Lenze 9400伺服PLC在瓶灌裝機(jī)上的應(yīng)用
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4) 可集成的安全技術(shù)
可選的可插拔安全模塊可滿足IEC 61508SIL3安全標(biāo)準(zhǔn)的要求。模塊化的解決方法，對(duì)于滿足將來可能進(jìn)一步增加的安全要求也提供了可靠的保證。
4.2. 系統(tǒng)配置
系統(tǒng)配置如圖1所示。9400伺服PLC驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)同步伺服電機(jī)控制托盤的上下運(yùn)動(dòng)，電子凸輪CAM曲線由9400伺服PLC在線計(jì)算，并存儲(chǔ)在9400伺服PLC中。大盤上安裝一個(gè)SSI絕對(duì)值編碼器，編碼器信號(hào)接入9400伺服PLC X8接口中，作為CAM曲線的主軸信號(hào)，大盤轉(zhuǎn)一個(gè)工位，編碼器則旋轉(zhuǎn)一周。
圖1 系統(tǒng)配置圖
9400伺服PLC驅(qū)動(dòng)器通過集成的CAN接口與觸摸屏進(jìn)行通訊，擴(kuò)展IO接口通過CAN總線與9400伺服PLC相連。
4.3. 主要功能
1) CAM曲線在線計(jì)算
在畫面上輸入關(guān)于瓶子形狀的特征點(diǎn)，9400伺服PLC程序中即可根據(jù)瓶子形狀特征點(diǎn)得出瓶子形狀體積模型，然后根據(jù)瓶子體積、灌裝速度、大盤SSI編碼器角度計(jì)算出通用曲線方程，離散化得到計(jì)算CAM曲線。
2) CAM曲線計(jì)算錯(cuò)誤保護(hù)
由于在灌裝過程不允許電機(jī)倒轉(zhuǎn)或者暴沖，CAM曲線的計(jì)算結(jié)果需要進(jìn)行容錯(cuò)檢查。
a) 特征點(diǎn)坐標(biāo)值輸入錯(cuò)誤檢查；
b) 灌裝曲線趨勢(shì)檢查；
c) 檢查計(jì)算結(jié)果相鄰點(diǎn)之間值是否跳變過大，以防止電機(jī)出現(xiàn)暴沖現(xiàn)象。
3) CAM曲線在線切換
在生產(chǎn)線灌裝過沖中，使用CAM曲線在線切換功能，實(shí)現(xiàn)不停機(jī)切換灌裝不同的瓶子。
4) Lock to CAM 功能
運(yùn)行CAM曲線前，電機(jī)可能在任意位置。為防止投入CAM曲線運(yùn)行瞬間電機(jī)出現(xiàn)暴沖現(xiàn)象，可采用以下辦法：投入CAM曲線運(yùn)行命令后，先將電機(jī)位置自動(dòng)定位到CAM計(jì)算曲線對(duì)應(yīng)的位置，定位完成后再自動(dòng)運(yùn)行CAM曲線。
5) 轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償
在外部慣量較大時(shí)，可以采用轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償。由于電機(jī)運(yùn)行時(shí)，外部負(fù)載為固定值，且負(fù)載方向一直向下，可以等同為位能性負(fù)載。伺服控制器驅(qū)動(dòng)電機(jī)帶動(dòng)桿上升時(shí)，需要加上此負(fù)載對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)矩量；電機(jī)帶動(dòng)桿下降時(shí)，則需要減去此負(fù)載對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)矩量。
5 Lenze亮點(diǎn)
1) 高精度的伺服PLC驅(qū)動(dòng)器，32位處理器，具備極高的運(yùn)算及控制精度，程序掃描時(shí)間可達(dá)1ms；
2) 除具備9400伺服驅(qū)動(dòng)器特性外，還兼容PLC功能。一臺(tái)9400伺服PLC可替代PLC+伺服驅(qū)動(dòng)器的組合，減少成本，性價(jià)比較高；
3) 可執(zhí)行公式生成的計(jì)算CAM曲線或者固定CAM曲線，CAM曲線之間可進(jìn)行在線切換；
4) 兼容第三方設(shè)備的Profibus DP、ProfiNet、EtherCAT等常用的通訊；
5) 外圍可擴(kuò)展IO端口。
6 結(jié)論
9400伺服PLC驅(qū)動(dòng)器除具備高精度伺服控制的特點(diǎn)，兼具PLC的功能，支持ST、FBD等多種編程語言，還可以進(jìn)行外圍IO擴(kuò)展，具備較高的性價(jià)比。此外，還可以實(shí)現(xiàn)在線CAM曲線計(jì)算、固定CAM曲線與計(jì)算CAM曲線的切換等多種功能，對(duì)于灌裝設(shè)備技術(shù)水平的提升有著重要的實(shí)際應(yīng)用意義。
評(píng)論