贝加莱 PCC在包装及印刷设备上的应用
图1 B&R PCC 及人机界面
由于有经验的熟练工人的匮乏和生产需求的增加,使得人们对具有完善自动化性能的包装或印刷设备寄予厚望,希望它们功能强大、操作简便和控制灵活。用多轴控制系统取代以往的单轴控制系统以提高生产的灵活性便是一个典型的例证,但仅仅这些还是不能令人满意的。不同的设备有不同的控制要求,这就需要控制系统能够灵活完成多种不同的控制要求和过程。例如:铝塑包装生产线需要具有温度控制、定位切割、检测、废品排除、顺序控制、步进电机调整、变频调速、伺服电机调速以及电子凸轮控制等功能。多色印刷机则需要多台伺服电机、步进电机和变频调速同时并相互协调控制。有的则需要包装和印刷在一条生产线上同时完成,例如:二次成型PE 塑胶软管包装生产线就需要押出、切管、接头、多色印刷、上光、干燥、烫金和封尾等多道工序连续控制。每个部分即可做单机,多台单机通过灵活的网络连接即可组成一条全自动生产线。所有这些便是全自动包装或印刷生产线所应具备的功能。
为了完善包装和印刷机器的自动化功能,各生产厂家的电气技术人员做了大量工作,但都因控制系统的局限性而无法真正完善。大部分的设备厂家所能做的只能是温控表(或压力表等) + PLC(逻辑控制器) + 运动控制器(电位计或继电器控制等) + 其他检测设备等,相互之间无法达到协调运行,只能靠操作者人为调整。由于人为因素比较大,所以产品质量无法达到稳定,而且产量难以提高。这个问题直到90年代初奥地利贝加莱(B&R)公司的PCC(可编程计算机控制器)在包装和印刷机器上的逐渐应用才得以解决。
B&R PCC 的控制特点在于不但能够进行敏捷而精确的定位、温度控制和压力控制,同时还具有快速准确的横切,灵活便捷的网络通讯以及电子凸轮、电子齿轮等功能。所有这些功能都是通过软件调用一些功能函数并控制相应的定位模块和温度控制等专用模块来实现的。
众所周知,传统的可编程逻辑控制器——PLC的主要功能是逻辑控制(开关量控制),它虽然也有定位模块和过程模块,但它是作为附加模块附加到PLC上的,在硬件上与PLC之间存在接口,在软件上又无法在PLC 程序中统一编程控制。而PLC 的操作系统循环周期是无法限定的,它的循环周期跟程序长短有关。所以,用PLC 来控制包装机器上的快速和精确的传动定位特别像横切、飞剪、电子凸轮、电子齿轮以及纠偏等功能和精确的过程控制(温度、压力等PID 调节)就有点力不从心了。
例如,在铝塑包装生产线中就可分为铝塑包装机和装盒机两个单机,在运用了贝加莱PCC 作为控制系统后,铝塑包装机的温控、压膜、分粒、检测、调速、定长及剪切便由PCC 统一进行全自动控制,并可在一个图文操作界面中进行操作、参数设定和故障诊断。同样,装盒机的步进电机调整装盒数量、速度调整、电子凸轮控制及顺序控制等也都是由B&R PCC 来完成的。并同样配有一个图文操作界面。它们不但可以单机进行自动运行,也可以通过一条通讯电缆联机实现全自动运行。它的速度已经远远超过传统可编程逻辑控制器——PLC 所能达到的运行速度。这完全依赖于它拥有具备分时多任务能力及工业计算机计算功能的B&R PCC 控制系统。
B&R可编程计算机控制器(PCC)是一种面向过程控制、运动控制和网络控制的专用控制系统,是集标准PLC,数控系统和工业控制计算机的性能特点于一体的智能控制器。
它不仅可以用梯形图(LAD) 和指令表(STL)编程,还提供了结构化高级语言PL2000(类似C 语言),从而提供了强大的数据运算和处理能力。它的硬件和软件都是模块化的,可以根据设计者的控制需要组合成具有厂家应用特点的专用控制系统,并具有灵活自由的联网和扩展能力。
它所有的模块(包括运动模块、温控模块等智能模块) 与PCC 通过一个系统总线进行连接通讯,中间没有接口,并且还具有分时多任务操作系统,程序循环周期可以设定,最短可以设1ms。
但作为运动控制模块本身就是一个智能模块(模块内部有自己的CPU),闭环回路本身调节过程是由智能模块自己完成的,用户只需要通过调用相应的功能函数来控制运动定位过程。而过程控制的PID 调节也可以达到50us 一个回路。
图3 B&R PCC在印刷机上的应用
B&R 还拥有各种型号和档次的人机界面和IPC,可以根据用户的需要选择,它的画面和按键都可以根据用户的需要随意定义,使得控制系统的操作方式和控制方式都能很好地体现厂家的风格和技术特点。
总之,贝加莱公司愿意同国内所有的包装和印刷设备厂家一道开发出令用户满意的设备,即能够对产品的更迭、尺寸或色数和变化、形状的变化以及生产周期的缩短作出即时反应的设备。
贝加莱(B&R)工业自动化是一家专业致力于创新自动化前沿技术的全球性领导厂商,总部位于奥地利,目前已在全球60个国家设立了分支机构,拥有155个办事处。“完美自动化”与“您的全球自动化合作伙伴”是贝加莱工业自动化的使命与追求。
1996年8月,贝加莱工业自动化(上海)有限公司正式落户中国上海,本地化的销售与精湛的技术队伍为中国客户带来更迅捷的服务响应。十几年来,贝加莱(中国)一直专注于为国内用户提供高品质的自动化全线产品和优秀的技术解决方案。如今,贝加莱的产品和方案已广泛应用于机械自动化领域,如包装、印刷、塑料、纺织、食品饮料、机床、半导体、制药等行业;以及过程自动化领域,如电力、冶金、市政、交通、石油、化工和水泥等行业。目前,贝加莱(中国)已成立了北京、广州、济南、西安、成都和沈阳办事处,上海和西安建立了完备的技术培训中心,以及分布在全国的大学联合实验室。
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