在一次性产品工业中的流线型机器控制自动化

西门子驱动、自动化和控制产品的无缝集成，使Curt G. Joa, Inc.的非织造布行业生产机器更快地启动和提高系统生产率。

在婴儿尿布和个人卫生用品市场，竞争非常激烈。这个市场的主要参与者都知道，对产品特性的最微小的改变，可以为那些第一个进入市场的制造商带来巨大的利润，他们的产品更吸收、更舒适或更容易使用。然而，在这场高风险的竞争背后，是另一个参与者Curt G. Joa, Inc.，世界领先的一次性产品机械制造商之一，包括婴儿尿布、卫生巾、尿失禁垫和相关的一次性用品。在这些产品进入市场之前，需要对生产它们的机器进行设计或改造。由于产品不断更换，机器的重新设计过程是频繁的。此外，围绕这些机器设计开发有严格的安全措施。然而，在第一次行动中，Joa允许了一个罕见的一睹其制造设施、聚光灯机器自动化和与西门子能源自动化公司合作开发的解决方案。

Curt G. Joa公司

自1932年以来，Curt G. Joa, Inc. (Joa)在无纺布、塑料、纸张、薄膜、箔、胶带和松紧带转换设备的设计和制造方面赢得了全球领先的声誉。该公司在全球55多个国家拥有机械设备。

它创建了一个提供了最大的机密性和个性化服务的工程环境。该公司维护一支全面的机械和电气设计工程师团队，代表一系列的机器建设学科。SOLIDEDGE，AUTOCAD和EPLAN是它使用的绘图标准。该公司建立机器，以满足各种全球码和标准。

然而，Joa超越了工艺设计，提供了完整制造工艺的快速原型。它使用大量现有转换模块，为其客户构建、测试和验证流程。该公司的多个测试台能够以超过450mpm的速度执行各种各样的web处理。它的机器可以被配置为切割原材料，应用粘合剂，焊接网层，将一种材料的离散贴片应用到另一种材料上，并执行复杂的产品折叠。通过这种方法，Joa可以有效地为客户提供缩短的机器交货时间表和验证的工艺概念。

从工程、设计到安装，Joa为客户提供完整的网络制造解决方案，用于新系统和设备的升级和改进。该公司是业内为数不多的不将关键制造和装配业务外包的全球设计师之一。不过，它确实与合格的解决方案提供商密切合作，如西门子在机器控制自动化方面。

该公司的机器采用模块化设计，减少了产品转换时间，并使未来的升级变得简单。模块化设计驱动自动化配置、人机界面配置、操作维护配置。可选的工艺特点允许高速生产的广泛的产品配置。根据产品类型和机器设计，最大加工速度可达每分钟生产1200个产品。项目技术范围广泛，从简单的旋转切断装置到超过50米长的大型转换机器，每台机器使用150个以上的伺服轴。

优化PLC功能

“一名一次性产品制造商最近联系我们关于定制一块设备，以进入其主要生产线，”Joa电气工程经理Kevin Zeinemann说，“该公司正在向其现有产品中添加一个新功能。我们开始在我们的位置为他们建造一个8米的机器部分。我们难以翻译其机器现有程序，因为我们试图将我们的新功能剪切并粘贴到客户现有的机器核心功能中。由于这不起作用，我们决定将独立的西门子PLC放入我们的机器部分，带入西门子科技来指导我们通过该过程。“

“这工作所以那时候嫁给新机器部分与现有客户的机器在他们的位置,他们决定将所有的信息主要PLC和把它放到我们的西门子PLC,“继续Zeinemann。“西门子的控制器将用于新的25英尺机器部分，开始是作为一个附件，然后最终接管了整个机器过程的全部所有权，因为它有更好的功能。”

Joa集成的PLC是西门子SIMATIC®S7-400。作为一个既定的平台，S7-400控制器提供了西门子SIMATIC S7家族中最高的性能。

S7-400的强大功能是其模块化，可针对高性能机器和工厂自动化进行优化，促进集中和分布式架构中的集成和经济系统解决方案。它具有集成I / O和集成技术功能的CPU和集成的通信接口，可为短机循环时间创造有效的处理速度。

Zeinemann补充道:“我们的客户有不同的控制配置，不同的自动化系统舒适度和偏好。“所以，我们在他们的控制规格范围内工作。然而，我要说的是，西门子plc有极好的速度和性能。我们的客户对它们的功能也非常满意。”

“西门子处理器也有嵌入式安全功能，”Zeinemann说。“我们没有使用硬连线设备，而是通过PLC本身进行了大量的安全联锁，然后通过简单的ProfiNet连接到我们的许多不同设备上。”

安全集成的S7-400控制器为人类、机器和环境提供最高水平的安全。用于防止因操作不当造成的事故和损坏。安全集成控制器自我监控，自动和立即检测故障。

单主驱动器与级联运动命令

对于驱动器，系统中独特设计的功能之一是S7-400 PLC中的西门子FM458驱动器控制器模块。它控制一个主驱动器，该主驱动器级联多个虚拟主机以控制后续的驱动器组。而不是同步变速，齿轮传动比校正或相位提前到每个虚拟驱动器，只需要一个改变的主人，并在该组中的每一个驱动器将遵循。

Zeinemann继续说道:“我们的客户还需要在他们新的25英尺机器模块中安装34个额外的伺服驱动器。“他们已经在他们的工厂的设备上使用了300到400个西门子Masterdrive®伺服电机，所以我们在我们的新部分指定了Masterdrives，以及为了兼容性。”

主控驱动器卸载了PLC通常必须处理的大部分性能。它将它放入驱动器，使处理器加快速度。S7-400 PLC与所有34个伺服驱动器通信，并对它们进行参数化，以来回发送信息。驱动器以他们被告知的任何速度跟随。

西门子Masterdrive伺服电机是高动态性能和智能运动控制功能的理想选择。他们可以处理最复杂的动作序列。

高速通信链路提高性能

随着对性能需求的增加，用于控制驱动系统的自动化网络已经成为质量和吞吐量的限制。虽然开发了开放网络来控制、配置和参数化驱动器，但它们受到执行非控制功能所需开销的限制。为了弥补这一点，西门子开发了SIMOLINK®，设计成一种100%控制总线，没有任何可以在标准现场总线上执行的带宽窃取功能。

集成到用于Joa机器上的西门子控制系统中，SIMOLINK提供从单个外部主机同步设定点所需的高速通信链路。它可以在驱动器之间进行对等数据传输，并同步多个驱动器和控制器的处理器时间片。虽然运行速度为每秒11兆，开销很小，但100条32位数据可以在0.63毫秒内传输。高速同步脉冲确保数据在每个驱动器在同一时间被作用。SIMOLINK为Joa设备提供所需的高速通信，以减少工艺差异和提高质量。

完全集成控制自动化-更快的启动和提高生产力

Joa所采用的西门子自动化解决方案基于称为完全集成的自动化（TIA）的概念。TIA的特点是其独特的连续性，在各级提供最大透明度，接口要求降低。其影响涵盖了现场水平和生产控制水平的一切，达到企业管理水平。它还提供最大互操作性，包括从控制器，HMI和驱动器的所有内容到过程控制系统。这降低了植物中自动化解决方案的复杂性。

通过密切合作，Joa的工程师和西门子能够在短短几周内开发出这个项目。试运行时间非常短。乔亚把机器送到客户那里，机器到达工厂时运转良好。这是西门子为这个Joa客户联合生产的8个类似的机器套件之一。

Zeinemann说:“西门子从开始到最终安装都与我们密切合作。”“他们在现场花了很多时间和我们在一起，培训我们，确保我们对系统和他们的基础设施和架构感到满意。在西门子编程的帮助下，我们能够进行最初的台架测试。此外，项目安装时，西门子与我们一起在客户现场工作，以确保安装顺利进行。”

该项目的最终结果是减少了机器设计时间，降低了项目总成本，实现了更快的启动和调试，以及在发货前进行彻底的测试、诊断和调试。在观察了第一台机器的结果后，最终用户要求其工厂的其他八台机器也进行升级，以匹配这个解决方案的设计。

机器在这方面的转换工业是非常复杂的，需要一个全面的解决方案。西门子和Joa能够提供全面的控制自动化解决方案，提供驱动器、自动化和控制产品的无缝集成，使初创企业更快，并提高系统生产率。

要查找更多关于Curt G. Joa，Inc。的信息，请联系销售经理Gene Kiela II;电话920-467-6136，传真920-467-2924;100克罗克大道，斯卡洛甘瀑布，WI 53085-1141;gfkiela@joa.com;或访问它的网站www.joa.com。

关于西门子
西门子能源与自动化公司是西门子在美国的运营公司之一，总部位于佐治亚州亚特兰大郊区的阿尔法雷塔。西门子能源自动化有限公司(Siemens Energy & Automation, Inc.)为工业和建筑市场客户制造和销售世界上最广泛的电气和电子产品、系统和服务。其技术范围从电路保护和能源管理系统到过程控制、工业软件和完全集成自动化解决方案。该公司还拥有系统集成、技术服务和交钥匙工业系统的专业知识。

西门子公司(NYSE:SI)是电气工程和电子领域的全球巨头，专注于医疗保健、工业和能源三个关键领域。西门子公司(Siemens AG)于160年前在德国成立，2007财年(截至9月30日)销售额为966亿美元。西门子目前在约190个国家拥有超过47万名员工。仅在美国，西门子的销售额就超过250亿美元(包括出口销售额)，主要是由医疗、自动化和控制、电力、交通和照明等工业领域的基础设施项目和创新解决方案推动的。西门子总部位于纽约市，在美国50个州和波多黎各拥有近7.2万名员工。美国也是西门子九项全球业务的全球总部所在地。欲了解更多西门子在美国的信息，请访问www.usa.siemens.com。

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