淺談貝加萊系統(tǒng)在輪胎設(shè)備上的應(yīng)用
當(dāng)前輪胎公司對輪胎設(shè)備生產(chǎn)自動化及過程自動化控制要求越來越高, 輪胎公司要生產(chǎn)高質(zhì)量輪胎, 要提高工廠管理的自動化, 要求實(shí)時數(shù)據(jù)傳輸, 要求定位精度的提高, 要求遠(yuǎn)程診斷功能, 都對設(shè)備控制系統(tǒng)提出了更高的要求; 貝加萊工業(yè)自動化有限公司,提供了一些面向生產(chǎn)自動化及過程自動化的控制產(chǎn)品及完整的解決方案。貝加萊公司的產(chǎn)品已經(jīng)用于六角形鋼絲圈擠出聯(lián)動生產(chǎn)線、方斷面鋼絲圈擠出聯(lián)動生產(chǎn)線、裁斷機(jī)生產(chǎn)線等輪胎設(shè)備。下面以六角形鋼絲圈擠出聯(lián)動生產(chǎn)線為例對貝加萊系統(tǒng)的特點(diǎn)簡單作一些介紹。
六角形鋼絲圈擠出聯(lián)動生產(chǎn)線的配置: 控制部分選用B&R Power Panel 200 系列,完成主控及顯示工作(TFT 真彩,VGA 顯示,256 色,10.4 in 觸摸屏);伺服系統(tǒng)選用B&R ACOPOS高精度全數(shù)字伺服, 使用高速實(shí)時工業(yè)以太網(wǎng)POWERLINK 控制伺服運(yùn)行; 遠(yuǎn)程采用接線簡單的CAN 通訊協(xié)議。系統(tǒng)配置圖如圖1 所示。下面分別介紹一下編程軟件、PCC( 可編程計算機(jī)控制器)、ACOPOS 高精度全數(shù)字伺服驅(qū)動器的特點(diǎn)、通訊網(wǎng)絡(luò)。
1 編程軟件B&R Automation Software
現(xiàn)在大多數(shù)工控設(shè)備上要完成顯示功能、控制功能都要用相應(yīng)的軟件來完成, 如工控機(jī)軟件、組態(tài)軟件、人機(jī)界面軟件、PLC 邏輯軟件、伺服控制軟件, 這么多軟件同時應(yīng)用在一臺設(shè)備上對設(shè)備的前期開發(fā)和后期維護(hù)帶來了不便。
圖1 系統(tǒng)配置圖
貝加萊公司推出了Automation Software軟件, 它提供了統(tǒng)一的編程、透明的通訊方式和清晰的診斷界面, 簡化了項(xiàng)目的規(guī)劃、配置、編程、文檔和診斷, 其中的常規(guī)功能和自動化組件保證了工作的有效性, 并除去了不必要的界面,實(shí)現(xiàn)了“一個工具,多個目標(biāo)”。
Automat ion Software 軟件平臺具有豐富的函數(shù)庫, 標(biāo)準(zhǔn)庫函數(shù)中的所有功能塊可以用任意一種語言來調(diào)用, 也可以在庫管理器中添加新的庫。軟件還嵌套了方便的測試工具, 如項(xiàng)目檢測、LAD 監(jiān)視、PV 變量檢測( 包括強(qiáng)制模式)、實(shí)時軌跡追蹤和源代碼調(diào)試。該軟件將內(nèi)容豐富的幫助系統(tǒng)集成在軟件中, 提供了項(xiàng)目創(chuàng)建過程的所有幫助, 為了編程的方便提供了梯形圖、語句表、流程圖、Basic、C 等編程語言。
另外,軟件中的Visual Component,人機(jī)界面部分可以和控制程序部分一同編寫、測試。由于所有部件充分地集成在一起, 可以明顯提高工作效率。所有任務(wù)被存儲在一個項(xiàng)目中,Visual Component 以完全圖形化的方式來生成可視化界面, 定義硬件, 畫圖, 插入位圖, 配置輸入和輸出。界面圖像可以使用圖像編輯器完成。
2 人機(jī)界面系統(tǒng)B&R Panel System
貝加萊的Panel System 有三種: ① Panel ware: 是模塊化面板功能; ② 工業(yè)級PC: 它帶有標(biāo)準(zhǔn)操作系統(tǒng), 是可編程控制的操作和顯示終端; ③ Power Panel( 如圖2 所示):它適應(yīng)于小型與中型機(jī)械與系統(tǒng), 包含了操作面板和控制器, 六角形鋼絲圈擠出聯(lián)動生產(chǎn)線就是使用的該產(chǎn)品, 下面對其進(jìn)行詳細(xì)介紹。
圖2 Power Panel 外觀
B&R 的Power Panel 200 系統(tǒng)是集控制、驅(qū)動、操作界面和通訊于一體的控制設(shè)備, 用戶可以根據(jù)實(shí)際項(xiàng)目的需要進(jìn)行靈活的模塊化擴(kuò)展。PCC 可編程計算機(jī)控制器, 是對傳統(tǒng)PLC 功能的極大提升, 其組網(wǎng)的靈活性、系統(tǒng)平臺的開放性以及智能性可使復(fù)雜的控制項(xiàng)目得以完美的實(shí)現(xiàn), 在過程自動化領(lǐng)域中得到廣泛應(yīng)用。
Power Panel 200 系統(tǒng)的技術(shù)參數(shù):
Intel based 266 MHz 處理器;
最大64 MB SDRAM;
TFT 液晶顯示屏(10 in);
自帶Ethernet 10/100 通訊接口;
自帶RS232 串行通訊接口;
2×USB(可以選配軟驅(qū)或打印機(jī));
Flash 插槽(可以外接存儲卡);
無風(fēng)扇,采用DC24V 供電;
實(shí)時時鐘;
aPCI 擴(kuò)展槽(CAN 總線、X2X I /O 擴(kuò)展、ETHERNET Power Link 擴(kuò)展等)。
項(xiàng)目的控制任務(wù)和本地的人機(jī)界面任務(wù)均在Power Panel 200 系統(tǒng)中運(yùn)行, 其可以通過靈活的現(xiàn)場總線(CAN、X2X、ETHERNET Powerlink)分別與伺服系統(tǒng)、I /O 擴(kuò)展站等相連接。同時Power Panel 200 又可以通過自帶的以太網(wǎng)口和其他的B&R 面板相連。
貝加萊公司的PCC 主要特點(diǎn)是:可靠性高、抗干擾能力強(qiáng), 對所有I /O 接口電路均采用光電隔離,有效地抑制了外部干擾源。
3 B&R Motion System
伺服系統(tǒng)選用B&R ACOPOS 高精度全數(shù)字伺服,使用高速實(shí)時工業(yè)以太網(wǎng)POWERLINK 控制伺服的運(yùn)行。
貝加萊電機(jī)反饋采用了光電正弦編碼器(ENDAT), 它匯集了增量編碼器與絕對編碼器的優(yōu)點(diǎn),還補(bǔ)償了這兩類編碼器的缺點(diǎn)。
ENDAT 編碼器系統(tǒng)具有非易失的、不需維護(hù)的電路板EEPROM 數(shù)據(jù)寄存器,操作驅(qū)動器所需要的數(shù)據(jù)儲存在這里, 減少了調(diào)試和維修的次數(shù)。
六角形鋼絲圈擠出聯(lián)動生產(chǎn)線正是采用了ENDAT 編碼器的優(yōu)點(diǎn), 不但減少了接近開關(guān)傳感器的數(shù)量而節(jié)約了成本,又提高了定位的精度。
4 通訊網(wǎng)絡(luò)
六角形鋼絲圈擠出聯(lián)動生產(chǎn)線伺服用的是B&R ETHERNET Power Link 實(shí)時以太網(wǎng)總線,I/O 點(diǎn)用的是CAN。下面分別介紹一下這兩種通訊網(wǎng)絡(luò)。
4.1 ETHERNET PowerLink 實(shí)時以太網(wǎng)總線介紹
ETHERNET Powerlink 是第一個可靠的、開放的實(shí)現(xiàn)微秒級實(shí)時數(shù)據(jù)傳輸?shù)墓I(yè)以太網(wǎng)系統(tǒng)。系統(tǒng)的技術(shù)參數(shù)如下:
標(biāo)準(zhǔn)快速以太網(wǎng):100Mbps;
標(biāo)準(zhǔn)雙絞線;
拓?fù)錇樾切突驑湫停?br />
網(wǎng)段長度100 m;
網(wǎng)絡(luò)時滯 < 1μs;
循環(huán)時間 < 200μs( 站點(diǎn)數(shù)為10 時<500μs);
實(shí)時循環(huán)時間可設(shè)定。
該總線主要應(yīng)用在那些數(shù)據(jù)交換量大, 對實(shí)時性要求很高的場合。結(jié)合六角形鋼絲圈擠出聯(lián)動生產(chǎn)線的實(shí)際特性, 要求1 臺主機(jī)帶3臺從機(jī)作速度和位置同步。由于PowerLink具有網(wǎng)絡(luò)實(shí)時性的特點(diǎn), 可以使4 個伺服軸在0.5 ms 的循環(huán)時間內(nèi)進(jìn)行位置和速度同步, 同步精度極高。從而使六角形鋼絲圈擠出聯(lián)動生產(chǎn)線生產(chǎn)的鋼絲圈質(zhì)量得到提高。
4.2 局域網(wǎng)CAN
控制器局域網(wǎng)CAN(Control Area Network)屬于現(xiàn)場總線的范疇,它是一種在自動化領(lǐng)域廣泛使用的多線路協(xié)議和有效地支持分布式控制或?qū)崟r控制地串行通訊網(wǎng)絡(luò)。
CAN 的主要特點(diǎn)有: 多主站依據(jù)優(yōu)先權(quán)進(jìn)行總線訪問, 無破壞性的基于優(yōu)先權(quán)的仲裁,借助接收濾波的多地址幀傳送, 遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)請求,配置靈活, 全系統(tǒng)數(shù)據(jù)相容, 錯誤檢測和出錯信息, 發(fā)送期間若丟失仲裁或由于出錯而遭敗壞的幀可自動重發(fā)送, 暫時錯誤和永久性故障節(jié)點(diǎn)的判別以及故障節(jié)點(diǎn)的自動脫離。
六角形鋼絲圈擠出聯(lián)動生產(chǎn)線的I /O 點(diǎn)就是采用的CAN 通訊, 是由PP220 自帶的CAN口和EX470 進(jìn)行通訊。
5 小結(jié)
通過貝加萊系統(tǒng)在六角形鋼絲圈擠出聯(lián)動生產(chǎn)線的實(shí)際應(yīng)用, 加深了對貝加萊系統(tǒng)的進(jìn)一步了解, 同時使六角形鋼絲圈擠出聯(lián)動生產(chǎn)線的控制精度得到了提高, 解決了對跳步位置、跳步長度的設(shè)定等問題, 使六角形鋼絲圈擠出聯(lián)動生產(chǎn)線生產(chǎn)的鋼絲圈的質(zhì)量得到了提高。
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