罗克韦尔自动化运动集成控制方案帮助用户减少75%的接线时间和50%的编程时间

该解决方案帮助OEM设备制造商－青岛高校软控公司在15天内就完成了轮胎成型机的安装和调试

背景

随着近十年来我国经济的高速发展，特别是在公路基础建设领域，全国通车里程已经超过130万公里，其中高速公路达到两万公里，通车总里程仅次于美国，跃居世界第二。

随着公路建设的发展，我国对汽车的需求也日趋增长。近几年来，我国的私家车市场已经成为全球增长最迅速的汽车市场。随着公路质量的提高，汽车运输业也得到了发展。同时，由于我国不断加大对基础建设的投入，对混凝土搅拌车、起重机等特种车辆的需求也不断增加。

特种汽车生产厂家已经瞄准了利润丰厚却仍处于萌芽阶段的国内重型车辆市场。这给生产厂家提出了更高的要求，需要为重型车辆提供承重能力强、安全可靠的轮胎。为了能够更快地生产出高质量的轮胎，厂商希望青岛高校软控公司为他们提供经济实用的解决方案。

青岛高校软控股份有限公司成立于1994年，专门为轮胎制造厂商提供子午线轮胎成型设备，在中国大陆的OEM轮胎成型设备中占有20～25%的市场，其最终用户包括杭州朝阳、河南风神、辽宁浪马、山东金宇、恒丰、赛轮、黄海、平度光明等轮胎制造商。

挑战

轮胎制造分为三个基本步骤：第一步，制造轮胎的部件。在这一步需要将不同种类的橡胶以及不同的油、染料、添加剂混合在一起，制造出轮胎的不同部件，包括衬垫、边缘和轮胎面。同时，还需要生产其它部件，包括轮胎所需的钢带等；接下来，需要通过轮胎成型设备将轮胎的各个部件组装起来；最后，经过加热硫化处理，对轮胎的部件进行固定。为了帮助轮胎生产厂商赢得竞争激烈的重型车辆轮胎市场，青岛高校软控公司致力于生产价格合理、可靠性高的轮胎成型设备，用于生产全钢丝载重子午线轮胎。

起初，青岛高校软控公司采用传统的运动控制方法，并将其集成到轮胎成型设备中。在一个典型的轮胎成型设备中，往往包含多个轴的伺服运动控制，控制系统最主要的任务就是要确保各个伺服电机在生产过程中同步协调运行。采用一台可编程控制器用于顺序控制，每个轴需要通过18对离散量I/O接线来建立可编程控制器与伺服电机之间的连接。同时，所采用的第三方运动控制模块及其编程软件也增加了系统的复杂程度。由此建立起来的运动控制系统，无论是接线，还是编程，都十分复杂。

在使用传统的运动控制方法时，青岛高校软控公司需要花费近四周的时间来完成轮胎成型设备的接线、检查和测试，还需要两个月的时间来对其进行编程。另外，现场安装和调试时间也长达20～30天。在市场对全钢丝载重子午线轮胎的需求高峰时期，用户希望该公司能够尽快将轮胎成型设备交付使用。为此，青岛高校软控公司需要寻求一种更为快捷的方法，将运动控制系统集成到设备中，更快地产品投放市场，满足用户迫切的需要。

解决方案

多年来，青岛高校软控公司一直采用罗克韦尔自动化的集成架构控制系统解决方案，并在多种应用项目中取得了成功。现在，他们将罗克韦尔自动化的运动控制解决方案引入到轮胎成型设备中，以其高精度的定位性能来满足用户的苛刻要求。

罗克韦尔自动化推荐该公司采用全套的运动控制集成解决方案，包括Allen-Bradley ControlLogix控制器、Allen-Bradley Kinetix 6000多轴伺服驱动器和Allen-Bradley Ultra3000全数字伺服电机，并采用DeviceNet网络进行控制，编程软件为罗克韦尔软件公司出品的RSLogix 5000。

传统的运动控制系统要求多个控制器参与控制，并需要与之对应的编程软件包。然而，基于Kinetix的运动控制集成解决方案将顺序控制和运动控制功能集成在单一的控制平台和编程软件中完成。在ControlLogix控制器和RSLogix 5000编程软件中已经嵌入了运动控制功能，并通过SERCOS（串行光纤链路）接口将多个Kinetix 6000伺服驱动器和Ultra3000伺服电机紧密集成在一起。

SERCOS接口通过光纤链路将控制器与伺服驱动机连接在一起，不再需要为每个轴的控制连接18对离散量I/O。与此同时，Kinetix运动控制系统采用了Power Rail有源背板，更加方便模块的安装，避免了繁杂的电源线、逻辑控制线的连接。

在系统设计和安装完成之后，罗克韦尔自动化指派华章自动化公司对OEM设备提供技术支持和培训服务。同时，由罗克韦尔自动化直接对青岛高校软控公司提供运动控制系统培训和现场服务。

成效
由于采用了基于Kinetix的运动集成控制解决方案，青岛高校软控公司的设备交付时间大为缩短，同时设备成本也得到降低。在SERCOS接口及Power Rail的帮助下，为青岛高校软控公司减少了75%的接线时间－从原来需要四个星期的工作减少到一个星期；由于采用了单一的编程开发软件－RSLogix 5000，使得顺序控制和运动控制能够更好地集成在一起，由此节省了50%的编程时间——从原来需要两个月，缩短到一个月就可以完成。

更为重要的是，帮助了像青岛高校软控公司一样的OEM设备制造商显著地缩短了设备的安装、调试时间。在使用传统运动控制系统时，青岛高校软控公司往往需要在最终用户的车间里花费30天的时间对其轮胎成型设备进行安装和调试。在采用运动集成控制系统之后，10～15天就可能完成这一工作。

青岛高校软控公司还计划在ControlLogix控制器上加装一个以太网通讯模块，将车间现场的设备与用户的ERP系统集成在一起，在真正意义上实现“从车间到管理层”的信息集成，将我国的轮胎制造业装备水平提升到一个新的高度。