创赢—西门子工业案例：流光溢彩，品质出众-专业自动化论坛-中国工控网论坛

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发表于：2017-08-28 13:17:19

楼主

面对恶劣的陶瓷生产环境，唯有品质出众的陶瓷设备和同样性能卓越的变频驱动装置，才能完成千变万化、流光溢彩的陶瓷印花过程。

数千年来，对技术与美的追求和塑造，让中国的陶瓷发展史已经成为中国民族发展史的一个剪影。而作为南国瓷都的佛山，则完全可称之为剪影里面最靓丽的一道“风景”——南风古灶，五百年窑火不断，石湾公仔，享誉中外。佛山陶瓷生产始于唐，兴于宋，盛于明清，时至今日佛山已成为中国最大的陶瓷产地之一。

在这里，也同样汇聚了中国最为领先、门类最为齐全的陶瓷设备提供商——佛山明协精密机械有限公司无疑是其中之一。作为一家精于设计、制造和销售陶瓷机械的公司，佛山明协凭借代表陶瓷加工技术最高水平的陶瓷印花机系列，以及上下砖机系列、翻转台及布料车等配套设备，在市场上占据了领先地位。而另一方面，现代商业如逆水行舟，不进则退，佛山明协同样面临着行业越来越激烈的竞争压力，其总经理朱永亮先生则一直在思考着如何进一步提高设备可靠性和加工效率，不断提升品牌价值，从而打破现状，保持其陶机业务的持续竞争力。

最好的试验场

五颜六色，流光溢彩的现代陶瓷品，实在可以堪称是一件件美不胜收，让人叹为观止的“艺术品”。而能够以现代化大规模生产的效率完成这种种个性化艺术品的陶瓷印花机，毫无疑问是陶瓷生产过程中工艺最为复杂，对速度和精度要求最高的设备之一。

更为重要的是，无论是坯料制备、制模、成型、干燥、施釉、装烧还是印花过程，其原料和工艺决定了生产“艺术品”的陶瓷印花机却必须工作在高温、高湿、腐蚀性、多粉尘等恶劣环境中，因而，坚固、稳定与可靠成为印花设备上对变频驱动等电气装置的首要要求。正如汽车拉力赛总会选择最为恶劣的赛道环境作为汽车性能试验场，陶瓷印花机也成为了高品质变频器的最好试验场。

西门子SINAMICS V20变频器正在这一试验场中大显身手。“-15%~+10%适合更宽的供电电压范围，高达60 °C的运行温度，优化的通风冷却设计配合涂层电路板增强环境适应性，霜冻和冷凝保护功能防止电机在极端环境条件下受潮,异常不停机模式能够保证不间断的加工生产……，”，西门子运动控制业务陶瓷行业经理董之峰认为，“V20的种种坚固性和可靠性设计，以及西门子品牌代表的高质量产品，让我们完全通过了陶瓷行业的严苛试验场环境。”

快而准

陶瓷业印花机将半成品瓷砖砖坯经过施釉后，在砖坯上印上各式各样的图案，以利于砖坯的进一步处理。作为复杂度最高的中间环节，印花工序的高效和稳定直接影响着整个生产进度和效益。可以说，如何以大规模现代生产的效率实现精美的印花效果，一直是陶瓷印花机追求的终极目标。

“MXB600步进平板式陶瓷印花机和上下砖机是我们的拳头产品，每年该设备的市场需求量高达数千套，因此，变频驱动装置带来的每一次效率提升和设计优化，都可以让我们的竞争力提升一个新的层次”，佛山明协总经理朱永亮表示。

明协MXB600型步进平板印花机由夹砖机构、托砖机构、印花机构、布釉机构和丝网机构等部分组成。核心是使用PLC Smart S7-200控制三台变频器，进而控制三个工位电机的动作，对流水线传送过来的瓷砖完成印花工序。为了提高瓷砖的印花效率，明协希望进一步提高单位时间的喷头往复次数。此外，也需要变频器减小机械冲击，从而降低蜗轮齿轮的机械磨损和噪声。

通过对变频器的各参数综合分析和大量的印花设备实验，西门子团队发现在不同规格的瓷砖下， V20在33Hz时印花机每分钟完成次数最多。如果一味增加变频器输出频率，在一定的减速时间要求下会造成更大的停车制动压力。“据此，我们将V20的频率设定到33Hz，并优化协调托砖机、入砖机和伺服臂摆动等工序，在最苛刻的减速要求下同样满足了印刷频率要求。”

同比之下，使用SINAMICS V20明显提高了生产效率：对于500mm瓷砖，V20可达46次/分钟的印刷效率，效率提高2%；300mm瓷砖更是从原有的45次/分钟提高到50次/分钟，效率增加11%!

实现这一目标并不容易。董之峰回忆道，“为了详细和准确的掌握设备的运行工艺，同时减少新产品调试对客户的影响，我们从该陶瓷机械设备制造厂花巨资购买了两台设备供实验使用，并在工厂单独安排了场地和技术人员负责调试。鉴于这是SINAMICS V20首次在要求如此严格的设备上运行，为了确保实验一次成功，还特意邀请了2位英国的工程师到南京共同工作。”

简单即美

对美的定义各有不同，对明协总经理朱永亮而言，SINAMICS V20的最美之处莫过于降低成本——不但产品本身的经济性，更因其节能效果、简单易用性帮助明协降低了更多总体成本。

对于变频器需求量巨大的陶瓷机械厂，能耗一直是明协关心和创收的地方。在节能方面，SINAMICS V20所配备的控制技术能够通过自动减少磁通来实现最佳的能量效率。通过多次实验，西门子帮助明协找到了V20适合其印花机的最佳输出频率，极大地降低了原来的最高输出频率，节约电能20%左右！

无论是新机型快速上市的要求，还是实际陶瓷生产中较低的设备操作水平，无不要求变频器的简单易用，调试快速。在这一点上，西门子V20的设计给明协的工程师带来了极大的便利：“通过连接宏和应用宏使 I/O设置无需配置冗长复杂的参数列表；使用 BOP（基本操作面板）接口模块或参数下载器能够轻松实现两台变频器之间的参数传输；支持用户自定义参数组，等等，都帮助陶机客户减少对技术支持的需求，大大缩短设备调试时间，并减少维护成本。”

在佛山明协精密机械有限公司总经理朱永亮看来，与西门子的合作的确是一项颇为明智的战略抉择，不仅提高了其产品效率，同时也提升了其品牌价值，为企业在陶瓷行业的可持续竞争力奠定了深厚的基础。

可靠、高效和低成本——搭载着品质出众的西门子SINAMICS V20变频器，明协陶瓷印花机让陶瓷印花真正变成了省力又省心的“艺术创作”过程。