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什么是行业专家?
来源: 贝加莱工业自动化 时间:2025-07-22点击:190

有些企业经常会被称为“行业专家”—究竟什么证明一个公司是真正意义的行业专家呢?关键在于以下几个方面:

 

● 企业的产品与技术是否被行业里顶级用户所长期采用?

● 是否有针对行业的特殊硬件设计?

● 企业是否有行业工艺Know-How软件的积累?

● 您的企业是这个行业“朋友圈”的?


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以塑料工业行业为例,这是一个有着悠久历史的领域,它的产品涵盖我们每天生活的方方面面。贝加莱是称为塑机控制解决方案专家,如何体现这一个角色定位呢?

 

贝加莱-塑料工业悠久的历史

 

在80年代,贝加莱即开发了PLC,采用分时多任务操作系统,并支持BASIC高级语言编程。在当年PLC主要还在逻辑任务的年代,这非常领先的设计。90年代的蓝色系列还支持C高级语言编程,其实就与早期从事塑料机械这些行业相关,包括注塑、挤出、吹膜、流延膜等工艺控制相关。

 

塑料粒子经过称重进入螺杆挤出单元,并经过加热熔胶过程,形成流体,并经过射胶进入模腔中,进行塑化、保压、冷却过程,再开模出来成品。这里包括了在射胶/熔胶过程中的多温区控制,以及模具内的模温的控制,塑化、保压、冷却过程中的温度和压力控制,以及液压系统的流量和压力控制等。同样,挤出、吹瓶等成型过程也均是如此,这使得塑料机械它有几个特别的需求:

 

1 高级算法设计需求:


在不同材料、不同制成品厚度、结构等变化情况下,需要为整个工艺过程进行温度控制的算法设计,以及整体的建模—以应对材料与工艺的变化。而这个复杂温度控制模型的设计运行,以及在压力闭环与切换的算法设计,就不是当时普通专注“Logic”控制的控制器所能胜任的,图1是贝加莱为注塑机提供的控制系统,它完全满足塑料工业对于复杂算法设计的特殊需求。

 

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图1-全电动注塑机及控制系统架构

 

2 高速响应需求:


不同于在流程工业的温度控制的响应,整个注塑、挤出成型过程实际上时间比较短。例如注塑的过程包含机械的合模、射胶进入模腔、塑化、保压、冷却、开模—整个过程的时间也非常短,仅数秒钟。而这里,又是要完成多个温度PID调节,而温度控制又是一个大延迟系统,这就对算法的响应能力提出了较高的要求。比如需要增加前馈、输入端的卡尔曼滤波降低过度的调节。

 

3 经济性需求:


塑料工业很多时候要面向的是大众消费品市场,因此,它不断面临消费市场的成本压力。这就使得首先,单位时间的产能需求,即,生产效率要求,另一方面需要在材料的节省、能源的消耗上更多的监测与改善。加工企业才能确保盈利。

因此,贝加莱在塑机行业有非常悠久的历史,使得贝加莱了解塑机用户的需求,以及为行业开发特殊的软硬件解决方案。


赢得全球塑机厂商信任


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图2-贝加莱被行业顶级用户所信任

 

因此,在80年代开始,直到今天,贝加莱都一直活跃在塑料机械的最领先的制造商这里。在1996年进入中国后,也很快被塑钢门窗、注塑机、挤出机领域的客户所认同,在1998年即开启了注塑机领域的本土企业的合作。

 

我们为行业开发专用控制器

 

1 专用的控制器-SmartMOLD 9

早期,贝加莱采用PCC可编程计算机控制器的算法设计能力,为用户提供行业工艺集成的能力。并且,在很多的用户那里,还提供定制化的HMI设计,这是因为塑料行业有很多操作按键的需求,以及专业的塑料机械制造商,他们会有自己针对不同用户行业(如电子、制药、汽车、建筑等)的操作习惯而设计的布局,贝加莱因为可以提供HMI定制,也为塑料工业的大厂所青睐。在2008年左右,贝加莱即结合本地用户需求开发了SmartMold 88系列的控制器,它将I/O板和HMI操作集成,并内嵌了注塑机所需的各种工艺、操作功能。

在2016年开始,贝加莱继续升级SmartMold 88到SmartMold 9-它将结合了更为领先的Web技术架构,使得其可以针对不同规格尺寸的HMI,并采用更为直观的设计,让操作变得更为简单。其程序架构支撑多种机型如油压、电液、全电、立式等多种机型。

 

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图2-贝加莱SmartMOLD 9注塑机控制器

 

SmartMOLD 9在嵌入行业工艺同时,还保持了“开放性”—能够为用户仍然保持在“个性化”的设计方面的便利。以达到在不同的行业的差异化—但是,这些都基于已有的框架,用户仅通过配置即可实现。

 

2 壁厚控制器


在中空吹瓶中,壁厚是一个非常关键的技术-由于塑料材料的自重,使得整个吹瓶过程中的厚度比较难以均匀。

 

壁厚控制主要是在横向和纵向提供图形算法的设计。贝加莱通过贝塞尔或样条差值方式,提供在整个瓶胚上的壁厚算法。

 

壁厚对于阀的控制,包括比例换向阀、伺服阀等多种场景都有着非常高的算法设计。其PID控制过程需要较好的线性化处理,以达到平滑而又快速的响应。


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图3-壁厚控制画面

 

除此之外,在液压控制、伺服泵等,均有硬件支撑的解决方案。

 

是否了解行业用户需求

 

要证明你是个行业专家,你得特别了解行业的需求。并且,特别要注意,你在这里将扮演的角色是“自动化顾问”,即,利用你在控制领域的丰富经验,以及工程能力,与您的伙伴,注塑机、挤出、软包印刷的用户,他们精通机械、材料与工艺。服务于“生产企业”或称为“终端用户”。即,在这个合作中,大家的共同目标,就是要为用户,因此,必须是“用户视角”的联合创新。自动化企业,将作为机械制造商的顾问专家,来一起参与机电工程开发,来解决产业难题。

我们从用户视角来看,贝加莱如何提供解决方案的?

 

 如何节省用户的材料成本? 

 

在塑料工业中,由于是个长期、大规模的生产,材料的消耗将成为运营成本的大头,而贝加莱为塑料工业提供了多个场景中的材料节省的控制设计。


1 壁厚控制: 针对挤吹、注吹工艺均可实现壁厚控制;

2 称重算法: 更为精准的给料,满足品质前提下的最小材料消耗;

3 米重算法: 在挤出中通过米重控制,改善牵伸速度,以确保品质前提下的最小材料消耗。

4 配方记忆: 在软包装印刷机中,通过配方记忆可以同样降低开机浪费,使得材料消耗更小。

 

 如何实现生产中的节能? 


在塑料工业,因为属于加热成型工艺方法,因此,能源消耗就会成为大头,因此,贝加莱在塑料工业有对应的节能应对策略:


1 伺服泵控制:针对油压注塑机,提供伺服泵的P/Q控制算法库;

2 温度控制:在温度控制算法中,贝加莱的节能是多个维度的,包括采用前馈控制、卡尔曼滤波降低在输入端的干扰避免不必要的频繁调节,在温度曲线的严格斜坡跟踪能力、多温区的解耦、对冲避免内耗等非常细节上的算法设计,它使得贝加莱的温度控制不仅确保制成品品质。同时,它还是一个节能系统。如图4所示-智能控制针对塑机节能而设计的功能。如图4所示为贝加莱温控功能设计。


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图-贝加莱智能温度控制为塑机提供节能设计

 

3 全电动技术:  在注塑、吹瓶等贝加莱也提供了全电动的注塑机、全电动的吹瓶机,ACOPOSmulti、ACOPOS P3的伺服驱动器,本身就具有领先行业的高能效比的驱动系统。

 

 如何提高生产效率?

 

塑料的成型工艺是一个非常难的地方在于,它是一个离散装备,但其工艺过程又是个延迟系统。因此,它必须不断地优化,以让其整体节拍可以被有效降低。

 

1 高速射胶闭环:对于SmartMOLD 9可以支持400μS级的闭环控制任务,这使得可以在极高的响应下控制熔胶/射胶过程。

 

2 高速温度控制:即使温度是个大延迟,并且在模腔内多段温度曲线,但mappTemperature仍然可以让温度控制既精准又快速。通过前馈、滤波算法,以及基于历史数据的分析,都可以改善这个响应能力。

 

3 智能开合模:  通过机器学习的方式,将整个开合模过程,达到平滑的运动控制过程,又能收敛到整个节拍更快。


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图5-流延线的控制功能

 

图5薄膜线牵扯到温度控制、薄膜的张力等控制功能,由基础的mapp模块针对薄膜进行配置。

 

 如何提高设备寿命? 

 

机器的寿命,通常会与机械系统的“平滑”有关,但是平滑的话,又与效率冲突。因此,在系统里,如何能够做到“既平滑”、“又高效”。贝加莱的ACOPOSmulti伺服驱动系统,已经在塑料领域被证明是非常厉害的。

 

1 运动控制中的SPT智能路径技术


ACOPOS系列驱动系统,它可以支持较高阶的曲线设计,在开合模、张力同步控制等过程中。其曲线可以达到5阶的函数表达—其实,在同样达到速度同步、定位精度的情况下,专业的运动控制还能做到机械冲击小,这意味着像丝杠、螺杆这些的寿命就会比预定的更长。

 

2 预测性维护技术


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图6-预测性维护技术架构

 

如图6所示的预测性维护,预测性维护是基于机器学习方法来实现的机器健康状态监测技术。它主要起到的作用在于预警机器潜在故障,并制定计划停机,并有效确保机器整体的寿命延长。

 

 如何满足数字化管理需求? 

 

随着机器越来多的联网需求,以及生产管理的MES/ERP集成需求。贝加莱在控制器中内嵌了OPC UA | EUROMAP支持,它可以支持:


1 塑料机械与MES系统间的交互;

2 注塑机与机器人的交互;

3 注塑机与辅机的交互;

 

另外,mapp的很多功能也还支持用户快速的将机器集成到数字化系统中:

 

mappReport,可以让机器生成报表;

 

mappOEE,统计设备的OEE参数被调用;

 

mappEnergy,统计机器的能源数据给管理系统;

 

mappAudit,在制药行业,机器可以提供符合FDA 21CFT part 11的电子签名认证;

 

总之,贝加莱为塑料工业提供了各个维度的,满足其特殊需求的软硬件设计。这些都基于贝加莱在长期的塑料工业伙伴合作中,为产业所提供的专家库。供用户开发工程师快速的应用系统搭建。


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