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 gongsishibolishengchanyuguangfuzujianzhizaolingyudelingxianzhizaoshang，youzheduoniandejingyanhezhuanyejishu，bingyongyouzuixianjindeshengchansheshihejianduandeshengchangongyi。qitucenggongyifangmiandejishushiliyuanziyudeguoInterpane 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。

這zhe種zhong處chu理li工gong藝yi可ke以yi應ying用yong於yu多duo種zhong類lei型xing的de塗tu層ceng。經jing過guo塗tu層ceng工gong藝yi之zhi後hou，還hai能neng對dui玻bo璃li板ban進jin行xing進jin一yi步bu的de處chu理li，如ru加jia工gong為wei具ju有you出chu色se絕jue熱re性xing能neng的de隔ge熱re玻bo璃li，可ke應ying用yong於yu建jian築zhu物wu的de門men窗chuang。

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 zhuzhansuozuchengderelianjiezu
，zhejutiqujueyushebeideleixing。yinjitongguojizhongshidechatoulianjiejianyukongzhiqijinxingtongxin。zheyangshejidehaochuzaiyu，zaikongzhiqiyunxingshi，relianjiezukezairenyiweizhishangyuEtherCAT 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。

boliwanchengtucengchulibingcongjiansheshichuansongchuchejianhou
，xuyaoduitucengjinxingjianzha。guangxuechuanganqihuiceliangchubolibandefansheyijizhesheqingkuang，ranhouceliangbolibandedianzu，zheyeshijianzhatucengzhiliangdeyizhongfangfa。zuihouyibuzeshiyouwuliaobanyunjiqirenjiangbolibanchengpinbanlishengchanxian，bingfangzhidaoyunshujiashang。zaichangguideliushuishengchanguochengzhong
，shengchanxianshangpingjunmeifenzhongshengchanyikuaibolibanchengpin。

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