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包装工业的运动控制解决方案

作者:Al Presher2009.03.27阅读 3910

  没有哪一种工业像包装机械那样对运动控制有如此广泛和强烈的需求。伺服系统在过去二十年内彻底改革了包装设备,并且在新机器上安装更多伺服系统的趋势还在愈演愈烈。现在,自动化控制设备的供应商又瞄准了两个关键领域藉以完善他们的服务,即针对特别应用定制软件和硬件解决方案www.cechina.cn,以使包装机械设计模块化成为可能。
  模块化是终极目标
  "在包装工业自动化的领域内,运动控制技术的主要趋势就是模块化",ELAU 公司的工程主管Tom Jensen说。"在过去的十年里,机器制造商一直在强调机器设计的模块化,但是直到今天,技术界仍未能提供可靠的解决方案。"

包装工业自动化


  Jensen说,有一个领域将使模块化设计提升到一个新的高度,这就是驱动和电机一体化解决方案的出现。在这类新产品中,放大器和电机整合在一个外壳里面,而且只用一根连到运动控制器的电缆就完成了系统互联。
  ELAU公司最近发布了他们新的智能伺服模块,类似的新产品包括Bosch Rexroth公司推出的IndraDrive Mi和以及来自AMK,Animatics和IMS 公司的产品。
  Jensen称使用这种一体化伺服硬件,以及预先编制好的可选用的伺服软
件来进行模块化设备的设计,可以为OEM制造商提供即插即用的操作体验。比如可以在机器的前台操作终端预先写进伺服选件CONTROL ENGINEERING China版权所有,如果用户想要在机器上增加电机,他将会告诉用户说“你将某一个虚拟代码变成真实代码,就可以驱动真实的电机了”。
  一体化驱动电机刚好在这个地方发挥了作用www.cechina.cn,因为它提供了一个不打开电气控制柜就能为机器添加伺服功能的方法。因为控制结构及软件已经预先确定好了,一旦设备上增加了一体化驱动电机,用户只需要使用机器内置的网络和特定的自动化协议与之进行通讯就行了。
  一体化驱动电机的诱人之处是能够减少机器控制部分的工作量,另外就是节省了电缆及电气柜的开销,电气控制柜只需要把运动控制器和电源容纳进去就够了。一个ELAU的用户还认为基于此项技术,能够减少他们机器的高度和占地面积。
  包装的软件解决方案
  模块化方案给包装机械带来的第二个重要影响,就是按需定制软件。越来越多的供应商能根据特殊需求提供一整套集成化的硬件和软件,比如卷烟机,纸板包装机,灌装机及其他包装行业内的垂直机械市场。
  实现的途径是:提供软件库,功能模块和/或软件对象类以处理针对特殊应用的软件控制需求。许多供应商提供基于IEC 61131-3的解决方案和功能模块库,很容易用在项目里面或者针对某种特殊的机器实现结构进行配置。

包装的软件解决方案


  “使用标准库减少了用户的编程负担”,Jensen说,“我们有针对特定机器类型的软件包,例如对成形-灌装-封口的典型应用,80%的程序已经编好了。工程师所需要做的工作只是对功能模块进行参数化,并把软件开发的精力集中在令自己设备与众不同的地方。”
  在本文接下来的部分,你将看到针对包装设备的各种运动控制解决方案。控制方案供应商不仅提供产品,而且基于对现代包装设备需求的关注,提供整体的系统级解决方案CONTROL ENGINEERING China版权所有
  针对灌装机的解决方案
  Pilz公司(皮尔磁)提供预编程的功能模块以及基础类,简化了灌装机械的开发进程。程序以梯形图的形式被写在系统的软PLC里面。
  该系统用于灌装液体和糊状产品,很多都是与奶油类相关的应用,要求速度为每分钟60剂。灌装量可根据罐的大小确定,罐子的移动按照随后确定的路线进行优化。所有运动都被精确控制,以减少晃动造成的意外或溢出。

针对灌装机的解决方案


  多轴协调运动可通过使用“虚拟主轴”技术实现CONTROL ENGINEERING China版权所有,它可以为四个分布式安置的伺服电机提供一个内部的虚拟的主速度参考值。内部运动发生器允许系统在任何时刻针对任何一种产品调整曲线,即使产品之间的差别非常小。所有的参数都被储存以便于修改,所有的设置都存储在PLC中,用户只要按一个按键就能改变一套参数。通过称重传感器进行灌装量的校正可以完成重量的自动优化控制。
  所需的系统硬件包括一个PMCprimo16+运动控制器和四个PMCtendo DD4 伺服驱动器,可通过CANopen(每1毫秒更新一次)获取目标位置和电流、实际位置和电流数据,以及进行故障诊断。
  针对袋装封口/裁切机的解决方案
  Baumüller公司开发了一套软件解决方案和配套的驱动系统用于连续型立式制袋、灌装和封口机。该方案提供了一个软件模板,供用户查看单个机器模块的所有功能。
  关于切刀的提起和运动的实现、垂直同步、封口和定量给料系统的实现,并不需要专门的运动控制专业知识。这一过程可通过不同的软件模块进行控制,软件模板的模块化特征使得人们很容易对默认的硬件和软件结构进行调整来适应机器的要求。

针对袋装封口/裁切机的解决方案


  这个系统使用了一个单独的b maXX-drive PLC 控制器,该控制器可以提供运动,逻辑及人机接口的功能。基于驱动的控制器能够快速地同步访问驱动器,这使得机器可以依靠
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