德國 f | glass 公司致力於生產優質的平板玻璃，位於德國Osterwedding 市的先進生產廠可日產平板玻璃700 噸。除普通玻璃外，該公司還生產諸如安全玻璃或塗層玻璃等特種產品
，用於門窗隔熱和光伏發電行業等。德國f | glass 公司的玻璃塗層生產線自動化解決方案由德國iSATT 公司提供，采用了德國倍福公司先進的控製技術。

作為荷蘭太陽能玻璃製造商 Scheutern 公司和德國Interpane 公司的合資企業，德國 f | glass 公(gong)司(si)是(shi)玻(bo)璃(li)生(sheng)產(chan)與(yu)光(guang)伏(fu)組(zu)件(jian)製(zhi)造(zao)領(ling)域(yu)的(de)領(ling)先(xian)製(zhi)造(zao)商(shang)
，有(you)著(zhe)多(duo)年(nian)的(de)經(jing)驗(yan)和(he)專(zhuan)業(ye)技(ji)術(shu)
，並(bing)擁(yong)有(you)最(zui)先(xian)進(jin)的(de)生(sheng)產(chan)設(she)施(shi)和(he)尖(jian)端(duan)的(de)生(sheng)產(chan)工(gong)藝(yi)。其(qi)塗(tu)層(ceng)工(gong)藝(yi)方(fang)麵(mian)的(de)技(ji)術(shu)實(shi)力(li)源(yuan)自(zi)於(yu)德(de)國(guo)Interpane 開發與谘詢公司，該公司一直專注於平板玻璃特殊塗層的應用工程
、塗層工藝、機械製造以及工廠工程等方麵。高度複雜的塗層工藝可生產加工麵積約 180m ×6 m 的平板玻璃。塗層生產線的初始端和末端分別是玻璃板的裝載與卸載單元，通過滾筒傳送帶與玻璃生產線耦合。可對尺寸高達 7 x 3.30 m (23 x10.8-英尺)的平板玻璃進行塗層加工。

先進的塗層技術

噴濺塗覆法是德國Interpane 公(gong)司(si)近(jin)幾(ji)年(nian)所(suo)采(cai)用(yong)的(de)塗(tu)層(ceng)技(ji)術(shu)，可(ke)在(zai)真(zhen)空(kong)環(huan)境(jing)中(zhong)進(jin)行(xing)連(lian)續(xu)的(de)塗(tu)層(ceng)處(chu)理(li)。玻(bo)璃(li)從(cong)進(jin)料(liao)口(kou)開(kai)始(shi)通(tong)過(guo)一(yi)係(xi)列(lie)操(cao)作(zuo)間(jian)，經(jing)由(you)傳(chuan)送(song)室(shi)進(jin)入(ru)真(zhen)正(zheng)的(de)塗(tu)層(ceng)工(gong)作(zuo)區(qu)——濺射室。濺射室的氣壓低至 10-3 mba，幾乎相當於真空環境。為使塗層均勻
，玻璃會在工裝夾具的導向下勻速運動。

在(zai)噴(pen)濺(jian)塗(tu)覆(fu)過(guo)程(cheng)中(zhong)，真(zhen)空(kong)環(huan)境(jing)的(de)陰(yin)極(ji)和(he)陽(yang)極(ji)之(zhi)間(jian)會(hui)施(shi)加(jia)以(yi)高(gao)電(dian)壓(ya)以(yi)獲(huo)取(qu)等(deng)離(li)子(zi)。然(ran)後(hou)
，將(jiang)惰(duo)性(xing)氣(qi)體(ti)氬(ya)氣(qi)灌(guan)入(ru)濺(jian)射(she)室(shi)。當(dang)氬(ya)氣(qi)分(fen)子(zi)與(yu)濺(jian)射(she)室(shi)中(zhong)的(de)電(dian)子(zi)發(fa)生(sheng)碰(peng)撞(zhuang)後(hou)成(cheng)為(wei)帶(dai)正(zheng)電(dian)的(de)重(zhong)氬(ya)離(li)子(zi)，由(you)此(ci)產(chan)生(sheng)所(suo)需(xu)的(de)等(deng)離(li)子(zi)體(ti)。高(gao)電(dian)壓(ya)使(shi)得(de)氬(ya)離(li)子(zi)朝(chao)著(zhe)陰(yin)極(ji)的(de)塗(tu)層(ceng)材(cai)料(liao)（比如銀）加(jia)速(su)運(yun)動(dong)。在(zai)高(gao)電(dian)壓(ya)下(xia)

，氬(ya)離(li)子(zi)獲(huo)取(qu)了(le)更(geng)多(duo)能(neng)量(liang)撞(zhuang)擊(ji)目(mu)標(biao)材(cai)料(liao)引(yin)起(qi)噴(pen)射(she)
，噴(pen)射(she)物(wu)質(zhi)沉(chen)積(ji)到(dao)玻(bo)璃(li)上(shang)
，形(xing)成(cheng)薄(bo)膜(mo)。為(wei)使(shi)濺(jian)射(she)的(de)目(mu)標(biao)材(cai)料(liao)產(chan)生(sheng)化(hua)學(xue)反(fan)應(ying)，還(hai)需(xu)將(jiang)氧(yang)氣(qi)引(yin)入(ru)到(dao)濺(jian)射(she)室(shi)內(nei)。

zhezhongchuligongyikeyiyingyongyuduozhongleixingdetuceng。jingguotucenggongyizhihou
，hainengduibolibanjinxingjinyibudechuli
，rujiagongweijuyouchusejuerexingnengdegereboli，keyingyongyujianzhuwudemenchuang。

以創新的理念滿足複雜的需求

在 Interpane 公司使用多年
、並徹底掌握了塗層係統的工藝控製之後，iSATT 受托開發一種新的控製理念，以滿足以下需求：

| 擴大工廠規模，整合工廠，這意味著現場總線I/O 分布範圍擴大。

| 數量龐大的現場總線I/O
， 以及 PROFIBUS 和CANopen 設備

| 通過一個通用的現場總線集成安全I/O

| 集成玻璃傳輸伺服驅動係統與驅動櫃

| 濺射室采用模塊化設計
，在控製器運行中即可插裝獨立單元
，無需重新配置

| 自動識別濺射室內各個功能模塊的狀態

| 裝載和卸載機械裝置通過PROFIBUS 進行通訊

| 與過程控製係統的連接

在德國 iSATT 公司的創新理念下，中央控製平台取代了多個外部 CPU 控製係統。配有Intel® Core™2 Duo CPU 的倍福工業 PC C5102 、倍福 PLC 與運動控製軟件TwinCAT PTP
，以及作為控製係統中樞的 EtherCAT 現場總線

，均具備相當高的性能

，是滿足上述需求的理想設備。德國f | glass 公司塗層工藝總監 Jörg Mönnekes 補充道：“TwinCAT 的靈活性與模塊化能夠很好地滿足我們加工過程中的複雜需求。”

“出於以下考慮促使我們選擇這種集中化的理念。”iSATT總經理 Peter Hennes 說道，“一方麵，不同位置的控製器之間不再需要交叉通信，其主要優勢體現在集中的數據管理上。操作員/維護工程師能隨時看到所有的數據，信號跟蹤
、程序修改以及係統維護等工作都可以在一個位置上完成。此外，隻需要使用一個中央遠程訪問點，具有靈活的拓撲結構
，一個 EtherCAT 主站便能夠滿足所有分布式I/O 的需求。”

EtherCAT 網絡總共包括：20 個帶有 EtherCAT 從站連接的伺服控製器
，22 個EtherCAT 端子站（其中含有 1000個數字量I/O，60 個模擬量I/O，以及 57 個安全通道）
，30 個熱連接組（ 帶有 830 個數字量I/O ） 
， 41 個PROFIBUS 主站和 21 個 CAN 主站。工廠的擴充完成以後
，還會另外添加 30 個帶有相同配置的熱連接組。

熱連接組可在設備運行時進行熱插拔

“熱連接組的作用尤其重要”，德國 Interpane 公司的控製開發總監 Manfred Czybik 解釋道，“自動化理念的關鍵需求之一，是配備有陰極和/或渦輪分子泵的濺射室的功能靈活性，在運行時無需重新進行配置。此外，該係統還讓操作人員獲悉當前需優先處理的任務。”

濺射室更像是一個巨型的臥式箱體，目標材料的陰極、渦(wo)輪(lun)分(fen)子(zi)泵(beng)分(fen)別(bie)或(huo)同(tong)時(shi)從(cong)上(shang)方(fang)進(jin)入(ru)濺(jian)射(she)室(shi)
，而(er)無(wu)需(xu)進(jin)行(xing)任(ren)何(he)工(gong)藝(yi)處(chu)理(li)。生(sheng)產(chan)線(xian)上(shang)的(de)所(suo)有(you)安(an)全(quan)設(she)備(bei)，包(bao)括(kuo)傳(chuan)送(song)路(lu)徑(jing)上(shang)的(de)全(quan)部(bu)急(ji)停(ting)按(an)鈕(niu)，都(dou)可(ke)以(yi)通(tong)過(guo)集(ji)成(cheng)到(dao)倍(bei)福(fu) I/O 係統中的TwinSAFE 端子來進行操作。控製室濺射室總共劃分為 60 個隔間。不同類型的陰極需要使用不同的處理工藝，並且就控製技術而言，需要由若幹I/O 以及PROFIBUS/CAN 主zhu站zhan所suo組zu成cheng的de熱re連lian接jie組zu，這zhe具ju體ti取qu決jue於yu設she備bei的de類lei型xing。陰yin極ji通tong過guo集ji中zhong式shi的de插cha頭tou連lian接jie件jian與yu控kong製zhi器qi進jin行xing通tong信xin。這zhe樣yang設she計ji的de好hao處chu在zai於yu
，在zai控kong製zhi器qi運yun行xing時shi
，熱re連lian接jie組zu可ke在zai任ren意yi位wei置zhi上shang與yuEtherCAT 進行連接。

主站和從站協同更緊密

除支持整組設備的熱連接外，集成了現場總線主站或從站功能是EtherCAT 端子模塊係統的另一大優勢。憑借EtherCAT 強大的高速帶寬資源，用戶無需在 PC 上集成現場總線主站，而通過 PROFIBUS 或 CANopen 主站模塊集成在現場層，並將其插入任何EtherCAT 總線端子排即可。這就意味著
，現場總線主站/從站端子模塊之間的數據交換
，可以直接整合到EtherCAT 協議——邏輯/物理轉換為端子適用的現場總線協議。因此，分布在一個 EtherCAT網(wang)絡(luo)中(zhong)的(de)現(xian)場(chang)總(zong)線(xian)主(zhu)站(zhan)數(shu)量(liang)幾(ji)乎(hu)無(wu)任(ren)何(he)限(xian)製(zhi)
，都(dou)可(ke)執(zhi)行(xing)其(qi)相(xiang)應(ying)任(ren)務(wu)。另(ling)一(yi)個(ge)有(you)效(xiao)改(gai)善(shan)是(shi)顯(xian)著(zhu)縮(suo)短(duan)了(le)現(xian)場(chang)總(zong)線(xian)設(she)備(bei)之(zhi)間(jian)的(de)電(dian)纜(lan)長(chang)度(du)。使(shi)主(zhu)站(zhan)和(he)從(cong)站(zhan)距(ju)離(li)更(geng)近(jin)，正(zheng)如(ru)本(ben)應(ying)用(yong)案(an)例(li)中(zhong)的(de)陰(yin)極(ji)裝(zhuang)置(zhi)所(suo)示(shi)。

在 EK1101 EtherCAT 耦合器中有一個ID 開kai關guan，用yong於yu地di址zhi的de分fen配pei。不bu僅jin可ke以yi在zai濺jian射she室shi內nei任ren意yi位wei置zhi執zhi行xing操cao作zuo，還hai可ke以yi識shi別bie陰yin極ji的de類lei型xing。每mei個ge陰yin極ji類lei型xing均jun會hui分fen配pei到dao一yi個ge地di址zhi範fan圍wei，並bing將jiang被bei導dao入ru到daoPLC 程序中
，集成到所需的控製工藝。

運動控製係統保證了玻璃輸送的統一性

將玻璃送入和送出濺射室的操作均由伺服驅動係統來完成。集中計算所得的整定值會周期性地通過 EtherCAT 傳chuan送song到dao伺si服fu驅qu動dong係xi統tong。首shou先xian，物wu料liao搬ban運yun機ji器qi人ren會hui將jiang生sheng產chan出chu的de玻bo璃li板ban放fang在zai生sheng產chan線xian的de滾gun筒tong式shi傳chuan送song帶dai上shang。這zhe些xie玻bo璃li板ban經jing過guo清qing洗xi，清qing除chu掉diao存cun放fang玻bo璃li板ban時shi用yong於yu防fang止zhi粘zhan連lian的de分fen離li物wu。

之後，玻璃板通過真空度依次遞增的三個工作室，按特定間隔排開，比方 10cm（4 英寸），進入濺射室，並進行上文所述的塗層處理工藝。為了確保塗層材料均勻沉積，必須確保玻璃的傳送過程不出現任何波動。

玻bo璃li完wan成cheng塗tu層ceng處chu理li並bing從cong濺jian射she室shi傳chuan送song出chu車che間jian後hou
，需xu要yao對dui塗tu層ceng進jin行xing檢jian查zha。光guang學xue傳chuan感gan器qi會hui測ce量liang出chu玻bo璃li板ban的de反fan射she以yi及ji折zhe射she情qing況kuang
，然ran後hou測ce量liang玻bo璃li板ban的de電dian阻zu，這zhe也ye是shi檢jian查zha塗tu層ceng質zhi量liang的de一yi種zhong方fang法fa。最zui後hou一yi步bu則ze是shi由you物wu料liao搬ban運yun機ji器qi人ren將jiang玻bo璃li板ban成cheng品pin搬ban離li生sheng產chan線xian，並bing放fang置zhi到dao運yun輸shu架jia上shang。在zai常chang規gui的de流liu水shui生sheng產chan過guo程cheng中zhong

，生sheng產chan線xian上shang平ping均jun每mei分fen鍾zhong生sheng產chan一yi塊kuai玻bo璃li板ban成cheng品pin。

塗層處理之後的質量控製。在電阻測量之前，光學傳感器會測量玻璃板的反射光與透射光。

集成安全技術

生產線上的所有安全設備，包括輸送路徑上的急停按鈕，都可以通過集成的倍福TwinSAFE 係統來進行操作。一旦激活了急停按鈕，所有驅動係統
、閥門以及產生等離子體的動力裝置便會統一關閉。4 個KL6904TwinSAFE 邏輯終端評估輸入的安全信號，並關閉輸出。TwinSAFE 端子之間的通信
，控製器與 I/O 之間的數據交換均通過 EtherCAT 完成。

生產線上的所有安全設備
，包括傳送路徑上的全部急停按鈕
，都可以通過集成到倍福 I/O 係統中的TwinSAFE 端子來進行操作

集中控製理念

盡管係統具有一定的複雜性，但德國 f | glass 公司還是選擇使用集中式控製係統。“我們認為該係統具有明顯的優勢”

，德國f |glass 自動化方麵的專家Alexander Kick 解釋道，“一方麵
，我們不再需要像分布式控製係統那樣，在控製器之間進行交叉通信

；另一方麵，集中化的數據管理可以讓操作人員或開發人員對所有信息一目了然。此外
，信號跟蹤、程序修改
、係統管理及存檔，連同集中式遠程訪問的管理成本都將大大降低。”

控製室

複雜但易於操作的控製技術

塗層生產線的可視化與主站控製係統通過倍福 ADS 接口連接到TwinCAT。控製 PC 與主站 PC 之間有超過 5,000 個變量通過以太網實現數據交換。以太網 TCP/IP 構成了控製係統與控製器之間的物理接口。

最(zui)後(hou)一(yi)道(dao)工(gong)序(xu)是(shi)由(you)物(wu)料(liao)搬(ban)運(yun)機(ji)器(qi)人(ren)將(jiang)玻(bo)璃(li)板(ban)成(cheng)品(pin)搬(ban)離(li)生(sheng)產(chan)線(xian)，並(bing)放(fang)置(zhi)到(dao)運(yun)輸(shu)架(jia)上(shang)。在(zai)正(zheng)常(chang)輪(lun)班(ban)生(sheng)產(chan)中(zhong)，平(ping)均(jun)每(mei)分(fen)鍾(zhong)都(dou)會(hui)生(sheng)產(chan)出(chu)一(yi)塊(kuai)玻(bo)璃(li)板(ban)成(cheng)品(pin)。

德國 f | glass 公司網址：www.fglass.de

德國iSATT 公司網址：www.isatt.de

德國Interpane 開發與谘詢公司網址:www.interpane.com