轻松收集鸡蛋

背景

自 1991 年创立以来，Fienhage 始终专注于蛋鸡养殖系统的研发与生产。如今，这家位于德国 Vechta 附近 Lutten 的企业所生产地设备已畅销全球。迄今为止，这家家族企业已在 100 个国家完成了约 10,000 个项目。Fienhage 的产品范围远不止于禽舍和育雏箱，还涵盖喂饮系统、空调照明系统以及配备现代化自动化技术的鸡蛋输送包装系统，这些产品显著简化了农业性企业的作业流程。而位于 Vechta 的 Hellbernd Elektrotechnik 是为 Fienhage 的系统设计和制造所需开关设备的企业之一。Hellbernd 拥有多年为私人及商业客户设计和制造开关设备、控制系统以及电气装置的丰富经验。六年多来，Hellbernd 不仅为 Fienhage 制造的系统打造开关设备，还负责该公司生产设施的维护和安装工作。

挑战

“对于 Fienhage 而言，其产品配备简单易用的控制系统至关重要，以便任何人都能轻松操作，”负责 Hellbernd 电气工程项目规划的 Daniel Böske 如是说。“此外，操作安全性以及确保产品具备良好的性价比也是首要考量因素。”

这些标准同样适用于 Hellbernd 为 Fienhage 设计的控制系统——该系统将应用于西班牙某家禽养殖场的鸡蛋收集与输送系统。该农场由五间禽舍及一座大型设施组成，用于收集、分拣鸡蛋并将其装入蛋盒。输送带负责“捕捉”每栋禽舍内母鸡产下的鸡蛋。五间禽舍的输送带将鸡蛋输送至横向传送带，随后运送至分拣大厅。为实现鸡蛋与对应禽舍的精准匹配，每枚鸡蛋都需逐一接受检查。

“该项目的目标是实现整个鸡蛋收集过程由鸡蛋收集和分拣设施进行集中控制，”Daniel Böske 解释道。“然而，为了进行维护和清洁工作，还必须能够在每间禽舍内就地操作输送带。” 当某禽舍内的鸡蛋全部收集完毕（即对应输送带清空时），该信息需在分拣设施中显示，以便直接选取下一禽舍的输送带。此举可避免分拣设施出现闲置时段。“该项目面临的另一项挑战是，需要以零故障且高度可靠的方式连接极其冗长的线缆，”Böske 先生补充道。

“若采用硬件解决方案实现该控制任务——例如，通过开关单独控制每个执行器——将变得极其复杂且成本高昂，”Leon Hellbernd 解释道。“为了发送指令并接收信号，我们本需要从分拣设施铺设相应数量的控制线至各条输送带。更何况，这些硬件组件将占用大量空间。”

解决方案

这就是为 Hellbernd 决定采用伊顿的 easyE4 的原因。这款功能强大的控制继电器能够在各类工业与建筑应用中高效实现的控制系统。它兼具高度灵活性与便捷操作性，不仅具备小型 PLC 的所有功能，更显著提升了成本效益。

Hellbernd 在鸡蛋收集和输送系统中总共使用了七台 easyE4：其中一台 easyE4 作为主控设备，其余六台分别控制五间禽舍内的输送带以及横向传送带。“主控继电器上的集成显示屏可用于指定是否需要对其他 easyE4 进行寻址，”Hellbernd 先生表示。“在主控设备的命令下，从属控制继电器会处理自身命令，随后将信息反馈至主控设备或其他 easyE4。在自动模式下，通过主控制柜上的伊顿选择开关，选择输送带应运行的禽舍。位于输送带上方的 M22 指示灯（同样来自伊顿）指示某禽舍的鸡蛋是否已完成收集、正在收集中或是否发生故障。“六台 easyE4 分别控制一条输送机，并计算输送带驱动装置的转动脉冲数，”Leon Hellbernd 解释道。“根据脉冲数，easyE4 可以识别出某段输送带已完成运行，这意味着所有鸡蛋已被移除且输送带处于空载状态。控制继电器将此信息传递给主控设备，以便启动下一个禽舍的输送带。” 所有传送带的设定速度也可在主控柜中统一配置。

所有控制继电器均通过以太网 (Ethernet) 连接，并通过 NET 进行通信。“每台 easyE4 都运行着自己的程序，”Leon Hellbernd 解释道。“它执行主控设备的命令，检查输入信号，并在出现故障时发出报告。故障信号以 NET 变量形式显示，这样其他控制继电器就能直接获取相应状态信息，无需进行额外评估。” 控制继电器会持续查询所有连接的 easyE4 设备的变量状态，因此当其中一台设备发生故障时，其他设备能立即采取相应措施并上报故障事件。“由于同一网络内最多可有八台 easyE4 设备通过 NET 相互通信，该应用无需额外的配置上级控制器，”Hellbernd 先生强调道。这不仅降低了成本，更显著简化了系统部署流程。

伊顿 easyE4 控制继电器通过直观的 Eaton easySoft7 软件进行编程。用户可选择四种编程语言，这意味着电路图可通过功能块图 (FBD)、梯形图 (LD)、伊顿专有的“easy”编程语言 EDP 或结构化文本 (ST) 进行创建。“我选择了“结构化文本”进行本次项目编程，因为个人认为这种语言更易理解，能显著提升工作效率，”Hellbernd 先生如是说。设备还可通过集成键盘和显示屏进行编程：正如 Hellbernd 先生所指出的，“键盘功能出色，且易于使用。我们还利用显示屏基于三种背景颜色呈现可视化信息。”

随着鸡蛋收集系统即将安装在西班牙，通过以太网 (Ethernet) 进行远程维护的能力对 Fienhage 而言是一项额外优势。此外，程序更新可通过基础设备中的微型 SD 卡适配器轻松进行。这不仅节省了未来技术人员赴现场进行维护工作所需的差旅费用，还使现场工作人员能够自行调整工艺参数。

除 easyE4 控制继电器外，Hellbernd 还为该系统采用了伊顿的众多其他设备，包括用于输送带驱动的 DC1 变频器、小型断路器、紧凑型启动器、接触器、M22 指示灯和声学传感器，以及用于安装门板的主开关和用于 DIN 导轨安装的选择开关。Leon Hellbernd 补充道：“产品之间相互匹配且可轻松连接的特性，简化了控制柜的设计。” 当然，当所有产品都采用统一外观时，视觉上也会更加美观。”

结果

采用 easyE4 使 Hellbernd 得以减少接线工作、节省控制柜内部空间，并以相对较低的成本实现了分布式控制系统，且无需投入大量编程工作。Leon Hellbernd 总结道：“easyE4 易于安装简便，配置也快速便捷，这意味着小型项目也能够迅速落地实施。其另一大优势在于集成显示屏，通过设备直观易用的操作界面，客户可清晰掌握详细的故障信息，并自主调整基本参数。”