电机主轴必须满足极高的质量要求，因此位于瑞士Herzogenbuchsee的Fischer 股份公司的每个主轴在交付前都要完成复杂的测试程序。为了提高测试能力以及测试数据的数量和质量，Beckhoff公司开发了一种基于PC控制技术的测试台，它也是数字化进程中的重要一步。

开发新测试平台的一个重要原因是数据质量，未来应该获取更多且更可靠的测试数据，使用旧测试平台时，由于中央冷却系统分布在多个测试点上，因此很难进行数据对比。新测试平台不仅改善了测试质量和数据可靠性，而且还提高了测试能力，使之几乎翻倍。“在新主轴测试项目中，我们决定使用Beckhoff公司的组件来构建快速控制技术和完整的控制智能。”测试台建造负责人Adrian Flükiger解释说。速度和性能是做出上述决定的重要标准，此外还有Beckhoff公司追求的基于PC控制技术的开放性。

图1 为了提高测试能力以及测试数据的数量和质量，Beckhoff公司开发了一种基于PC控制技术的测试台

测试组经过100%的测试

“我们进行了100%的线下质量测试，我们制造的每个主轴都要经历几个小时的测试周期。” Fischer 股份公司技术负责人Stefan Schneider介绍说。测试台有两个冗余组，每个冗余组有六个独立的测试点，两组均配备了工业PC C6250控制柜。为了便于设备操作，每个测试点还配备了一个控制柜IPC C6920和一个CP3919多点触摸控制面板，该面板与CP-Link 4连接，安装在支撑臂上。选择具有冗余测试点组的结构是为了确保系统的最大可靠性。

所需测试参数存储在一个数据库中，一旦主轴在测试台上装好，相应的参数集就会通过条形码扫描加载，接着主轴会按照进入、生产和验收三个环节组成的特定测试流程进行测试。每个测试点的257个传感器提供高分辨率的数据，数据被导出、压缩和分析，然后这些数据被存储在一个数据库中，可在全球范围内使用。Flükiger介绍说：“通过新测试台以及由此获得的高质量数据，同类主轴的结果现在可以叠加，通过这种方式能够更好地检测不规则性，由此提高了质量，减少了有故障主轴的退货，因为它们根本不会被交付出去。”

所获数据的质量和可靠性非常重要，因为数据分析和数字化对企业越来越重要，如今已有两名员工专职从事这项工作。“自从我们能够高分辨率登录，并且测量数据具有可比性之后，我们能够识别样本，从而定义新的质量标准。”Schneider介绍说，“与此相关的一个例子是存储温度的分析，过去只监控界限值，低于界限值的波动根本无法检测，现在使用新测试台就可以发现这些异常。”

带有十二个测试点的测试台已经无故障地运行了一年，这种状态应该继续保持，因此人们不仅要收集主轴的测试数据，而且要监控系统中需要维护的组件（例如过滤器）。Flükiger说：“使用旧测试台时，我们会在圣诞节或暑假期间进行维护，我们想摆脱这点。新系统应始终确保可支配性，因此会监控需要维护的组件，必要时进行更换。”例如使用IPC时会监控和测量负载，如果计算机经常用到90%的容量，就会查找并消除造成这种情况的原因，必要时可以在不花费很多时间的情况下，用Beckhoff产品组合中功能更强大的设备替换IPC，因为安装是镜像的，可以轻松上传至新的IPC。

测试台的联网也是一个新颖之处，因为在旧测试台上，所有设置都必须在现场完成，而新测试台却可通过远程访问进行优化，通过摄像头提供操作安全所需的图像。Fischer股份公司经常利用这一选项，因为测试台需要在多个班次以及周末运行。

图2 在更像是控制中心的控制柜中，十二个测试点的控件布置在两个独立的测试组中，每个组有六个测试点

更改为面向对象的编程语言

由于性能问题，最初使用的图形编程系统已切换为面向对象的编程语言C＃，Twincat 3的Net接口用于C＃编程。“另一个被证明对软件开发非常有用的功能是Twincat的多示例，毕竟有十二个测试点，通过多示例只需要编写其中一个的代码，这节省了很多时间和编程工作。” Adrian Flükiger介绍说。

根据Adrian Flükiger的说法，Twincat 3 Scope软件示波器在新测试台的调试过程中证明了自己的功能，该示波器完全集成到Twincat控制体系中，通过制图工具可以实现信号曲线的简单图形显示：“借助Twincat 3 Scope我们可以实时查看每个终端的信号，这项功能的巨大好处是在开发过程中才发现的，如果在调试或故障排除期间能够比较信号，将会大有益处。”

开放式控制技术扩展了总线系统的使用

Ethercat是新测试台中的主要系统总线，但由于某些组件不可或缺，因此也有其它现场总线。“能够混合使用多种现场总线非常适合我们，因为我们在测试台中需要驱动通过Profibus现场总线连接的电机，而由于某些阀门的存在还需要CAN总线，得益于Beckhoff的开放式控制技术，多种总线系统混合使用完全没有问题。”Adrian Flükiger说道。根据他的说法，Beckhoff的EP系列EtherCAT Box模块也被证明非常有用：“如果没有这些IP67 I/O模块，接线工作量将明显增加，通过分散安装和EtherCAT盒式模块的预组装电缆，现场总线和信号接线大大简化，这样可以进一步避免接线错误，缩短调试时间。EtherCAT Box模块支持所有重要的现场总线系统，因此电气计划在更大程度上与所使用的总线系统无关。”

“针对终端我们使用Twincat中的同步单元。”Flükiger介绍说，“这样可以使应用程序结构化，更加清楚明了，简化故障排除。”同步单元定义了I/ O用户的独立单元，如果一个现场总线用户在同步单元内发生故障，那么只有自己的同步单元用户被标记为故障，其他同步单元的用户不受影响。

在开发过程中为用户提供支持

通过Lyssach的Beckhoff办事处能够获得近距离的专业支持，这点已在执行要求高且复杂的项目期间得到证实：“一旦堆积较多的问题，Beckhoff会通过预测试或小组讨论的方式为我们提供支持。”Schneider说，“这就是为什么Fischer股份公司的员工经常出现在Lyssach或的原因，特别是在早期，有些事情无法通过电话澄清，即使是今天，我们也依然时而需要支持。对于Fischer股份公司的项目团队而言，软件开发是可持续业务成功的中心支柱，因此团队严格关注质量和效率，同时邀请Beckhoff解决方案的合作伙伴MBC Engineering有限公司作为专家参与Twincat和Net的开发，这种密切合作充分利用了协同效应，实现了增值。从我们的角度来看，Beckhoff的产品组合满足了所有要求。”Schneider补充道，“因此我们目前正在为所有的旧测试台配备Beckhoff组件。”

正如Flükiger介绍的那样，基于新概念的另一个测试台已在计划中：“当前的测试台是为用于铣削程序的电机主轴设计的，另一个用于磨削主轴的测试台将采用类似设计，虽然测试台的机械部分必须完全改变，但大部分控制和软件模块方案可以再次使用。”