有些企業(yè)經(jīng)常會被稱為“行業(yè)專家”—究竟什么證明一個公司是真正意義的行業(yè)專家呢？關(guān)鍵在于以下幾個方面：

● 企業(yè)的產(chǎn)品與技術(shù)是否被行業(yè)里頂級用戶所長期采用？

● 是否有針對行業(yè)的特殊硬件設(shè)計？

● 企業(yè)是否有行業(yè)工藝Know-How軟件的積累？

● 您的企業(yè)是這個行業(yè)“朋友圈”的？

以塑料工業(yè)行業(yè)為例，這是一個有著悠久歷史的領(lǐng)域，它的產(chǎn)品涵蓋我們每天生活的方方面面。貝加萊是稱為塑機控制解決方案專家，如何體現(xiàn)這一個角色定位呢？

貝加萊-塑料工業(yè)悠久的歷史

在80年代，貝加萊即開發(fā)了PLC，采用分時多任務(wù)操作系統(tǒng)，并支持BASIC高級語言編程。在當(dāng)年P(guān)LC主要還在邏輯任務(wù)的年代，這非常領(lǐng)先的設(shè)計。90年代的藍色系列還支持C高級語言編程，其實就與早期從事塑料機械這些行業(yè)相關(guān)，包括注塑、擠出、吹膜、流延膜等工藝控制相關(guān)。

塑料粒子經(jīng)過稱重進入螺桿擠出單元，并經(jīng)過加熱熔膠過程，形成流體，并經(jīng)過射膠進入模腔中，進行塑化、保壓、冷卻過程，再開模出來成品。這里包括了在射膠/熔膠過程中的多溫區(qū)控制，以及模具內(nèi)的模溫的控制，塑化、保壓、冷卻過程中的溫度和壓力控制，以及液壓系統(tǒng)的流量和壓力控制等。同樣，擠出、吹瓶等成型過程也均是如此，這使得塑料機械它有幾個特別的需求：

1 高級算法設(shè)計需求：

在不同材料、不同制成品厚度、結(jié)構(gòu)等變化情況下，需要為整個工藝過程進行溫度控制的算法設(shè)計，以及整體的建模—以應(yīng)對材料與工藝的變化。而這個復(fù)雜溫度控制模型的設(shè)計運行，以及在壓力閉環(huán)與切換的算法設(shè)計，就不是當(dāng)時普通專注“Logic”控制的控制器所能勝任的，圖1是貝加萊為注塑機提供的控制系統(tǒng)，它完全滿足塑料工業(yè)對于復(fù)雜算法設(shè)計的特殊需求。

圖1-全電動注塑機及控制系統(tǒng)架構(gòu)

2 高速響應(yīng)需求：

不同于在流程工業(yè)的溫度控制的響應(yīng)，整個注塑、擠出成型過程實際上時間比較短。例如注塑的過程包含機械的合模、射膠進入模腔、塑化、保壓、冷卻、開模—整個過程的時間也非常短，僅數(shù)秒鐘。而這里，又是要完成多個溫度PID調(diào)節(jié)，而溫度控制又是一個大延遲系統(tǒng)，這就對算法的響應(yīng)能力提出了較高的要求。比如需要增加前饋、輸入端的卡爾曼濾波降低過度的調(diào)節(jié)。

3 經(jīng)濟性需求：

塑料工業(yè)很多時候要面向的是大眾消費品市場，因此，它不斷面臨消費市場的成本壓力。這就使得首先，單位時間的產(chǎn)能需求，即，生產(chǎn)效率要求，另一方面需要在材料的節(jié)省、能源的消耗上更多的監(jiān)測與改善。加工企業(yè)才能確保盈利。

因此，貝加萊在塑機行業(yè)有非常悠久的歷史，使得貝加萊了解塑機用戶的需求，以及為行業(yè)開發(fā)特殊的軟硬件解決方案。

贏得全球塑機廠商信任

圖2-貝加萊被行業(yè)頂級用戶所信任

因此，在80年代開始，直到今天，貝加萊都一直活躍在塑料機械的最領(lǐng)先的制造商這里。在1996年進入中國后，也很快被塑鋼門窗、注塑機、擠出機領(lǐng)域的客戶所認同，在1998年即開啟了注塑機領(lǐng)域的本土企業(yè)的合作。

我們?yōu)樾袠I(yè)開發(fā)專用控制器

1 專用的控制器-SmartMOLD 9

早期，貝加萊采用PCC可編程計算機控制器的算法設(shè)計能力，為用戶提供行業(yè)工藝集成的能力。并且，在很多的用戶那里，還提供定制化的HMI設(shè)計，這是因為塑料行業(yè)有很多操作按鍵的需求，以及專業(yè)的塑料機械制造商，他們會有自己針對不同用戶行業(yè)（如電子、制藥、汽車、建筑等）的操作習(xí)慣而設(shè)計的布局，貝加萊因為可以提供HMI定制，也為塑料工業(yè)的大廠所青睞。在2008年左右，貝加萊即結(jié)合本地用戶需求開發(fā)了SmartMold 88系列的控制器，它將I/O板和HMI操作集成，并內(nèi)嵌了注塑機所需的各種工藝、操作功能。

在2016年開始，貝加萊繼續(xù)升級SmartMold 88到SmartMold 9-它將結(jié)合了更為領(lǐng)先的Web技術(shù)架構(gòu)，使得其可以針對不同規(guī)格尺寸的HMI，并采用更為直觀的設(shè)計，讓操作變得更為簡單。其程序架構(gòu)支撐多種機型如油壓、電液、全電、立式等多種機型。

圖2-貝加萊SmartMOLD 9注塑機控制器

SmartMOLD 9在嵌入行業(yè)工藝同時，還保持了“開放性”—能夠為用戶仍然保持在“個性化”的設(shè)計方面的便利。以達到在不同的行業(yè)的差異化—但是，這些都基于已有的框架，用戶僅通過配置即可實現(xiàn)。

2 壁厚控制器

在中空吹瓶中，壁厚是一個非常關(guān)鍵的技術(shù)-由于塑料材料的自重，使得整個吹瓶過程中的厚度比較難以均勻。

壁厚控制主要是在橫向和縱向提供圖形算法的設(shè)計。貝加萊通過貝塞爾或樣條差值方式，提供在整個瓶胚上的壁厚算法。

壁厚對于閥的控制，包括比例換向閥、伺服閥等多種場景都有著非常高的算法設(shè)計。其PID控制過程需要較好的線性化處理，以達到平滑而又快速的響應(yīng)。

圖3-壁厚控制畫面

除此之外，在液壓控制、伺服泵等，均有硬件支撐的解決方案。

是否了解行業(yè)用戶需求

要證明你是個行業(yè)專家，你得特別了解行業(yè)的需求。并且，特別要注意，你在這里將扮演的角色是“自動化顧問”，即，利用你在控制領(lǐng)域的豐富經(jīng)驗，以及工程能力，與您的伙伴，注塑機、擠出、軟包印刷的用戶，他們精通機械、材料與工藝。服務(wù)于“生產(chǎn)企業(yè)”或稱為“終端用戶”。即，在這個合作中，大家的共同目標(biāo)，就是要為用戶，因此，必須是“用戶視角”的聯(lián)合創(chuàng)新。自動化企業(yè)，將作為機械制造商的顧問專家，來一起參與機電工程開發(fā)，來解決產(chǎn)業(yè)難題。

我們從用戶視角來看，貝加萊如何提供解決方案的？

 如何節(jié)省用戶的材料成本？ 

在塑料工業(yè)中，由于是個長期、大規(guī)模的生產(chǎn)，材料的消耗將成為運營成本的大頭，而貝加萊為塑料工業(yè)提供了多個場景中的材料節(jié)省的控制設(shè)計。

1 壁厚控制: 針對擠吹、注吹工藝均可實現(xiàn)壁厚控制；

2 稱重算法: 更為精準(zhǔn)的給料，滿足品質(zhì)前提下的最小材料消耗；

3 米重算法: 在擠出中通過米重控制，改善牽伸速度，以確保品質(zhì)前提下的最小材料消耗。

4 配方記憶: 在軟包裝印刷機中，通過配方記憶可以同樣降低開機浪費，使得材料消耗更小。

 如何實現(xiàn)生產(chǎn)中的節(jié)能？ 

在塑料工業(yè)，因為屬于加熱成型工藝方法，因此，能源消耗就會成為大頭，因此，貝加萊在塑料工業(yè)有對應(yīng)的節(jié)能應(yīng)對策略：

1 伺服泵控制：針對油壓注塑機，提供伺服泵的P/Q控制算法庫；

2 溫度控制：在溫度控制算法中，貝加萊的節(jié)能是多個維度的，包括采用前饋控制、卡爾曼濾波降低在輸入端的干擾避免不必要的頻繁調(diào)節(jié)，在溫度曲線的嚴格斜坡跟蹤能力、多溫區(qū)的解耦、對沖避免內(nèi)耗等非常細節(jié)上的算法設(shè)計，它使得貝加萊的溫度控制不僅確保制成品品質(zhì)。同時，它還是一個節(jié)能系統(tǒng)。如圖4所示-智能控制針對塑機節(jié)能而設(shè)計的功能。如圖4所示為貝加萊溫控功能設(shè)計。

圖-貝加萊智能溫度控制為塑機提供節(jié)能設(shè)計

3 全電動技術(shù):  在注塑、吹瓶等貝加萊也提供了全電動的注塑機、全電動的吹瓶機，ACOPOSmulti、ACOPOS P3的伺服驅(qū)動器，本身就具有領(lǐng)先行業(yè)的高能效比的驅(qū)動系統(tǒng)。

 如何提高生產(chǎn)效率？

塑料的成型工藝是一個非常難的地方在于，它是一個離散裝備，但其工藝過程又是個延遲系統(tǒng)。因此，它必須不斷地優(yōu)化，以讓其整體節(jié)拍可以被有效降低。

1 高速射膠閉環(huán)：對于SmartMOLD 9可以支持400μS級的閉環(huán)控制任務(wù)，這使得可以在極高的響應(yīng)下控制熔膠/射膠過程。

2 高速溫度控制：即使溫度是個大延遲，并且在模腔內(nèi)多段溫度曲線，但mappTemperature仍然可以讓溫度控制既精準(zhǔn)又快速。通過前饋、濾波算法，以及基于歷史數(shù)據(jù)的分析，都可以改善這個響應(yīng)能力。

3 智能開合模:  通過機器學(xué)習(xí)的方式，將整個開合模過程，達到平滑的運動控制過程，又能收斂到整個節(jié)拍更快。

圖5-流延線的控制功能

圖5薄膜線牽扯到溫度控制、薄膜的張力等控制功能，由基礎(chǔ)的mapp模塊針對薄膜進行配置。

 如何提高設(shè)備壽命? 

機器的壽命，通常會與機械系統(tǒng)的“平滑”有關(guān)，但是平滑的話，又與效率沖突。因此，在系統(tǒng)里，如何能夠做到“既平滑”、“又高效”。貝加萊的ACOPOSmulti伺服驅(qū)動系統(tǒng)，已經(jīng)在塑料領(lǐng)域被證明是非常厲害的。

1 運動控制中的SPT智能路徑技術(shù)

ACOPOS系列驅(qū)動系統(tǒng)，它可以支持較高階的曲線設(shè)計，在開合模、張力同步控制等過程中。其曲線可以達到5階的函數(shù)表達—其實，在同樣達到速度同步、定位精度的情況下，專業(yè)的運動控制還能做到機械沖擊小，這意味著像絲杠、螺桿這些的壽命就會比預(yù)定的更長。

2 預(yù)測性維護技術(shù)

圖6-預(yù)測性維護技術(shù)架構(gòu)

如圖6所示的預(yù)測性維護，預(yù)測性維護是基于機器學(xué)習(xí)方法來實現(xiàn)的機器健康狀態(tài)監(jiān)測技術(shù)。它主要起到的作用在于預(yù)警機器潛在故障，并制定計劃停機，并有效確保機器整體的壽命延長。

 如何滿足數(shù)字化管理需求？ 

隨著機器越來多的聯(lián)網(wǎng)需求，以及生產(chǎn)管理的MES/ERP集成需求。貝加萊在控制器中內(nèi)嵌了OPC UA | EUROMAP支持，它可以支持：

1 塑料機械與MES系統(tǒng)間的交互；

2 注塑機與機器人的交互；

3 注塑機與輔機的交互；

另外，mapp的很多功能也還支持用戶快速的將機器集成到數(shù)字化系統(tǒng)中：

mappReport，可以讓機器生成報表；

mappOEE，統(tǒng)計設(shè)備的OEE參數(shù)被調(diào)用；

mappEnergy，統(tǒng)計機器的能源數(shù)據(jù)給管理系統(tǒng)；

mappAudit，在制藥行業(yè)，機器可以提供符合FDA 21CFT part 11的電子簽名認證；

總之，貝加萊為塑料工業(yè)提供了各個維度的，滿足其特殊需求的軟硬件設(shè)計。這些都基于貝加萊在長期的塑料工業(yè)伙伴合作中，為產(chǎn)業(yè)所提供的專家?guī)臁９┯脩糸_發(fā)工程師快速的應(yīng)用系統(tǒng)搭建。