行业见解
R&B塑料将运动控制功能集成为一个现成的PLC,以优化吹塑
发表于08/12/2008
| By: Jim McMahon
PLC处理控制功能,随着型坯的内置集成,带有车厢的吹销的同步凸轮,梭子线性定位和30区的热控制。
与大多数吹塑原始设备制造商一样,R&B塑料机械,LLC(R&B)必须非常密切地协调不同的机器运动。其机器一直在使用具有专用运动控制卡的闭环液压动作,这不仅昂贵,而且难以与编程协调。然而,最近公司决定直接从其PLC控制这些液压动作更有效,而不是必须使用专用的运动控制卡。与西门子能量和自动化,Inc。,R&B已成功集成了其吹塑机的运动控制功能,包括型坯控制,进入搁板的PLC,并且在过程中提高了生产率,减少了机器循环时间和切割通过减少所需的组件量来降低成本。
塑料机械专家
成立于1980年,基于盐水,密歇根州,R&B提供了塑料机械,模具,工具和修剪系统的解决方案。它提供可编程控制器,触摸屏操作员界面,独立型型型坯控制,倾斜或卧式机器,带有模具面部补偿的自由常用压板,机器修剪,单螺杆挤出机,以及修剪器和除霜器。该公司还为各种加工要求设计和建造定制设备,并提供精密建造的吹塑模具和装饰工具产品。此外,它还提供机械审计,机械安装/拆卸,再处理和金属切割机械服务。
P.LC和运动控制器在一个单元中
一个特殊的R&B吹塑机有9个伺服液压轴- 3个用于parison控制,6个用于运动控制。它有两个梭,两个模具和两个吹针。夹紧动作打开和关闭模具,吹销上下移动,夹紧夹紧的马车移动到压头下面,然后出到吹气站。
“R&B正在使用标准的西门子S-7 PLC来控制这些定位动作,”NDC技术的技术人员David Chin说,该技术人员在控件升级中的西门子战略合作伙伴。“我们提供了一组功能块,其向R&B使用PLC进行了位置控制。其他机器将用运动控制器,一个专用控制器控制运动,用于伺服控制和定位。我们能够自定义功能块的设计,以实现与独立控制器相比相同类型的功能和性能。“
“PLC通常与伺服控制的高精度不相关,这就是为什么通常使用专用的运动控制器,”Chin解释说。“但在这里,运动控制功能处理各种组件的定位,这些都是液压驱动的,是由标准的西门子S-7 PLC控制的。”
PLC还在将料斗与挤出机中的料斗控制30多个热控制区域,并通过助杆头。这些区域的十二个用于散热,18只用于加热。在料斗中从料斗中的冷塑料开始的热量控制系统对于在型坯头上保持415°F至关重要,对整个机器保持+/-一度的温度耐受性至关重要。
搁板的外星人S-7 PLC使用标准IEC-61131语言编写的功能块来控制所有伺服液压轴。它不需要不同的运动控制环境。通过将运动控制能力集成到PLC中,如S-7,提供更快的性能和更高效的处理能力,而不是使用专用PLC和运动控制硬件。
集成型坯控制
R&B试图通过PLC控制吹塑机的第一个动作是parison。一般情况下,吹塑机的控制方式有两种:一种是机器控制器,另一种是带有专用运动控制卡的完全独立的并行编程单元;或者通过使用基于pc的自动化,使用专门的和通常专有的代码,来处理运动控制需求。R&B想把parison编程集成到主机控制器中。西门子S-7 plc的编程速度已经足够快,使这成为可能。
拍变控制数据直接从位置换能器作为模拟输入。所有处理都作为常规PLC代码完成,然后使用模拟输出来控制液压阀。这是在不使用任何专用硬件的情况下完成的。
集成液压轴控制
然后,R&B将其余的伺服液压轴放入PLC中。这些轴的位置换能器数据通过SSI模块进入PLC。如果需要,来自SSI模块的位置数据可以使用Siemens PROFIBUS Isochrone模式与PLC程序扫描同步。同样,标准模拟输出模块用于控制液压阀。
与马车的吹销同步凸轮
R&B集成到PLC中的另一种功能是用托架挤压吹销。当托架将模具带到吹撑位置时,吹嘴在编程的“凸轮”轮廓之后向下遍历。由于两个轴的位置是协调的,这可以通过最小的误差余量来实现。
在将此功能集成到PLC之前,R&B无法执行此同步凸轮,因为吹销和托架无法通信。编程到S-7 PLC中的协议使得第一次具有吹塑的功能。
减少干循环时间
在吹塑过程中,吹瓶或冷却瓶所花的时间在所有机器上通常是相似的。但从循环时间的角度来看,机器之间是有区别的,特别是干循环时间,当机器不是实际吹瓶的时候。这是用机器回到吹下一个瓶子或一组瓶子的点所花费的时间来衡量的。
S-7 PLC内的运动控制功能提供了干循环运动的优异协调水平,降低了特定动作之间的时间间隔。它使得能够协调多个动作 - 基于位置的位置,而不是基于时间。这允许从干循环中取出的重要时间,高达20%,使R&B是一个循环时间优势。
基于PLC的吹塑自动化,更好的解决方案
与用于运动和型坯控制的专用硬件相比,使用经过验证的基于外部PLC的自动化解决方案的优点是显着的。由于所有伺服功能都由一个功能块控制,这意味着更好的协调和更快的机器周期时间,更简单,更快的编程和更少的设备。此外,专用硬件是在小型生产中制造的,带来了融入质量控制因素,长期支持问题,以及重新设计和解决产品问题,所有这些都需要额外的财务理由。
与基于PC的控制相比,基于PC的自动化解决方案还为吹塑模板提供了更具吸引力的控制包,包括更坚固的单元,使用固态记忆,没有对第三方操作系统的依赖,更长的产品寿命周期更长的支持。PLC与PC控制的关键优势之一是轻松停止,PLC在关闭时保留数据(例如电源损耗)。
“我们现在有一个控制器来控制我们的PLC功能和运动控制功能,”R&B Plastics的Jake Losee说。“我们没有使用独立卡之前的通信延迟。同时,我们还有所有坐标轴的配方存储。在此之前,我们有单独的软件包,只能由了解特定运动卡的技术人员使用。现在,我们可以把所有的功能都放在我们的人机界面(HMI)上。”
“我们的目标之一是消除设备,”洛西解释说。“增加额外的设备意味着更多的成本、更多的维护和更多的软件,这就需要对我们的维护人员进行更多的培训。西门子S-7 plc集成了运动和对位控制,为我们的吹塑机提供了高度优化的控制解决方案。”
关于西门子
Siemens Energy & Automation, Inc. is one of Siemens’ operating companies in the U.S. Headquartered in the Atlanta suburb of Alpharetta, Ga., Siemens Energy & Automation, Inc. manufactures and markets one of the world’s broadest ranges of electrical and electronic products, systems and services to industrial and construction market customers. Its technologies range from circuit protection and energy management systems to process control, industrial software and totally integrated automation solutions. The company also has expertise in systems integration, technical services and turnkey industrial systems.
西门子公司(NYSE:SI)是电气工程和电子领域的全球巨头,专注于医疗保健、工业和能源三个关键领域。西门子公司(Siemens AG)于160年前在德国成立,2007财年(截至9月30日)销售额为966亿美元。西门子目前在约190个国家拥有超过47万名员工。仅在美国,西门子的销售额就超过250亿美元(包括出口销售额),主要是由医疗、自动化和控制、电力、交通和照明等工业领域的基础设施项目和创新解决方案推动的。西门子总部位于纽约市,在美国50个州和波多黎各拥有近7.2万名员工。美国也是西门子九项全球业务的全球总部所在地。欲了解更多西门子在美国的信息,请访问www.usa.siemens.com。
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吉姆·麦克马洪(Jim McMahon)撰写了关于工业自动化的文章。