2004年,中国的伺服产品更多的是集成于专用控制器的设备,占据近60%的市场,PC是伺服产品的第二大平台,占据20%的市场,同时PLC也是设备的主控制器;但目前只有少数欧洲厂商提供的驱动器集成了运动控制器,且用于对安装空间要求较高的场合。
那么伺服系统如果应用于包装生产线上,会给运动控制系统带来怎么的好处甚至是革新?
尽管多数制药商对他们的新设备表现得很平静,但伺服动力包装系统仍在工厂中占据了应有的地位。当柔性生产设备成为消费品生产厂家的支柱时,必要的调整却成为在制药应用中的强大阻力。与传统轴传动包装系统采用PLC控制和机械连接相比,伺服系统要依赖基于PC的控制系统,这种情况带来了更多的问题。许多制药企业为使用伺服设备宁愿多走一段路控制工程网版权所有,尤其是当他们有更多的专业药品需要多种包装
暂不说商业压力,以伺服系统为基础的设备要比轴传动设备具有更多优势。在伺服系统以前,包装设备有一个大的交流电动机以固定的速度运转,远离主轴的机械连接控制每一个包装程序,将轴运动从一个速度转换成另一个速度,或者将旋转运动转换成直线运动。主轴每转动一次,就从另一端产出一个产品。当用户想将小瓶换成大瓶或者改变包装尺寸或形状时,就必须对设备进行重新调整 。而伺服系统改变了这种情况,没有了到主轴的机械连接,每一个伺服系统(包括电动机、齿轮头和软件)是独立运转的。这样做的好处是:无论是压力、速度、位置,都可以改变。以前,改变这些会花费7个小时,除非有足够大的批量以保证调整的有效性和理想的生产周期,否则很难改变。现在,只需3~5分钟就可完成调整,且方法很简单。
伺服系统的一个主要特点是它的闭环反馈,以伺服系统为基础的封口机控制转矩的精度可以达到±0.02%,而标准离合器驱动的封口机的精度仅为20%,由此很清楚看到伺服系统的价值所在。例如,在存储每一个盖子的转矩值后,如果需要召回CONTROL ENGINEERING China版权所有,只需召回1000瓶,而不是以往的100万瓶。同样的数据也可以用来分析封口机磨损的程度以决定是否需要维修。自从伺服系统使用了更小的电机,就极少需要维修了。通常,伺服系统的两次故障之间的间隔是20万小时。
当然伺服系统也有不足之处,某领先制药企业的一位项目经理表示,“它们将更加快速、精确、易于控制、维修和使用,而且更加持久。当原有系统要淘汰或要建新工厂时,推荐工厂安装全伺服的包装线,因为伺服系统可以帮助在问题发生前预测到www.cechina.cn,并告诉到哪里去解决。所有事情变得简单,比轴驱动机器前进了一大步”。然而实际应用情况并非如此,原因与伺服系统控制有关。要弄清原因,需要先看一下老式的轴驱动包装线。它们也许并不灵活或精确,但机械连接使得它们具有可预见性。一个使用阶梯逻辑的可编程逻辑控制器使一个功能紧接着另一个功能,这是一个相对容易确认的系统。
但同时,伺服系统是独立运行的模块,它们依靠软件而不是齿轮、链条和凸轮来完成其任务。许多软件使用基于PC的处理器,这既是它们的强大之处,也是它们脆弱的地方。一方面,个人计算机使得拖放式和触摸屏控制成为可能。它们支持先进的数据采集、传输和分析控制工程网版权所有,也支持21 CFR Part 11法规所遵从的查账审核的综合需求。但不足之处是,这些强大的地方也是个人计算机脆弱的地方。PC不像PLC阶梯逻辑,计算机可以在同一个时间做10个不同的事情,因此,当这些功能同时进行时,确认一台机器是一个挑战。
制药设备必须在每个单一时间内以同样的方式运转。不是三条路,而是只能有一条路来造出产品。对个人计算机系统的关注在于:是否能够做到,一条路错了,计算机会发现另一条路而绕过它。而对于台式计算机的蓝屏死机现象,很多企业都很害怕这种事故重复发生。