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费斯托引领气动技术数字化转型 助力中国智能制造2025

暮里2017费斯托全球媒体大会2017/07/04

智东西(公众号:zhidxcom) 文 | Zhang Wenjun 当今世界日新月异,物联网与数字化技术飞速 […]

智东西(公众号:zhidxcom)

文 | Zhang Wenjun

当今世界日新月异,物联网与数字化技术飞速发展,正在深刻地改变着我们的一切,并为全球制造业带来新的挑战与机遇。我们需要更快的速度、更高的灵活性、更好的质量、更优的效率、更安全的信息与机器,来满足人类日益增长的大批量快速定制化产品与服务需求。由此上升为国家战略,例如德国工业4.0与中国智能制造2025。

气动技术(气压传动与控制)具有高能效、低成本、绿色安全、易维护等优点,与电气控制、网络化、信息化等技术相结合,随着工业2.0工业3.0智能制造在中国的不断推进,将会在自动化工厂中得到越来越广泛与深入的应用。然而,气动技术发展至今历史悠久,目前同样面临着物联网与数字化转型升级的挑战,必将迎来一场变革。

作为一家拥有近百年历史的德国家族企业,FESTO已经成为全球领先的气动技术厂商、运动控制专家、工业培训市场领袖,同时衍生出世界领先的仿生科技,为工业自动化带来无限灵感。FESTO致力于满足不同行业(例如汽车制造、电子与轻型装配、食品饮料包装、过程控制等领域)的智能制造需求,不断为客户提供优化、创新、定制化的气动、电动产品与技术解决方案,以及培训、咨询、节能、应用合作等服务,力求成为最具创新力、最具价值、最可靠的自动化技术合作伙伴。而现在,FESTO已经为这场即将到来的气动变革做好了准备!

Festo Motion Terminal开启气动技术数字化转型之旅

通过不断探索与开发,FESTO在2017年德国汉诺威国际工业博览会上,向全世界展示了Festo Motion Terminal数字控制终端(简称VTEM),第一次正式地将物联网与数字化的转型变革,开始真正落实到了传统气动技术领域。VTEM代表着未来气动技术的发展趋势,与FESTO经典的CPX电气模块产品组合,使用户可以体验到一款全新的数字化气动与电动融合的运动控制器平台CPX/VTEM(如图1所示)。

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图1:Festo Motion Terminal概览

Festo Motion Terminal融合了机械元件、电子元件和软件,具备了模块化、智能化、多功能化、集成化、网络化、信息化等特性,将一款气动产品真正转变成面向智能制造与工业4.0。用户可以通过APP更改参数轻松切换各种气动功能,自适应各种新的工艺参数;VTEM控制器配合阀片内外集成的智能传感器,通过数字化CPS接口与界面,帮助用户轻松实现自动化控制、诊断与机器自我学习,从而真正实现柔性生产。

Festo Motion Terminal变革1:一种气动阀,实现多种功能的深度集成与融合

VTEM集成了世界上第一种可编程与APP控制,顺应工业4.0气动控制理念的阀片。得益于创新的压电技术、嵌入式传感器、桥式阀气路、运动控制软件等巧妙设计,这种阀片集成与融合了至少50多种单个元器件的功能(如图2所示),真正实现了“一阀多用”,能够满足未来高度灵活和自适应的气动自动化控制要求,因此使气动技术更易于使用,用途更广泛,灵活性更强。

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图2:VTEM阀片内多种功能的集成与融合

Festo Motion Terminal变革2:气动信息物理系统(CPS)数字化与智能化

VTEM控制器是世界上第一种真正的气动技术的信息物理系统(CPS),实现了气动阀的数字化与智能化,并通过CPX电气模块融入物联网。用户可通过各种PLC技术(例如CPX嵌入式控制器或远程IO模式)、工业物联网协议(例如PROFINET与OPC-UA)与WEB技术对VTEM进行参数设置。VTEM内部集成了嵌入式FPGA芯片,用于分散型智能控制多功能集成阀片;并集成了中央处理器,用于运行不断开发中的各种运动控制程序APP(如图3所示),目前可提供10种功能:从最基本的可选功能换向阀到多种节能运行模式、从比例压力方向控制到各种模型化运动曲线,所有这些功能都是基于相同的VTEM硬件来实现的。

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图3:VTEM控制器CPS数字化与运动控制程序APP

Festo Motion Terminal助力中国智能制造2025

采用例如VTEM的气动技术数字化方案,开发者只需要在基本型的机器上,根据客户的定制化要求,再额外选择一些相关的APP,就可以赋予机器更多不同的功能和特性;对于编程者而言,因为从外部无从得知内部的阀在执行哪些功能,所以通过软件分配功能既可以防止篡改,又能保护知识产权;维护人员的工作也得到简化,不再需要冗长的备件和易损件清单。以上所有收益,都极大地降低了项目的设计、规划、工程、制造、服务的成本和复杂性,设备的安装空间也得以节省多达65%,因此真正提高了各种效能,真正降低了企业的运营成本,激活自动化潜力提高竞争力。

综上所述,当气动技术实现数字化转型,有助于我们缩短产品项目周期、降低运营成本TCO、提高生产效率、提升产品质量、降低资源能源消耗。这与当前中国以创新驱动为主题,以两化融合为发展主线,以智能制造为主攻方向,推进企业向数字化、网络化与智能化转型的国家战略,是完全匹配的。因此,FESTO有信心、有能力与各位一起实现气动技术的数字化转型,为了中国智能制造2025的伟大目标而共同努力。