1引言

i-Web一個重要的商業印刷用戶就是來自明尼蘇達州圣路易斯公園的Japs-Olson印刷公司。Japs-Olson生產各種風格和樣式的印刷品，如采用高品質UV涂料的直郵信函廣告、單頁郵寄品（信和信封一體）、帶收條的直郵信函、集成式標簽，等等。精美的設計、高品質的后整理以及個性化提高了最終客戶的響應率，Japs-Olson還致力于降低印刷和直郵廣告的成本。這需要具有最高自動化水平的機器。如圖1所示。

2模塊化機械設計提高了生產靈活性

i-Web為Japs-Olson開發的機器模塊用在印刷品的后整理中，即折疊、切割、打孔、粘合和碼垛。“靈活的機械設計和尖端伺服驅動技術的使用進一步鞏固了i-Web和Japs-Olson之間的關系，我們自上世紀80年代初就已經開始合作。”公司總裁MichaelMurphy說道。“i-Web的機器模塊可以靈活組合，這讓我們能夠根據不斷變化的生產要求快速作出響應。”如圖2所示。

i-web使用先進的伺服驅動技術已經有30年的歷史，公司在2008年遇到了技術瓶頸。總裁BobWilliams解釋說：“使用我們以前的系統，我們只能夠控制有限數量的軸。我們還不得不為我們的I/O和運動控制設備使用兩種不同的現場總線系統。當我們準備開發一個新的運動控制平臺時，我們考慮將運動控制、IO和安全系統集成于同一個總線系統內。”

經過周密的市場分析和調查，i-Web選擇了Beckhoff基于PC和EtherCAT的控制平臺。“EtherCAT的高性能給我們留下了特別深刻的印象。”BobWilliams回憶道。“由于EtherCAT在100毫秒內能夠與多達100個的伺服軸通訊，我們能夠輕松解決先前的有關數據吞吐量和通訊方面的總線系統問題。”Beckhoff美國分公司應用工程師GilbertPeterson闡述道。

3通過EtherCAT實現熱連接功能

在后整理系統中，多個熱連接組必須靈活地共同協作，因為每個機器模塊都必須根據各自的印刷作業組合在一起。因此，能夠以最短的停機時間快速適應新的產品類型成為一個基本要求。“有了EtherCAT和AX5000系列伺服驅動器，我們能夠輕松實現熱連接功能并分別獨控制眾多的運動軸。”BobWilliams解釋說道。“由于裝有TwinCAT自動化軟件的中央工業PC處理整個運動控制系統，我們再也不用在必須更換驅動器時下載記錄。這在機器啟動時是個巨大的優勢。即使非自動化專家現在也可以更換驅動器，只要他們具有標準的電工和維修技能。”

4針對PLC、運動控制和安全技術的集成式平臺

i-Web為其所有生產線都使用了C6920和C6930系列裝有TwinCATNCPTP軟件的工業PC作為PLC和運動控制的自動化平臺。TwinCAT軟件處理所有自動化任務，包括運動控制和熱連接功能。可視化通過各種面板型PC實現，如適合安裝臂安裝的CP72xx系列或適合控制柜安裝的CP67xx系列。

在印刷工藝中，紙張通過多個直驅輥輸送經過i-Web設備。這需要與后整理設備精確同步。用來移動旋轉站、補償器、印刷頭等的步進電機通過緊湊型步進電機I/O端子模塊EL7031和EL7041控制。

EtherCAT在系統安全方面也扮演了關鍵的角色。i-Web借助TwinSAFE組件和SafetyoverEtherCAT協議實現各種緊急停止、互鎖及其它安全相關系統的整合。“TwinSAFEI/O端子模塊讓我們能夠實施更安全的技術。”BobWilliams解釋說道。“這里，EtherCAT端子模塊還提供了如此高的靈活性，我們無需實施一個單獨的安全網絡。”

由于后整理模塊可以靈活地添加到生產線上或從生產線上拆卸下來。因此，每個模塊都必須有自己的安全系統。假如一名員工無意中觸發了“打開防護裝置”這個條件，TwinSAFE可以確保系統安全并以受控的方式停止。必要時，可以為一個單獨的模塊、一個區域甚至整個生產線觸發這種安全模式。

5遠程訪問節省時間和資源

i-Web還利用了遠程維護和故障排除的優點。“基于PC和EtherCAT的控制平臺讓我們能夠很輕松地遠程訪問系統。由于我們已經將整個機器通訊都轉換成EtherCAT，我們可以遠程監控系統的每個組成部分。EtherCAT包括豐富的診斷功能，如無帶寬限制的故障檢測。故障排除時間縮短了至少50％。”BobWilliams描述道。

6精益控制設計也減少了機器占地面積

中央控制系統及其分布式I/O組件也幫助i-Web減少了機器的占地面積。“設備的緊湊設計減少了控制柜中50％的空間要求。這也大大節省了整個工廠的成本和空間。”Williams補充說道。公司能夠還能夠降低其安裝和測試成本，Williams說道：“控制組件安裝所需的時間減少了75%，因為在最后的裝配階段，我們僅需要連接一根電源線、一根空氣管和一根標準的以太網電纜到機器模塊。這讓我們能夠將更多的時間和精力放在客戶的具體應用中，這反過來又鞏固了i-Web作為真正的業內專家的聲譽。”