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高速旋盖 随心而动

  • 关键词:SINAMICS V90PN,伺服系统
  • 摘要:作为中国领先的日化产品灌装旋盖生产线提供商,常州汇拓科技一直在寻求通过自动化创新为其客户提供最优的解决方案——而这也是西门子伺服控制技术服务于其中的精髓所在。

作为中国领先的日化产品灌装旋盖生产线提供商,常州汇拓科技一直在寻求通过自动化创新为其客户提供最优的解决方案——而这也是西门子伺服控制技术服务于其中的精髓所在。


洗发水,沐浴露,洗手液,洗衣液……,一瓶接一瓶地出现在日化工厂生产线的末端,灌装、旋盖、贴标,一道道工序在自动化的控制下显得如此高效而条理分明。越来越普遍地采用泵盖设计的洗涤用品,在让人们的日常生活更加清洁方便的同时,也对相应的旋盖机设备提出了更高的设计与控制要求。帮助日化企业高效、低成本地拧好每一瓶产品的盖子,无疑是旋盖机提供商们持续不变的追求。


作为智能装备的倡导者,常州汇拓科技一直以来致力于为日化行业用户提供稳定可靠,简易操作,高效生产的系列包装系列设备整体和解决方案,专注于开发全系列智能全自动旋盖机、压盖机、灌装机。在短短3年内,汇拓科技已连续在国内首先研制出多款SP日化系列智能包装设备,被一批国内外知名大型日化企业所采用,应用于洗洁精,洗发水,沐浴露,洗衣液,洗手液,洁厕液,漂白剂等日化产品包装,其优异性能得到了用户检验和认可。为了始终保持专注、创新和高品质的核心优势,以及稳、简、快的设计目标,汇拓科技需要一个同样具备技术创新和高品质产品的自动化合作伙伴。


  

  汇拓科技需要一个同样具备技术创新和高品质产品的自动化合作伙伴-而西门子正是一家可以提供基于全集成自动化TIA的SINAMICS V90PN伺服系统解决方案的自动化公司


数字化升级


通讯始终是一个设备或一条生产线运行最为核心的环节,而数字化的现场总线技术,则可以自底而上的打造传感、控制到执行的整个高效自动化系统。面临快速变化的日化用品市场,汇拓科技急需更快的设备上市时间、更可靠的设备运行和更智能便捷的设备诊断维护能力,从而实现为日化客户的不断创新提供最先进的设备驱动力。


对于汇拓科技的设备电气研发工程师而言,长期以来一直困扰的问题之一,就是传统脉冲版驱动器与PLC控制器之间的硬接线连接方式,不但需要仔细安装核对大量的硬线,例如脉冲设定值线,启停控制线,抱闸控制线和PTO反馈线等等,往往会耗费工人大量的时间,最大的问题是容易出错,并且一旦有改动或者通讯故障,会带来更多的“后患”,这也将给日化客户的生产运行埋下隐患。


基于西门子全集成自动化TIA的SINAMICS V90PN 伺服系统解决方案,让常州汇拓科技找到了技术创新和产品快速升级的“利器”——其先进的现场总线架构,不但解决了传统硬接线的“硬伤”,而且基于实时以太网总线的同步通讯能力从根本上将设备运行效率提升到一个新的台阶,并在后续的故障诊断和设备运维方面大大简化了工作量。


  

  汇拓科技在其灌装和旋盖工艺中,全面使用了SINAMICS V90PN 伺服系统解决方案。


如今的汇拓科技,在其灌装和旋盖工艺中,全面使用了SINAMICS V90PN 伺服系统解决方案。西门子运动控制部业务拓展经理杨康表示,“V90PN 的PROFINET工业以太网接口与标准以太网接口一致,可以轻松将伺服驱动器连接到PLC上。像汇拓一台10轴的灌装旋盖一体机,相比传统的脉冲控制方式,采用PROFINET总线以后,至少会节约工人1~2个工作日的接线和查线的时间。”


等时同步通讯是提升设备整体效率和协作能力的根本所在。通过V90 PN,支持IRT通讯(等时同步通讯),可以保证设备之间的数据交换所用的时间严格等时,不会出现任何的时间偏差。


设备的快速诊断和运维同样是汇拓科技需要重点考虑的问题。在遇到设备通讯故障的情况下,汇拓科技的电气工程师有时候不得不耗费一整天或更多时间去人工排查,而结果也许只是一根线断掉而已。事实上,如何快速地帮助日化企业消除设备故障恢复生产,一直以来也是汇拓科技希望为其客户提供的创新价值所在。如今,通过采用PROFINET工业以太网技术的V90 PN,可以帮助其工程师将误操作的概率降到最低,并且可以将故障诊断信息上传到TIA 博途软件中,快速定位和解决故障。


轻装上阵


灌装旋盖一体机是汇拓科技为日化用品客户提供的一类高品质集成包装解决方案。在这样的集成设备中,PLC控制器往往需要同时控制多个运动目标和方向,而1个PLC只能输出几路脉冲信号,一般来说不会超过4路,因此往往也需要多台PLC同时工作,才能处理这类大型设备的多运动控制任务。在汇拓科技看来,一台10根轴的灌装旋盖一体机,如果采用脉冲控制的伺服,需要3台PLC同时工作才能满足要求,这无疑增加了编程的难度和设备成本。




  简单实用的内部定位功能(EPos),最大限度的扩展PLC可带轴的数量。


“西门子SINAMICS V90PN集成了简单实用的内部定位功能(EPos),将位置环集成在伺服驱动器内部,占用PLC的资源较少,最大限度的扩展PLC可带轴的数量”,杨康说道,“采用Epos以后,汇拓的一条10个V90PN轴的灌装+旋盖生产线,只需要1个PLC,如西门子SIMATIC S7-1500即可轻松胜任。”


通过V90 PN的Epos功能,让上位PLC编程更加简单,可扩展性更强,这一简单有效的创新伺服设计,让汇拓科技的工程师们第一次感觉到PLC编程也能变得如此轻松。


减少成本


在旋盖工艺中,如何判断旋盖到达合适的拧紧状态,并自动控制电机的输出转矩,是最为关键的一环。对此,传统的控制方案主要有两种:一是伺服电机采用纯速度控制,通过检测速度和扭矩到达设定值的方式来判断瓶盖已旋紧。这种方式需要PLC额外增加多路模拟量AI和数字量输入点,当PLC带的轴数比较多时,会增加大量的成本;其二是利用位置模式和转矩模式切换,这种方式编程更为麻烦,并且PLC同样需要额外增加多路模拟量AO和数字量输出点,增加大量成本。对汇拓科技而言,如何找到一种创新的解决方式来实现工艺控制成本的降低,缩短上市时间,旋盖工艺优化是至关重要的一环。


  

  一键激活的Travel to fixed stop大大节省了I/O部署成本,同时节省了复杂的编程过程。


针对这一类夹紧或拧紧工艺需求,西门子V90PN伺服系统同样提供了一种更为简洁的解决方案,即一键激活的‘Travel to fixed stop’功能。“通过直接设定一个夹紧转矩,电机以设定好的转矩,运动到固定挡块位置而不发出错误报警。当到达固定位置时,立即输出转矩值并维持夹紧状态。在整个运行过程中,完全由PROFINET总线来传输指令,并且轴的运行速度和保持力矩都是可调节的”,杨康表示。与传统的工艺控制方案相比,这一功能大大节省了I/O部署成本,同时节省了复杂的编程过程。


“经过前期选型和工程师培训,我们还一直为本地RAPC给予样机开发支持,从方案确认到样机开发成功,只用了将近一个月的时间”,杨康对此感到异常高兴。而在常州汇拓科技看来,借助西门子TIA和V90 PN解决方案,可以为其减少很多的工作量,提高生产效率和设备的稳定性,并大幅度减少电气成柜和调试时间,以最优的成本和最快的速度达到最佳的性能,“为日化企业用户提供最优的解决方案。”


发布时间:2017年9月26日 8:58  人气:   审核编辑(王静)
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