ELAU C400/10/1/1/1/00 是包装自动化领域的专家——被贝加莱(B&R,现隶属于ABB集团)收购的ELAU品牌——旗下的一款高性能、模块化多轴伺服驱动器。它专为集成自动化而设计,将电源供应、伺服驱动和智能控制功能高度集成于一个紧凑的模块化单元中,是构建灵活、高效包装生产线的核心驱动与控制组件。
应用场景:
在欧洲某大型制药厂的泡罩包装生产线上,要求以每分钟600板的速度,完成药片的精确计数、填充、铝塑热封和冲裁。生产线需要频繁更换模具以适应不同药板规格,这对驱动系统的动态响应、同步精度和快速换产能力提出了极限挑战。该产线采用了以ELAU C400/10/1/1/1/00 为核心的多轴伺服系统。通过其集成的PacDrive控制平台,工程师将送膜、成型、填充、热封、冲裁等所有工站的动作统合在一个控制器下进行电子凸轮同步。在换产时,仅需调用不同配方,C400/10/1/1/1/00 及其驱动的伺服轴便能自动调整相位、速度和行程,将传统机械调整所需的4小时缩短至15分钟,同时将定位精度保持在±0.1毫米内,确保了药品包装的绝对密封性与批次一致性。
核心参数速览:
主要参数 | 数值/说明 |
|---|
产品型号 | C400/10/1/1/1/00 |
制造商 | ELAU (现为ABB集团B&R的一部分) |
产品类别 | 模块化多轴伺服驱动器/智能驱动模块 |
电源模块 | 集成10A三相电源输入模块(基于型号中的“/10/”) |
轴配置 | 单轴驱动模块(可多模块组合扩展),支持高性能伺服电机 |
控制架构 | 完全集成于PacDrive自动化系统,支持PLCopen运动控制功能 |
通讯总线 | 内置高速SERCOS III实时以太网接口,实现纳秒级同步 |
控制性能 | 支持电子齿轮、电子凸轮、飞锯、追剪等高级同步功能 |
电机兼容性 | 驱动ELAU/Max系列或第三方支持SERCOS III的伺服电机 |
防护等级 | 模块化设计,通常安装在防护机柜内(IP20) |
软件环境 | 使用Automation Studio进行统一编程、配置与诊断 |
安全功能 | 可集成SafeMC安全运动控制功能(需额外安全模块) |
技术原理与创新价值:
创新点1:真正的“一体化”驱动与控制集成。
C400/10/1/1/1/00 并非传统意义上的独立驱动器,而是ELAU PacDrive“一体化架构”的基石。它将电源模块、单轴或多轴驱动单元和智能控制逻辑高度集成。其创新之处在于,运动控制算法(如PID调节、凸轮曲线计算)直接在驱动模块的专用处理器中运行,而非依赖于上层PLC。这种分布式智能大大减轻了主控制器的负荷,并将控制环路的响应时间缩短至微秒级,实现了前所未有的高速高精同步,特别适合包装机械中复杂的多轴协调运动。
创新点2:基于SERCOS III硬实时以太网的确定性通讯。
该模块原生集成SERCOS III接口,这是一种专为高性能运动控制设计的硬实时工业以太网协议。与普通以太网相比,SERCOS III通过时间槽机制保证了数据传输的绝对确定性和极低抖动(<1μs)。这使得数十个甚至上百个 C400/10/1/1/1/00 驱动轴能够与主控制器实现严格的时钟同步,实现诸如电子凸轮、飞剪等对相位同步要求极高的复杂工艺,且布线简单,仅需一根标准网线即可实现通讯和供电(通过Ethernet APL)。
创新点3:面向对象的软件工程与“配方”化管理。
在Automation Studio软件平台中,每个 C400/10/1/1/1/00 驱动模块及其关联的电机、工艺参数都被抽象为一个软件对象。工程师可以像搭积木一样,通过拖拽和配置对象来构建整个机器程序。更重要的是,所有机械参数(如行程、速度曲线、凸轮表)均被参数化并存储为“配方”。当更换产品时,只需调用新配方,所有轴的运动参数自动更新,无需修改底层程序,这极大地简化了机械设计,并实现了包装机械的终极柔性化生产。
应用案例与行业价值:
在北美一家领先的饮料企业的高速灌装线上,灌装阀的精确开闭与传送带的同步是保证灌装容量精度的关键。该产线采用了基于ELAU PacDrive的系统,其中负责控制32个独立灌装阀开闭的精密伺服轴,均由 C400/10/1/1/1/00 模块驱动。
应用流程: 主控制器通过SERCOS III网络,向所有 C400/10/1/1/1/00 驱动模块广播传送带主编码器的位置信号。每个 C400/10/1/1/1/00 根据预设的电子凸轮曲线,独立、精确地控制其对应灌装阀伺服电机,在瓶子到达阀口的瞬间完成高速开启、定量灌装和关闭动作。带来的改进: 1) 灌装精度革命:将灌装容量误差从±5毫升降低至±0.5毫升,每年节省的原料成本极为可观。2) 生产效率飞跃:生产线速度从每分钟400瓶提升至800瓶,且高速下无滴漏、无泡沫。3) 维护与换产智能化:通过HMI一键切换不同瓶型和容量的配方,换产时间从数小时缩短到几分钟。产线维护工程师反馈:“C400/10/1/1/1/00 模块的同步精度和可靠性超乎想象。它让我们的灌装阀像指挥家的手指一样精准协同,而且再复杂的生产变更,在软件里点几下就能完成。”


相关产品组合方案:
构建一个完整的ELAU PacDrive自动化解决方案,C400/10/1/1/1/00 需要与以下系统组件协同工作:
ELAU PacDrive 中央控制器(如L系列PLC):作为系统主站,通过SERCOS III网络管理与同步所有 C400/10/1/1/1/00 从站驱动轴。
ELAU/Max 系列伺服电机:与 C400/10/1/1/1/00 完美匹配,提供高动态响应的动力输出。
ABB/B&R Automation Studio 集成开发环境:用于对整个系统(逻辑控制、运动控制、HMI)进行统一的编程、仿真和调试。
ELAU 数字量与模拟量I/O模块:用于处理机器上的传感器信号(如光电开关、压力传感器)和执行器控制(如气阀、指示灯)。
贝加莱(B&R)或ABB 触摸屏/工业PC:作为人机界面(HMI),用于操作员监控、参数设置和配方管理。
第三方主编码器系统:为电子凸轮或同步功能提供高精度的主轴位置反馈信号。
ProSoft Technology 通讯网关:如需将PacDrive系统接入工厂级网络(如Profinet、EtherNet/IP),可使用此类网关进行协议转换。
ELAU SafeMC 安全模块:为系统集成安全扭矩关断(STO)、安全限速(SLS)等安全功能,与 C400/10/1/1/1/00 配合实现安全的运动控制。
安装维护与全周期支持:
C400/10/1/1/1/00 采用模块化、无风扇设计,通过背板总线安装在标准的PacDrive导轨上,安装紧凑且维护方便。其供电、电机动力和SERCOS III网络接口均采用插拔式连接器,大大简化了接线工作。模块上的多色LED状态指示灯可直观显示电源、通讯、运行及故障状态。