、以及数据库连接和公司网络一体化(特别是网络管理)的接口
• 连接到接近开关、光传感器、温度传感器、位置传感器、开关与比例阀的外围组件,开关或控制的电气传动和电加热元件,其中控制器可能在与各组件相距的一定距离进行安装。
• 直接关系到控制器变量的操作和可视化设备
• 着重于安全的逻辑功能
• 电缆、电源和其他基础设施组件等附件
• 所有的软件授权成本
减少安装和设置支出,获得高功能性
即使是价格为10000元人民币或更低廉、包括上述所有功能的自动化系统,也未必符合标准机械设备中使用的条件。为控制在预算内,安装自动化元件、查找接线错误、安装和实施各项客户要求所需的时间,必须保持在一至两个工作日内。为此,自动化系统必须利用节省时间的连接技术 -如圆形插头- 以及快速连接器系统。这有助于减少对劳动密集型工作(如电缆剥线)的需要。在安装过程中,应有用户友好和直观的编程、配置和错误诊断工具,以便让新员工快速地学习如何使用这些程序。

某标准机床的自动化概念举例
菲尼克斯电气的新型自动化系统,恰好是注重于满足这些要求,因而是适合标准机械设备的最佳选择。该系统的核心,包括价格适中的紧凑型控制器,其具有完备的通讯功能,并且可以轻松地通过带IP20和IP65防护等级的I/O模块进行扩展。此外,还可提供针对客户价格要求进行选配的控制器设备、网络组件、以及带有安全功能的模块。自动化系统全面配备所有必需的操作和安装设备,如电源、信号调节元件、继电器或保险丝。菲尼克斯电气全系列范围的各种连接产品----如电缆、插头连接器和接线端子----有助于进一步减少安装费用。
功能强大且易于编程的控制器技术
在自动化系统中最重要的组件,为ILC 1xx系列紧凑型控制器,安装在DIN导轨上。可编程控制器(PLC)----无论您采用基本单元模块,带有可扩展内存的标准控制器、集成GSM调制解调器或者附加的以太网端口----这些型号均已经集成有强大的运算速度,都为每90μs执行1000行代码指令(Bit数据类型)。此外,每个PLC都有1个Interbus现场总线接口和至少1个以太网接口。这些PLC都有192~512kB的程序和数据存储空间、可存储8kB保持储存区、8个直接输入和4个直接输出的端点,最大可扩展到2048个输入输出接点。ILC 1xx型产品让用户能够以低成本获得其标准机械设备的自动化系统。
为了对紧凑型控制器进行编程,我们提供了一个免费使用简化版的编程环境。该软件同样适用于标准机械设备,允许用户使用梯形图(LD)和结构化文本(ST)等编程语言编程,进一步减少所需时间,直观地创建控制器程序。
灵活配置的标准模块和功能模块
由于ILC 1xx可使用具有IP20保护等级的Inline安装套件的I/O模块进行灵活扩展,所有相关的传感器及执行器类型均可以在机械中使用。此外,具有IP65保护等级的分布式I/O模块可实现至外围设备的连接。在这两种情况下,“以插拔代替接线”的连接方式使各站的组建工作更加简单,并缩短了系统安装工时。由于I / O模块小巧的安装尺寸,这个自动化解决方案可以降低成本,有效地适应实际需要的功能。

(自动化产品工程师 张明)