介紹機械領域的運動控制系統(tǒng)全自動化應用

　　對于機械制造商來說，性能和成本費用的壓力在不斷地增加。即使在執(zhí)行機構(gòu)的技術領域里，為了滿足日益提高的新要求，開創(chuàng)新的控制結(jié)構(gòu)是絕對必要的。今天，以電子傳動系統(tǒng)為基礎的運動控制，其提供的靈活性大大增加，采用機械系統(tǒng)是永遠不可能達到的。

　　Pilz公司提供的 primo 裝置是專門為包裝機械設計的，使用靈活，同時也適用于其他類似要求的應用領域。

　　primo 裝置為完成普通結(jié)構(gòu)的替代和實現(xiàn)系統(tǒng)的擴展提供了機遇。根據(jù)客戶的要求，采用PMC（Pilz運動控制）primo控制系統(tǒng)，或者與一個主控制系統(tǒng)（例如PLC， IPC）連接，自動化功能就能全面得到實現(xiàn)。這一點令包裝機械制造商特別感興趣。

　　PMC primo控制系統(tǒng)是一種高性能的產(chǎn)品系列，能夠滿足各種要求，實現(xiàn)全自動化功能，包括完成各種復雜的運動順序。它根據(jù)各自的要求發(fā)出指令，選擇合適的解決方案。以控制器為基礎的PMC primo16+控制系統(tǒng)，帶有分離式動力元件，適用于多軸控制，應用十分靈活，但需要較大的空間。

　　PMC primo傳動控制系統(tǒng)帶有一個積分動力元件，利用它可控制多達9個傳動裝置。

　　適用于少量和中等數(shù)量控制軸的開放式成套系統(tǒng)

　　帶有積分傳動裝置的控制系統(tǒng)是專門設計的，適用于少量或中等數(shù)量的主軸控制。在獨立模式的局域網(wǎng)絡之中，它可進一步操作和控制8個以下的傳動裝置。在采用這種結(jié)構(gòu)的情況下，裝有PMC primo控制系統(tǒng)的傳動裝置具有中央控制器的功能。

　　該系統(tǒng)具備全自動化所需要的一切功能。它具有傳統(tǒng)的I/O輸入/輸出擴展接口及便于有效編程和遠距離維護的以太網(wǎng)服務接口，還包括結(jié)構(gòu)小巧的閃存卡插口。它可通過CAN、Modbus或PROFIBUS等進行通信聯(lián)絡，這一功能使整個系統(tǒng)處于十分開放的地位。

　　由于采用9軸同步聯(lián)動作為8個電子凸輪運行，集成的軟PLC可以依照IL編碼形式對1000個指令進行掃描，其掃描時間少于50微秒。這種集成硬件的設計，適合于高速運行，操作簡單。除了采用電池的RAM緩存器作為剩余數(shù)據(jù)儲存外，還為用戶提供了一個2 Mbyte的閃存器。這就是說，所有與項目相關的數(shù)據(jù)都可以儲存在系統(tǒng)內(nèi)。

　　這一裝置具有一種新的功能特點，即能夠按照DIN 66025標準（為數(shù)控機床設計的專用程序），執(zhí)行多維運動控制。例如，在入門應用過程中，它可以實現(xiàn)簡單的標準化編程。運動控制可通過文本或軟PLC編程界面上的圖像來進行編程。最佳化時效的運算法則與軸的操作是否采用插補方式或是否采用現(xiàn)有的凸輪盤功能無關。軟PLC的短時掃描時間是始終可以保持不變的。

　　網(wǎng)絡功能成全了大量的軸傳動系統(tǒng)

　　在獨立模式狀態(tài)下，以控制器為基礎的PMC primo 16+系統(tǒng)可以作為多達16根軸的中央控制器。其性能數(shù)據(jù)與傳動裝置相關的性能數(shù)據(jù)相符，因為其內(nèi)部設計是一致的。這就是說應用程序?qū)⒖梢栽谶@兩個系統(tǒng)上運行，而不需要作任何修改。

　　其不同點在于可擴展的現(xiàn)場總線選項和系統(tǒng)接受大量主軸的網(wǎng)絡功能上。如采用幾個PMC primo 16+系統(tǒng)裝置，就有可能執(zhí)行分散式運動控制單元，幾乎能夠控制無限的主軸數(shù)量。其中一個特別的好處是：用戶可以實現(xiàn)高動態(tài)時鐘速度，從而達到高精度水平的目的。該系統(tǒng)的概念性設計可以使控制軸多達700根。在實踐中所采用的自動化解決方案，控制軸數(shù)量已多達53根。如需要對一臺以上的機器，例如對成套生產(chǎn)工藝流程實現(xiàn)自動化時，上述這類挑戰(zhàn)就能充分顯示出它自身的價值。除此之外，還需要采用相應的運輸和傳送技術來控制進給和輸出傳動裝置。

　　因此，只要采用一種產(chǎn)品，就可提高整個系統(tǒng)的靈活性和性能，這只有通過帶有高端運動控制系統(tǒng)和一個集成的PLC的分散式傳動技術才能實現(xiàn)。

　　從一個界面實現(xiàn)全自動化

　　集中式以太網(wǎng)界面使其能夠接近整個系統(tǒng)，因此，也有利于所有連接軸的編程和診斷。不管分散設計的情況如何，從用戶的觀點來看，整個系統(tǒng)代表了它本身是以一個集中的系統(tǒng)而存在，因為軸的區(qū)分是在背景中自動發(fā)生的。

　　其最重要的特點是：所有的元件和數(shù)據(jù)都包含在單一的用戶工程項目之中，并且在Pilz公司新一代的傳動集成運動控制系統(tǒng)中得到了實現(xiàn)。

　　在實際應用中，傳動裝置的設定和凸輪的生成扮演了很重要的角色，但首先取決于聯(lián)動軸的相互關系。幾乎在所有的包裝機械中情況都是如此。用戶的這些重要工具現(xiàn)在都被綜合利用到編程界面之中。由于其簡單直覺、易于操作，不存在多余的界面，設計工程師可以節(jié)約很多開發(fā)時間和成本費用。如與編程相比較，其各項參數(shù)可以使整個系統(tǒng)更易于使用，并可減少創(chuàng)建一個新應用程序所需的工作量。在包裝機械更新升級時，這些優(yōu)越性確實就能自然而然地體現(xiàn)出來。

　　儲存于數(shù)據(jù)庫中的預定義功能塊是形成這一簡單工藝流程的基礎。其中心功能是建立起與公 共程序的連接，并將在那兒產(chǎn)生的數(shù)據(jù)和參數(shù)儲存起來。功能塊可以隨心所欲地在項目范圍內(nèi)使用，例如，驅(qū)動參數(shù)可以在每次重復起動時下載，或以另一種替代方式，只從服務菜單中下載。當數(shù)據(jù)被轉(zhuǎn)存到用戶項目中時，就能生成一個新的功能塊，這是數(shù)據(jù)庫原功能塊的修正版本。這樣，每個驅(qū)動裝置或凸輪被指定作為其自己單獨的數(shù)據(jù)記錄。對于驅(qū)動參數(shù)而言，這聽起來好像是當然的事情，但對于一個凸輪的生成而言，這具有特別重要的意義。

　　“凸輪生成器”為軸校驗提供支持

　　在一個有效程序中，用戶可以對凸輪作出定義是否應保持靈活，如果是這樣，要明確是哪個部件，以便能夠通過參數(shù)，根據(jù)生產(chǎn)過程中的變化，對傳動裝置進行調(diào)節(jié)。一旦有效程序關閉，凸輪參數(shù)被儲存到功能塊之中，其中可變的部分， 例如圓角點是作為輸入值生成的，然后這些數(shù)值可以通過現(xiàn)場總線或操作員終端，在程序周期范圍內(nèi)重新設定和修改。

　　這一程序給用戶提供了一個觀察凸輪圖像的機會，而且使他們在任何時候都可以在機器上修改這些圖像?！巴馆喩善鳌笨蓭椭脩暨x擇加速值和制動值，從而保證傳動機構(gòu)在運動時不發(fā)生搖晃現(xiàn)象。這樣就可以大大縮減調(diào)試設定時間。

　　除了簡單明了以外，這種在項目范圍內(nèi)儲存全部機器數(shù)據(jù)的功能也帶來了其他正面的效果。PMC primo裝置裝有一個很大的內(nèi)部閃存器，它允許在任何時候?qū)⑷繑?shù)據(jù)上載到編程界面上。采用這樣的方式，目前的項目可以儲存到當?shù)氐脑O備之中，如可能，還可儲存到小巧玲瓏的閃存器上。當需要服務使用時，這一項目可拷貝到服務用的PC機上，使其立即起動有效的診斷裝置。

　　如果裝置需要交換，可使用可拆卸的數(shù)據(jù)存儲器，其好處是“即插即用”。此外，由于其簡單易用，因此，只要用插卡起動硬件，就可以重新自動地將所有數(shù)據(jù)儲存到裝置中。

　　許多用戶希望從一個界面來達到全面自動化；由于有了PMC primo控制器系列產(chǎn)品及現(xiàn)在的軟PLC裝置，終于使這種希望變成了現(xiàn)實。采用與大范圍系列的測試型運動控制功能塊和軟PLC界面相結(jié)合的使用方式，擴展后還包括“凸輪”和“驅(qū)動設定”功能，這一切為機械制造商和最終用戶提供了一種能夠用于獨立和快速執(zhí)行復雜應用程序的工具。