前言

　　燒結是世界上最古老的技術之一，幾個世紀以來，這種高溫處理工藝被用于生產陶瓷和瓷器，但在過去100年中，它還被用來將金屬粉末制成冶金產品，這就是粉末冶金。它具有非常廣泛的應用，硬質合金鉆頭、齒輪、輪轂、過濾器和軸承就是通過這種方式生產的。GKN Sinter Metals公司是該領域的市場領袖之一，她是吉凱恩集團(GKN)的子公司，歐洲生產的轎車在下線時幾乎無一不使用這一燒結專家的VVT系統(tǒng)及其它高檔傳動部件。在不懈追求高品質的過程中，位于巴伐利亞小城Bad Brückenau的GKN工廠獲得了貝加萊APROL過程控制系統(tǒng)和控制技術的最佳支持。

　　在GKN Sinter Metals公司位于Bad Brückenau的生產工廠中佇立著25臺大型金屬粉末壓機，源源不斷地生產出嶄新的皮帶輪。雖然這些工件被壓制出來時仿佛已完成，但是假如觀察者拾起其中一個，它就會粉碎成黑色粉末散落在地上，即使完好無損也必須被處理掉，因為表面接觸留下的明顯印記會影響后續(xù)燒結過程中最終產品的強度和質量，這一后果可能是災難性的。畢竟，每天從Bad Brückenau工廠中生產出來的超過13.5萬個金屬件將被安裝在重要的汽車系統(tǒng)中，如油泵、水泵或傳動系統(tǒng)等，它們的質量缺陷可能會造成極大的損害。

　　粉料混合保持一致

　　因此，公司對原料和整個生產過程提出極高的要求令我們不難理解。這一過程從粉末的制取開始，通過特殊壓機和模具壓成所需形狀，然后加熱至各自金屬材料的熔點以下溫度。通過這種方式制備工件的優(yōu)點是，即使再復雜的形狀也不會像鑄造件那樣需要廣泛的機械后加工。

　　根據(jù)所需特性，金屬粉末可以由純金屬或合金組成。至今，GKN Sinter Metals公司已經開發(fā)出數(shù)百種不同的金屬粉末配方。即使金屬材料的粒度分布和組成發(fā)生了微小的改變，也會對最終產品有顯著影響。因此，對于操作員而言，能夠獲取詳細且精確的控制和顯示數(shù)據(jù)，完全按照配方進行粉料混合非常重要。

　　自從2010年年初起，GKN Sinter Metals公司就已經依靠來自貝加萊的硬件和軟件。“我們過去使用的控制器來自一家著名的德國供應商，當這款控制器停止供貨，我們開始遇到硬件支持和備件可用性的問題時，更換供應商的想法油然而生。最重要的是，年輕的維護人員對于老一代控制器越來越不熟悉，”來自GKN Sinter Metals GmbH電子部的Harald Dziadek解釋道。由于所需的控制技術無論如何需要完全重建，因此GKN抓住這一良機改造并優(yōu)化了混料系統(tǒng)?！柏惣尤R技術非常適合這項任務，因為我們已經裝備了一系列集成貝加萊控制器的系統(tǒng)，它們的易操作性、靈活性和可靠性給我們留下了非常深刻的印象，”負責系統(tǒng)改造工作的Dziadek補充道。

　　自始至終選擇APROL

　　GKN基于第一手經驗還選擇了APROL過程控制系統(tǒng)。公司已經在其輸送帶式加熱爐中應用了該系統(tǒng)，從而為燒結過程提供關鍵數(shù)據(jù)的顯示，燒結和制粉工藝是這家公司的核心競爭力?！罢f起APROL系統(tǒng)，它卓越的靈活性、Linux操作系統(tǒng)的高安全性以及集成的SQL數(shù)據(jù)庫都令我們相當信服，”GKN公司電子部的Andreas Flei?ner說道。

　　通過使用APROL過程控制系統(tǒng)，GKN Sinter Metals公司的混料系統(tǒng)操作員可以對數(shù)百個不同的粉末配方進行管理和攪拌。

　　因此，APROL系統(tǒng)還被用來管理粉末配方，并為混料系統(tǒng)的批次處理提供可視化應用。混料系統(tǒng)含有一個傳送帶，在傳送帶上有多個裝有輔料的容器。操作員將原料從中取出，按照存儲于APROL系統(tǒng)中的相應配方，在梅特勒-托利多(Mettler Toledo)稱重終端上手動給出劑量，然后精確計量的原料被送入兩臺攪拌機中的一個，這兩臺攪拌機也配備了稱重傳感器和稱重終端。該攪拌機已經裝滿主要原料，原料直接來自于上方的筒倉。在下一次輔料被添加前，混合物的攪拌時間由配方決定，以此預防原料間結塊或其它不良現(xiàn)象發(fā)生。一旦所有原料已被添加，那么計量過程完成，并開始進入攪拌階段。攪拌完成后，金屬粉末被填充到運輸容器中，密封后進行測試。最終結果被記錄歸檔后整個批次處理過程即宣告結束，隨后叉式升降機將運輸容器直接輸送到粉末壓機處。

　　在GKN位于Bad Brückenau的生產工廠內，25臺大型金屬粉末壓機每天生產超過13.5萬個燒結件，用于安裝在諸如油泵和水泵等汽車系統(tǒng)內。

　　過程控制系統(tǒng)和控制技術相得益彰

　　這一現(xiàn)代化系統(tǒng)的核心是APROL控制計算機，APC810系列工業(yè)PC擁有足夠的資源管理數(shù)百個配方。操作員通過APROL進行計量和混料操作的同時，2005系統(tǒng)CPU控制整個系統(tǒng)。該CPU還可以根據(jù)存儲于過程控制系統(tǒng)內的配方數(shù)據(jù)對所需每一種次要原料的用量進行計算，并對攪拌機內的主要原料進行精確稱重，數(shù)據(jù)是通過稱重終端測量并通過串口傳輸?shù)??！斑^程控制系統(tǒng)和控制技術相得益彰，即使過程控制系統(tǒng)碰到意外問題，我們也能保證攪拌系統(tǒng)運行正常，”Flei?ner解釋說。

過程概覽：從金屬粉末到金屬制件

　　主操作面板基于貝加萊觸摸屏，增加了帶有急停按鈕的工業(yè)鍵盤和鍵區(qū)，它位于輔料傳送帶旁，操作員可以一邊進行計量操作一邊對其余系統(tǒng)保持密切關注。三個Power Panel分布于系統(tǒng)內，使得操作員能夠持續(xù)獲知攪拌過程的進度和狀態(tài)，并讓他們在任何位置都可以做出迅速響應。

　　然而，現(xiàn)代化改造的好處不僅限于人體工程學的改進和可用性的提高，混料過程還得到了縮短，攪拌機1每批次縮短20分鐘，攪拌機2每批次縮短15分鐘?！拔覀儸F(xiàn)在有一個強大的、完全集成化的控制系統(tǒng)，通過它我們可以對整個流程進行安全管理，密切監(jiān)視以及無縫記錄，”Dziadek在對其公司在過去一年中取得的進步加以總結時說道。

　　GKN Sinter Metals公司簡介：

　　成立時間：1960年

　　員工人數(shù)：460人

　　年營業(yè)額：約6500萬歐元

　　公司地址：GKN Sinter Metals公司是吉凱恩集團(GKN)的全資子公司，該集團在5大洲30個國家擁有7000名雇員

　　產品&服務：為汽車、機床和消費品等行業(yè)生產軸承、皮帶輪和液壓件等金屬零部件

（轉載）