Beckhoff现场总线模块在宝马生产线中的应用

防护等级为IP 67的紧凑型现场总线模块坚固而且防水，可以直接安装在机器上，不需要控制柜或端子盒。由于它们又轻又小，所以非常适合用于空间紧凑的项目或有移动I/O接口的机器人手臂上。
现场总线盒模块安装在Kuka机器人上，这个机器人用来安装宝马5系列玻璃电动天窗的密封条。过去，这项工作必须人工完成，但是，现在机器人可以高质量地完成这项工作。密封条在恒定的力量下精确地被安装，为玻璃滑动天窗提供精密可靠的密封条件，以减少风的噪声。
　　
专利产品知多少
通常，听起来简单的项目却要求尽善尽美的产品，以及有效的贯彻实施。作为努力的成果，宝马工程师们对自己的专利技术非常自豪。在车身喷漆完成后，第一道工序是：车顶的边缘切口用远红外灯加热到22 °C（最适合安装密封条的温度），然后机械手移动到车顶边缘切口安装密封条。
在这套系统中，极为重要的部件为一个耦合器盒和五个扩展盒：耦合器盒和扩展盒之间通过IP-Link光纤连接，连接I/O。这些24 V数字量的输入和输出用于连接光栅和颜色识别传感器。光栅用来监测密封条在安装过程中的力的一致性。上位控制器通过Profibus总线读取现场总线盒的信号。
　　
颜色识别传感器用做品质保证检测，它的作用之一是用来判断密封材料是否来自一个新的卷。为了避免材料差异和提高品质，每辆车的密封条必须是同一批的或是同一卷的。
　　
IP67的防护等级使I/O选型容易且费用降低
完整的机器人系统由德国的Symax Systemtechnik Sondermaschinenbau 公司设计和安装。Symax 的机械专家没有对是否使用Beckhoff的模块进行过多的争论。因为模块的防护等级为IP 67，不需要额外的外壳。由于模块设计紧凑（只有其它产品一半的宽度），可以安装在空间非常狭小的地方。简单、灵活和经济IP-Link 扩展方式为扩展多种现场总线盒提供了便利。
　　
随着现场总线盒多样性的扩展，其功能的划分变得越来越清晰。扩展盒模块包含了大部分的I/O：数字量输入有不同的滤波时间，数字量输出有 0.5 或2 A的输出电流，模拟量输入输出包括16位精度、热电偶和RTD输入、串口和编码器输入。耦合器盒通过2 Mbit/s IP-Link 收集多种I/O数据。例如，传输1000个数字量只需要1ms，配置较少的话将会更快。IP-Link高速有效的数据传输速度对现场总线的性能没有丝毫影响。耦合器盒能扩展至120个扩展盒，盒与盒之间的距离可以达到15米。
　　
当然，灵活性不仅仅只是意味着多样性。耦合器盒也可以用在不需要大量I/O的应用场合。当不需要提供模块扩展时，也有多种I/O类型的耦合器可供选择。PLC盒适合于某些需要对传感器信号进行预处理的场合，并且还名副其实地带有PLC的功能。这种控制盒可以用于安装在中央控制器之外的地方，减轻 PLC和现场总线的压力。分布式计算、控制或切换为PLC盒的典型应用的优点是显而易见的：响应时间不受总线通讯影响，在总线或上位控制器故障的情况下有保持功能（例如，能够平稳的转换到安全模式）。