像大多数吹塑设备原始制造商（OEMs）一样，基于多元智能的R&B塑料机械有限公司（R&B）必须精确协调各种机械的运动。他们的机器使用过闭环液压驱动器搭配专用运动控制卡件。这套方案不仅价格昂贵，而且难于协调。最近，该公司成功地用常规PLC实现了吹塑机运动控制功能，这样做既提高了产量，又缩短了机器运转周期，还削减了生产成本。
R&B能够提供塑料机械、铸造、加工、以及切割系统的解决方案。他们提供的产品包括可编程控制器、触摸屏式操作界面、独立的型坯控制器、倾斜或水平机械、模件表面补偿压盘、机械切割机、单螺杆挤出机以及高精度的吹塑加工设备。
该公司还可以根据客户要求设计并定制设备，以满足各种生产需求。此外，他们还提供机器检验、安装/拆除、维修以及金属切割服务。
将运动控制集成到PLC程序使编程变得简单，而且提高了R&B塑料机械公司系列
吹塑机的性能。图片来源：Siemens SEA
用PLC实现运动控制
一种特殊的R&B吹塑机器有9根伺服液压驱动轴——3根用来控制型坯（把材料挤压成空心管或半球体，这是吹塑工艺的第一步），6根用来控制运动。这种机器包含2个梭子，2个模具，以及2根吹管。运转时，夹具反复打开和夹紧模具，吹管反复做上下运动，传送装置带动夹具至型坯正下方，到达吹气位置。
David Chin是NDC Technologies的技术人员，该公司是Siemens的战略合作伙伴，一同参与了R&B控制系统升级项目。Chin说：“R&B使用了标准的Siemens Simatic S7 PLC来控制这些位置运动。我们提供了一套功能模块，使R&B能运用PLC进行位置控制。其它的机器可能要使用运动控制器来控制运动，这是一种专用于伺服控制和定位的控制器。我们定制的功能模块能够达到与独立控制器相同的功能和性能。”
Chin说：“PLC通常很难做到高精度的伺服控制，这是专用运动控制器被广泛采用的原因。但是在我们的应用中，标准的Siemens S-7 PLC承担了运动控制功能，它通过液压驱动装置对各个部件进行定位。”
PLC还对30多个区域进行温度控制，这些区域包括加料斗、挤出机以及型坯顶部。其中12个区域既能加热又能冷却，另外18个只能加热。温控系统必须将机器各部分的温度误差范围控制在1度以内。型坯顶部要能够将料斗传来的冷塑料加热到415 °F。
常规PLC采用IEC-61131标准语言编写的功能模块控制所有的伺服液压系统驱动轴。它不需要特殊的运动控制环境。加入运动控制功能的PLC相对于专用PLC和独立的运动控制器而言，具有更出色的性能和更高效的处理能力。
集成型坯控制
R&B最初希望通过PLC实现型坯控制。通常，吹塑机由机械控制器或基于PC的自动化设备控制。前者带有独立的型坯程序单元以及专用运动控制卡件；后者通过专用代码达到运动控制的要求。
然而，R&B希望将型坯程序集成到主机器控制器中。如果PLC的运算速度足够快，就能够实现这一目标。用于型坯控制的模拟数据直接从一个位置检测器输入。所有的处理过程都和普通PLC程序一样。最终，驱动型坯吹塑的液压阀由PLC输出的模拟信号控制。整个过程不需要借助任何专用设备。
该公司随后把其余的伺服液压轴控制程序也集成到PLC中。位置检测器通过SSI模块把数据传送到PLC。如有需要，可以通过Siemens的Profibus Isochrone（等时）模式将SSI模块传来的位置数据与PLC程序同步。同样，液压阀都由标准的模拟输出信号控制。
另外，R&B还把控制吹管与传送装置运行的程序集成到PLC中。当传送装置将模子带动到吹管位置时，吹管就会按程序设定向下运动。由于两者（传送装置与吹管）的转轴实现了协调控制，这个过程很少出错且不用担心会产生碰撞。
在把这项功能集成到PLC之前，由于吹管和传送装置之间无法通信，R&B无法实现两者的同步。PLC的通信协议使两者首度实现了同步。
减少空循环时间
吹塑过程中，所有机器吹制或冷却一个瓶子的时间都相差无几。但是，在循环时间，尤其是空循环时间（机器不在吹瓶的时间）方面，机器之间存在差异。循环时间是指开始吹一个瓶到准备吹另一个瓶之间的全部时间。
PLC中的运动控制功能提升了协调空循环动作的水平，从而减少了特定动作之间的间隔时间。它们能依据位置而不是时间协调各种动作。这样就能大大减少空循环的时间，为R&B赢得了循环时间上的优势。其结果是可以节省下大约20%的空循环时间。
事实证明，采用基于常规PLC的自动化吹塑解决方案代
替专用运动型坯控制器可以获得巨大的优势。由于所有的伺服功能都由一个功能模块控制，这意味着更好的协调性、更快的机器循环时间、更简洁高效的程序以及更精简的设备。另外，由于专用硬件都是小规模生产的，势必会产生质量控制和长期技术支持方面的问题，而且需要根据出现的问题修改设计，所有这些都会增加额外的经济投入。
事实证明，与基于PC的控制相比，基于PLC的自动化解决方案能为吹塑提供更有吸引力的成套控制设备。它们拥有更好的模块，使用了固态存储器，不需要第三方操作系统，使用寿命更持久，长期支持更出色。与PC相比，PLC的关键优势之一是在突然关闭的情况下依然能够保存数据（如断电情况）。
R&B Plastics的Jake Losee说：“现在我们采用一个控制器控制PLC功能和运动控制功能。以前使用独立运动控制卡时的通信延迟已经不存在了。而且，我们能记录每根轴的转动。以前我们使用独立软件时，需要了解专用运动控制卡的技术人员对其进行编程。现在，用户可以通过人机界面（HMI）自行完成这些工作。”
Losee还说：“我们的一个目标是精简设备。额外的设备意味着更高的成本、更繁琐的维护以及更多的配套
软件。这就要求我们对维护人员进行更多的培训。用PLC集成运动和型坯控制确实是一个高度优化的控制方案。
翻译：高铭
