德國BECKHOFF(倍福)PC控制在紡織梳理機的應用
2006/6/1 20:14:00
概述: 在紡織行業(yè)的生產(chǎn)過程中,首先要把纖維材料變成紗,然后才能織布。位于美國北卡羅來納州的IRAGriffin Sons, Inc.有限公司是梳理機的生產(chǎn)廠家。梳理機是把纖維頭梳理整合后再進行上漿(保護纖維和紗絲在編織過程中不會因受力而斷線的一種工藝)的一種設備。自2003 年1 月以來,IRA Griffin 公司的梳理機采用Beckhoff 公司的PC 控制技術(shù),簡化了控制系統(tǒng),降低了成本,提高了可靠性。 選用Beckhoff 自動化產(chǎn)品是由于他們能夠提供完整的解決方案并符合IEC 61131-3 編程標準。梳理機的控制器基于Beckhoff 的TWINCAT 控制軟件和帶PROFIBUS 接口的總線端子。IRA Griffin 公司選擇PROFIBUS 是因為它速度快,并且得到變頻器生產(chǎn)廠家的廣泛支持。一套梳理機中并行的驅(qū)動器有時多達25 臺。 Barry Shelton 先生,IRA Griffin 公司的電氣工程主管,專門負責將梳理機的控制系統(tǒng)轉(zhuǎn)換為基于PC 的控制。他說:“很多年來,我們的控制系統(tǒng)都是從外面采購。1988 年公司開始生產(chǎn)自己的DOS 版PC-Based 系統(tǒng)?;贒OS 的系統(tǒng)非常靈活,易于編程,但是卻不能實現(xiàn)并行的運動控制。系統(tǒng)通過網(wǎng)絡給驅(qū)動器發(fā)出以RPM 為單位的速度指令或以負載百分比為單位的轉(zhuǎn)矩指令?;贒OS 的系統(tǒng)不能實現(xiàn)多個驅(qū)動器的同步控制。 1995 年,這個問題有了重大改觀。這時IRA Griffin 公司轉(zhuǎn)而使用一種基于PLC 的系統(tǒng),該系統(tǒng)的多驅(qū)動器速度或轉(zhuǎn)矩的同步刷新調(diào)節(jié)性能卓越。通常同步刷新在PLC 的普通掃描期間完成,需要20 到50 毫秒。如果要求刷新周期小于5 毫秒,可以在PLC 程序中使用附加的中斷。PLC 可以更好地調(diào)節(jié)運動控制,但是卻缺乏基于DOS 系統(tǒng)的靈活性,所以IRA Griffin 公司的梳理機中還是得使用一臺PC 機?!爸钡侥菚r,如果一套系統(tǒng)中有多臺并行的驅(qū)動器,我們還是使用一臺獨立的PC 機來運行驅(qū)動控制程序,” Shelton 說,“有些設備只有三到四臺驅(qū)動器,而有一些設備卻多達20 到25 臺。這些驅(qū)動器并列運行,借助負載反饋單元調(diào)節(jié)速度或轉(zhuǎn)矩。當我們嘗試在DOS 軟件程序中完成這個功能,而不利用驅(qū)動器內(nèi)置功能時,結(jié)果掃描時間非常穩(wěn)定。”他解釋說。 我們一直使用PLC 系統(tǒng),直到2003 年1 月,公司為期兩年的工程改造計劃達到頂峰,開始在船舶機械上使用Beckhoff 控制系統(tǒng)。 該計劃的目標是: ·降低組件成本; ·提高控制的可靠性; ·減少客戶培訓時間 ·降低為每臺設備編程的平均費用。 Shelton 依據(jù)他已有的PC 經(jīng)驗,認識到現(xiàn)有設備上的PC 沒有得到充分利用。他得出一個結(jié)論:用一臺PC 可以做任何事情,從而減少控制器和網(wǎng)絡的數(shù)量。“我們很早就認識到,達到我們目標的最好辦法是采用一套基于PC 的控制系統(tǒng)。它集控制器、人機界面(HMI)和PC于一體,加上PROFIBUS 之后,使網(wǎng)絡數(shù)從三個減至一個”,談到這套新的緊湊型系統(tǒng)時Shelton如是說?!拔覀円郧坝腥齻€獨立的網(wǎng)絡:一個底層的I/O 網(wǎng),一個驅(qū)動器控制網(wǎng)和一個連接控制器和人機界面的以太網(wǎng)。所以我們的機架上滿是昂貴的組件和價值不菲的網(wǎng)絡接口卡。 Shelton 先生還提到,幾乎所有的驅(qū)動器制造商都提供PROFIBUS 選件?!八晕覀兪褂肞ROFIBUS 網(wǎng)絡,這意味著我們也得有支持PROFIBUS 的I/O 和驅(qū)動器?!拔覀儝侀_了對自己和客戶都倍感復雜的東西。所以現(xiàn)在我們?nèi)サ袅薖LC 和PLC 機架上的專用以太網(wǎng)卡,以及I/O 機架上的專用I/O 卡?!? 解決方案:基于PC 的控制。 在確定新的控制系統(tǒng)的要求之后,就需要尋找一個合適的供應商。Shelton 先生把視線集中在尋找一家致力于PC-Based 控制技術(shù)的專業(yè)制造商,并希望該制造商能提供盡可能多的硬件和軟件?!拔覀儾幌M麖囊患夜举徺I軟件,又從另一家公司購買I/O,再向其它公司購買其它東西”,Shelton 強調(diào)。“一家廠家能夠提供的東西越多,系統(tǒng)的集成度就會越高,使用起來也更容易?!? 另一個因素是,完全符合IEC6113-3 的編程方式對于IRA Griffin 公司非常重要。IEC61131-3允許IRA Griffin 公司使用他們首選的高級別的結(jié)構(gòu)文本語言進行編程。同時,如果需要的話,還可以靈活地將同樣的程序以PLC 梯形邏輯圖的形式來顯示。盡管如此,其主要目標仍然是降低系統(tǒng)的復雜性,以便消除客戶對編程方面的諸多擔心。其它有些公司雖自稱可提供一套完整的系統(tǒng),但其中的組件有的是自己生產(chǎn)的,有的是從別處采購的?!拔野l(fā)現(xiàn)這里面有問題,因為這樣就涉及了太多的人員和部門,而你不可能指望他們把事情做得天衣無縫?!? 他發(fā)現(xiàn)Beckhoff 公司提供的產(chǎn)品正是IRA Griffin 公司所一直尋求的,并且也滿足了Shelton在成本優(yōu)化方面的要求。他們直接向Beckhoff 公司購買組件,結(jié)果IRA Griffin 公司以最優(yōu)惠的價格獲得了最好的技術(shù)。IRA Griffin 公司自行完成了全部代碼的轉(zhuǎn)化工作,得益于Beckhoff 產(chǎn)品的每一個細節(jié)都符合IEC 61131-3 標準。IRA Griffin 公司對IEC 61131-3 標準的結(jié)構(gòu)化文本編程非常熟悉,因此很容易就掌握了最新的技術(shù)。
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