应用案例 | 基于 PC 的控制技术在贝森朵夫钢琴厂喷漆车间中的应用

　　坐落于维也纳新城的奥地利钢琴制造商贝森朵夫是世界上最古老和最著名的豪华钢琴制造商之一。贝森朵夫选择了奥地利制造商 Berkmann 的现代化喷漆车间，以大幅降低其三角钢琴喷漆能耗。新车间不仅优化了工艺流程，其优质的漆面品质也进一步提升，还将能耗降低了 75%，同时采用倍福基于 PC 的控制技术实现高效控制、可视化和照明。

　　倍福控制技术助力提高设备设计自由度

　　Berkmann Lackieranlagen 喷漆车间的工艺流程基于全新的设计方案，其中，内部装有通风装置、过滤系统以及热回收和发电系统的设备控制中心，与工厂厂房分开安置在一栋建筑物内。“我们的工作流程因此得到了优化，喷漆表面质量有了显著提升。同时，生产过程中的不良品率也明显降低，并且由于污染减少，质量得到了更大的提高。” 贝森朵夫公司技术和制造总监 Thomas Broukal 说道。这种全新的、模块化的车间设计方案建立在倍福基于 PC 和 EtherCAT 的控制技术基础之上，它能够轻松地覆盖超远距离。

　　车间内安装的倍福 CP690x 控制面板可以使用基于 HTML5 的 TwinCAT 人机界面实现喷漆车间可视化和控制。

　　所有技术系统整合在同一台 PC上

　　— 集成式软件涵盖每一个功能

　　控制喷漆室的供气或排气温度、风速和风量并非易事：若有确保清漆层的高品质，既需要有超高精度，又需要保持物理参数不变。喷漆车间的中央控制系统由一台 C6015 超紧凑型工业 PC、EtherCAT 通信系统、模拟量和数字量 EtherCAT 端子模块，以及一台 TwinCAT 3 PLC 构成。TwinCAT HMI 可视化系统在 CP690x 经济型控制面板上运行。

　　可持续性和成本效益

　　车间通过使用 TwinCAT Controller Toolbox 进行智能温度控制，使用井水进行冷却，并对喷漆作业区排放的废气进行热回收，显著节约了能源。在使用这些方法对空气进行了预处理后，剩下的就是让车间达到喷漆过程所需的室温。如果高动态的 250 kW 燃木加热设备不能维持实际温度，就会启动城市集中供热。“尤其在天气寒冷的季节，新车间在节能方面体现了巨大的优势。我们通过热回收不仅节省了 75% 的供暖费用，而且还减少了 75% 的碳排放量。我们每小时需要加热 7 万立方米的空气，意味着每小时可以节约数百千瓦时的能源。”Thomas Broukal 解释道。

　　Berkmann Lackieranlagen 公司销售&技术总监 Rainer Berkmann;贝森朵夫公司技术和制造总监 Thomas Broukal;以及 Berkmann Lackieranlagen 公司技术部经理 Ralph Schmoll(从左至右)。

　　开放和模块化的控制技术确保提高灵活性

　　由于设备控制中心与喷漆作业区分离，控制柜之间的距离长达 60 米。我们只需使用光纤和 EtherCAT 通信协议即可实现所有设备联网。“这一设计上的修改只需要使用 CU1521 介质转换器和 EK1501 多模光纤 EtherCAT 耦合器这两个模块，再加上在软件上做一些极小的调整即可。” Berkmann Lackieranlagen 公司技术经理 Ralph Schmoll 说道。“基于 PC 的控制技术的最大优势就在于它的这种灵活性，用户可以随时在控制系统中添加任意数量的附加功能。”

　　车间投入使用的过程中，客户在电能测量和照明方面反复多次更改和增加了功能，因此也需要相应调整控制方案。总的来说，在最终版本的控制系统中，安装的 I/O 端子模块数量比最初计划多了 2.5 倍。

　　操作界面人性化

　　车间通过喷漆室外的 CP690x 控制面板进行控制。可视化则通过基于 HTML5 的 TwinCAT HMI 软件实现。通过这种网 Web 技术即可在公司内使用任何一台 PC 或移动设备通过简单的 Web 浏览器访问车间。喷漆技术员可以从预安装功能中进行选择，整层的照明可以通过倍福面板控制。同时还整合了报警和趋势记录，用于实现优化和执行喷漆车间维护等任务。操作人员也可以对喷漆过程直接进行干预，相比之前的车间有着巨大的优势。