Page 19 - Sterowanie Silniki & Napędy 2020

i trzpieni siłowników, sterujących sorto- waniem mniejszych paczek poprzez roz- dzielanie ich na wiele różnych torów. Cen- tralny sterownik PLC sterował ruchem elementów przenośnika wzdłuż wszyst- kich osi, wysyłając sygnały analogowe
do serwonapędów zintegrowanych oraz siłowników liniowych.
Z powodu unikalnej natury tych inte- ligentnych przenośników taśmowych,
w których szerokość torów transporto- wych zmieniała się w zakresie od 30 cm do ok. 2,5 m (od 12 cali do 8 stóp), nie- dokładność analogowego układu sterują- cego powodowała zmiany pozycjonowania nawet o ok. 5 cm (2 cale). W wielu apli- kacjach przenośników taśmowych błąd rzędu 5 cm nie jest problemem, ponieważ systemy mechaniczne, takie jak szyny, powodują uporządkowanie większych paczek na ich dalszej trasie do punktów odbioru. Jednak w sytuacji, gdy taki prze- nośnik jak opisywany grupuje mniejsze paczki bliżej siebie, zmiana o 5 cm powo- dowała, że niektóre z nich były kierowane na tory sąsiadujące z właściwymi (rys. 3).
W tej sytuacji korygowanie położe- nia paczek w dalszej części linii sortują-
cej było niemożliwe. Bez żadnego rozwią- zania mechanicznego, które prawidłowo ustawiałoby na swoim miejscu źle posor- towane paczki, analogowy system steru- jący przenośnikiem okazał się bardzo pro- blematyczny, wręcz niemożliwy do wyko- rzystania dla tej aplikacji.
Firma zmieniła więc system sterujący przenośnika na cyfrowy. Okazał się on bardziej stabilny, pozbawiony niedokład- ności systemu analogowego. Cyfrowy sys- tem sterujący pozycjonowaniem wysyłał sygnały do przenośnika przez istniejącą
w zakładzie sieć EtherNet/IP1. Dopasowanie nowego systemu cyfro-
wego do szybkości działania starego sys- temu analogowego, w którym sygnał położenia odświeżany był co 2 ms, początkowo okazało się wyzwaniem, ponieważ szybkość odświeżania sygnału położenia przy wykorzystaniu zakłado- wej sieci Ethernet/IP wynosiła 10 ms. Ponieważ wydajność produkcji w prze- myśle zależy od szybkości transportu bli- skiego, szybkość odświeżania była tu klu- czowym problemem. Dzięki zoptymalizo- waniu programu sterownika serwonapędu zintegrowanego szybkość odświeżania
↙ Rys. 3. Aplikacja sortowania małych paczek na przenośniku nie toleruje nawet umiarko- wanych zmian pozycjonowania. Bez zastoso- wania dokładnego sterowania silników-ser- wonapędów paczki te były przesuwane do torów sąsiadujących z właściwym, co powo- dowało problemy z sortowaniem w dalszej części linii.
położenia przy wykorzystaniu zakładowej sieci Ethernet/IP poprawiła się do warto- ści 4 ms. Chociaż nie osiągnięto wartości 2 ms, którą realizował system analogowy, poprawa dokładności pozycjonowania spowodowała, że zagrożenie dla wydajno- ści produkcji zostało wyeliminowane.
Aby obniżyć koszty w cyfrowym sys- temie sterowania położeniem, zastoso- wano serwonapędy obsługujące komuni- kację w sieci Ethernet. Co prawda, wiele rozwiązań niezintegrowanych (w których silnik i napęd są osobne) mogło spełnić wymagania dotyczące dokładności i szyb- kości, wykorzystując tę samą sieć Ether- net/IP, jednak rozwiązanie ze zintegrowa- nym silnikiem krokowym oferowało naj- lepsze wykorzystanie przestrzeni i oprze- wodowania. Ponieważ niektóre systemy przenośników osiągają długość ok. 60 m (200 stóp) i wymagają nawet 100 silni- ków krokowych, oszczędności kosztów
i przestrzeni były ważnymi czynnikami branymi pod uwagę podczas projektowa- nia nowego systemu sterowania. Niezin- tegrowane serwonapędy były zbyt duże
w porównaniu ze zintegrowanymi oraz wymagały ułożenia drogiego okablowania pomiędzy napędami a silnikami. Wykorzy- stanie zintegrowanych silników okazało się najlepszym wyborem pod względem kosztów, efektywności i niezawodności działania oraz oszczędności przestrzeni.
System sterujący oparty na sieci Ethernet
Zastąpienie analogowych kabli sterowni- czych kablami transmisji Ethernet mini- malnie zmieniło architekturę systemu.
W nowej konfiguracji sterownik PLC połą- czony jest z każdym zintegrowanym ser- wonapędem za pomocą pojedynczego
e-wydanie
1 Wykorzystanie dyskretnych wyjść cyfrowych ze sterownika PLC było innym możliwym rozwiązaniem, jednak okazało się zbyt kosztowne i złożone ze względu na liczbę wyjść dyskretnych, wymaganych do zrealizowania takiej funkcjonalności jak system analogowy.
e3
Źródło: Applied Motion Products