隨著Windows PC應用場合的改變和商業(yè)運用的普及,，電氣工程師在設計思路、控制,、通信和監(jiān)控上越發(fā)具有創(chuàng)新性,，有助于提升產品的性能。Beckhoff 開放式的產品,，使用戶將來能在辦公室里控制設備" title="控制設備">控制設備操作,，也能通過各種開放式接口使設備融入網絡之中。

Koch 公司是一家專業(yè)生產包裝機械" title="包裝機械">包裝機械的廠家,，他們的中大型機械,，由于使用了Beckhoff的控制軟件TwinCAT，性能價格比大大提高,。該公司主設計師Heinrich Hornberger說：“它完成了PLC和NC（數(shù)控）的復雜任務,。這就是PC－based――通過一個PC處理器來負責管理工作，代替了傳統(tǒng)控制用的高昂控制設備,。”Hornberger舉了一個令他非常滿意的應用實例,，他說：“我們?yōu)閂ARTA公司制造的一條流水線，是信號燈 /手電筒和電池的發(fā)泡生產線，所有的控制由Beckhoff 的TwinCAT來完成,。”

包裝機械的生產商德國Koch公司使用Beckhoff （德國倍福）公司基于PC的自動化解決方案,，采用了Beckhoff 的軟PLC/NC TwinCAT軟件，總線端子,，快速總線光導總線及工業(yè)PC用于VARTA的手電筒包裝線,。 　
　　從15個以上PLC方案到一個標準化的解決方案
　　一套機床控制系統(tǒng)可以由Beckhoff公司的4部分單元來完成：TwinCAT（PLC和NC）軟件、工業(yè)PC,、Beckhoff的 Lightbus和總線智能端子,。其核心是實時的TwinCAT軟件。Heinrich Hornberger先生指出了與傳統(tǒng)的PLC相比,，TwinCAT的主要優(yōu)點：“以前每個客戶訂購我們產品,，都提出一些自己的要求，總希望在他們的機器上有一些特殊的控制功能,。在這種情況下,，我們首先要知道他們需要什么，然后才能著手設計,。尤其一些海外客戶,，希望所購買的機器能符合自己的國情。于是就導致這樣一個事實,，即使對同樣型號的設備，Koch 公司的開發(fā)者也需要針對不同要求進行修改（硬件和軟件）,，工作量非常大,，所以迫切需要一個強大的解決方案，必須使原來需要15臺以上PLC來解決的問題簡單化,，這是著手設計時要牢記的一點,。正是在這種情況下，工程師決定采用Beckhoff的基于PC的解決方案,。隨著Windows NT操作系統(tǒng)的功能不斷強大和高性能的奔騰處理器的問世,，如今Koch公司已采用軟PLC/NC來代替?zhèn)鹘y(tǒng)的PLC硬件和NC硬件。機床的多軸控制均由TwinCAT來完成,，能針對包裝機械的工藝,，精確定位。”　
　　調試時間大大縮短
　　以上并不是Beckhoff TwinCAT軟件功能特點的全部,，同時也簡化了Koch公司機床設備的設計和觀念,。“即使知道了怎樣編程，也不能老是重新來過,，”Heinrich Hornberger說,，“我們在機床設備控制系統(tǒng)的設計方面盡可能地持續(xù)按照同一個方式進行。盡管我們有了一個標準化、可長時間使用的操作平臺（該平臺至少允許我們設計一個標準的接口）,，但是將來的控制技術總是在變化的,。”　
　　“由于有了TwinCAT，我們可以在原來的編程模塊上針對新機型進行修改,。通過這個方式,，我們可以節(jié)約大量的人力物力。”　　
　　正因為有那么一些優(yōu)點,，Koch公司選用了Beckhoff的PC控制方案,，這樣工程師就沒必要經常針對不同的PLC反復編程。現(xiàn)場信號通過分散的總線智能端子和Beckhoff的Lightbus傳給IPC,，TwinCAT實時地把控制命令傳給執(zhí)行器,。
　　盡管，Windows NT本身不是一個實時的操作系統(tǒng),，在這種情況下,，Windows操作系統(tǒng)內核不受影響。 在操作系統(tǒng)和控制軟件之間,，TwinCAT的實時是通過一個集成的調度程序來區(qū)分計算時間的,。
　　
人機界面通過Beckhoff 的控制面板" title="控制面板">控制面板實現(xiàn)，這個面板是安裝于遠離控制PC65米處,?！?br /> 　　無需擴展卡，實現(xiàn)Windows實時
　　Beckhoff 控制軟件也可以讓機器與外界進行通訊,，實現(xiàn)遠程維護,，當然Koch公司的包裝機械也不例外。制造商可以通過ISDN或Modem為客戶提供服務,，只要使用Symatec遠程控制軟件就可以進行,。另一個非常有意義的特點是，通過以太網卡,，就可以融入公司網絡,。工程師可以坐在辦公室里對機器進行控制和訪問。機器的故障和操作信息以報表的形式傳到工控機" title="工控機">工控機,，然后以Excel電子表格的形式連接和計算,。吸引Koch公司工程師的另外一個優(yōu)點是，TwinCAT的編程方式" title="編程方式">編程方式是基于IEC61131-3的標準,?！　?br /> 　　這樣就保證了最起碼的標準和工業(yè)控制的兼容性。用TwinCAT軟件完成一個工程的編程工作,，所有的編程語言都可以使用,。Hornberger先生也承認,，與傳統(tǒng)的PLC編程方式相比，在Windows系統(tǒng)下進行編程和技術支持使成本有所提高,，但是,，Windows系統(tǒng)的廣泛應用以及那些業(yè)已存在的技術和訣竅有利于發(fā)展微軟系統(tǒng)技術?！?br /> 　　Koch公司的操作單元也在很大程度上得到簡化：在監(jiān)控器上,，只需圖形接口，就能完成徹底的可視化監(jiān)控,。一臺機器的畫面,，通過獨立的站，可以直接顯示,。Karl Saile工程師在Koch公司負責技術文件工作,。他說，在操作人員面前有一張機器的圖片,，以前需要在紙上尋找的所有東西,，如今在屏幕上一目了然。系統(tǒng)以文本形式報告故障信息,，并很快以圖片的形式顯示故障點,。操作工可直接在屏幕上選擇最重要的安裝工位和閥門島，根據(jù)圖形提供的信息,，快速確定故障點,，用手指在觸摸屏上控制單個的閥門?！?br /> 　　對操作指令的介紹被編譯成一個多媒體文件,，操作人員可以在監(jiān)控器上直接調用完整的（PDF格式）操作手冊　　
　　一些外購的外圍設備" title="外圍設備">外圍設備，如標簽機和打印機,，可用標準接口連接。Hornberger先生表示,，這樣做,，操作起來也相當容易。“如采用傳統(tǒng)的PLC寫入這個打印接口非常耗時間,，最多可持續(xù)兩個星期,。”　
　　當然，工廠規(guī)模越大,，上面提到的簡單化方案越能顯示它在節(jié)約成本方面的重要性,，因為它可以取代更多的硬件PLC和硬件NC。不過目前PC控制還不能對很小的機器提供廉價的方案,，Hornberger 說：“在這種的情況下,，我們希望使用Windows CE或內嵌式NT系統(tǒng),。”　
　　在主設計中，也利用了TwinCAT 的NC功能,，從而大大減少了在傳統(tǒng)NC硬件上的投入,。Hornberger 先生回憶道：“以前采用傳統(tǒng)的 PLC硬件時，需加上昂貴的智能控制器去完成對機器軸的控制,。”該控制器通過總線連接從PLC那里接收命令?，F(xiàn)在，采用TwinCAT后,，只需簡單的控制器就足夠了,，控制器從PC獲取指令。在VARTA工廠案例（有8個軸）中節(jié)約了大量資金,，也沒有必要用專門的總線作并行數(shù)據(jù)傳輸,。
　　在全神貫注進行主設計時，Hornberger 先生描述了多任務的優(yōu)點：“我們?yōu)槊恳粋€控制步驟定義一個任務的響應時間,，比如1,、10或者100毫秒。”
　　機器和外圍設備的全套軟件被安裝在Beckhoff的箱式系列工控機中,，工控機則直接安裝在靠近機器的地方,。平滑流暢的控制面板裝著人們熟悉的Windows界面，被安裝在可旋轉的支架上　　
　　Koch 公司非常信賴Beckhoff的數(shù)據(jù)傳輸技術,。Lightbus（光導總線）是以光纖為介質的一種現(xiàn)場總線,，總線端子則是作為I/O的接口。Hornberger先生如是說：“以前我們必須用導線把PLC和NC控制信號并行連接到軸上,，而現(xiàn)在采用了Beckhoff的總線端子后,，我們可以把光導總線站點放在設備的任何一個地方，傳遞各種信號,。”Koch公司采用總線端子的目的主要是連接分散的信號,。一般的總線生產廠家，一個站只有8 點,，16點或者32點的端子模塊,，所以不夠靈活。而Beckhoff總線端子安裝在導軌上,，根據(jù)具體工藝需要和信號類型自由組合,。因此，外圍設備對實現(xiàn)標準化生產也起到了相當?shù)淖饔?。支持多種現(xiàn)場總線的Beckhoff 耦合器通過總線把信號傳到PC機里,。

使用Beckhoff總線端子保證了Koch包裝機內部大間隔尺度分布式安裝簡單且靈活的布線。
　　獨立的總線端子使接線非常靈活方便
　　實際應用中,，總線端子有方便接線的優(yōu)點,，它可以在現(xiàn)場設備和機器上直接接線,。需要時，只需插入一塊總線端子,，與控制器的數(shù)據(jù)交換就很容易地建立起來了,。Heinrich Hornberger 說道：“如果在一條生產線上運行不同協(xié)議的總線，比如要和另一臺機器建立通信,，只要加上一個匹配的總線耦合器,，整個工廠就運行起來了。”但Koch公司沒必要采用不同的總線連接方式,。無論用什么信號,、模擬量、數(shù)字量或者PC機上的RS232接口,，都能連接到各種開放式總線系統(tǒng)中,。而以前要達到這樣的目的，必須通過電纜作并行連接,?！?br /> 　　據(jù)Hornberger稱，Beckhoff的Lightbus 通過光纖傳輸數(shù)據(jù),，相對于標準的通信電纜還有其他的優(yōu)點,。他這樣解釋道：“平時，采用銅質電纜傳輸,，我們有時必須要考慮干擾問題,，例如屏蔽線的正確安放，插頭的松動等,，而Lightbus就沒有這個問題,。”　　
　　光纖電纜很容易鋪設，而且不會有什么問題,。一旦安置好,，Lightbus就開始工作。Hornberger強調了Beckhoff解決方案的優(yōu)點： “對故障的搜索經常只是在電纜傳輸?shù)拈_始階段,。”此外,，對于Lightbus來說，在現(xiàn)場作長距離的信號傳輸也不成問題,。　　
　　生產線上各個工位之間的不同電位將不會產生不良影響,，當分布式站點之間的距離為300米以內時,，所有的信號可以每秒2.5兆的速率傳輸，并且可滿足用戶所期望的強度,。
　　包裝機械是這樣工作的:

手電筒及其電池包裝在一個相連的透明塑料泡罩內,，包括說明書,。　
　　透明塑料泡罩的下半部分及上半部分從一個制盒機分離,。產品被人工地安放于塑料泡罩的下半部分,。然后機械將上半部分蓋上。通過高頻將上下兩部分焊接,，并打上外形,。經過最后的Euro穿孔，產品即可上架或出售,。
　　機械工程公司僅僅在幾個月內完成了這個復雜工廠的工程,。需要強調的還有，通過擴展此項目,，這里可以完成10種不同類型手電筒的包裝,。