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| 臺達(dá)工控產(chǎn)品提供整體配套的自動化系統(tǒng)解決方案 |
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工控產(chǎn)品是實現(xiàn)自動化系統(tǒng)的物理基礎(chǔ)，但由優(yōu)秀產(chǎn)品堆積起來的系統(tǒng)未必就是性能優(yōu)異的系統(tǒng)，其關(guān)鍵在于整體解決方案。本文結(jié)合工程實踐，簡要介紹基于臺達(dá)工控產(chǎn)品并整體配套的自動化系統(tǒng)成功解決方案。
工業(yè)自動化系統(tǒng)正朝著集成化、網(wǎng)絡(luò)化、平臺化、綜合管理等方向發(fā)展,因此構(gòu)建工業(yè)控制系統(tǒng)時，不僅要硬件配套，更重要的是要考慮功能完善，將軟、硬件系統(tǒng)功能完美地整合，給用戶提供穩(wěn)定可靠，可操作性、可維護(hù)性和可擴展性好及功能齊全、性能優(yōu)異的自動化工控系統(tǒng)。即使隨著時光的流逝工控系統(tǒng)需要升級換代，系統(tǒng)仍然具有很好的兼容性，使用戶投資受到良好的保護(hù)。新一代的臺達(dá)工控產(chǎn)品提供了各種整體配套的自動化系統(tǒng)解決方案，限于篇幅，以下列舉部分行業(yè)應(yīng)用的成功案例供參考，這些案例經(jīng)過現(xiàn)場長期運行考核，運行穩(wěn)定可靠，給企業(yè)帶來了顯著的社會經(jīng)濟效益，受到用戶好評，并充分地考慮了集成化、網(wǎng)絡(luò)化、平臺化、綜合管理等前瞻性要求，在軟件系統(tǒng)支持下，其數(shù)據(jù)點數(shù)、處理能力以及可伸縮性或擴展性等方面都有明顯的提高，提供的整體配套解決方案會隨時間推移而增值和延長項目的生命周期，從整體上提高了系統(tǒng)建設(shè)的投資回報率。以下是部分成功應(yīng)用案例。
1 基于臺達(dá)工控產(chǎn)品的織機自動化系統(tǒng)
1） 張力控制變頻收卷系統(tǒng)
紡織機械如：漿紗機、漿染聯(lián)合機、并軸機等設(shè)備都會有收卷的環(huán)節(jié)。傳統(tǒng)的收卷都采用機械傳動，同軸傳動部分的機械平均壽命基本上是一年左右，難于維護(hù)而且維護(hù)費用高。基于臺達(dá)工控產(chǎn)品的張力控制變頻收卷系統(tǒng)可取代傳統(tǒng)的機械傳動系統(tǒng)，保證整個收卷過程穩(wěn)定，該系統(tǒng)借助臺達(dá)公司的變頻器，采用閉環(huán)矢量控制方案實現(xiàn)恒張力控制。為了保證恒張力，在小卷啟動的瞬間、加速、減速、停車和大卷啟動時，對不同卷經(jīng)進(jìn)行不同的轉(zhuǎn)矩補償，保證整個收卷過程中避免小卷時張力過大，大卷啟動時松紗的現(xiàn)象，圖1是單臺張力控制變頻收卷系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖。
圖1 系統(tǒng)構(gòu)成及系統(tǒng)框圖
該系統(tǒng)的優(yōu)點在于：張力在人機界面上設(shè)定，人性化的操作；采用長遠(yuǎn)卷徑遞歸、空心卷徑激活時張力線性遞加、張力錐度計算和轉(zhuǎn)矩補償動態(tài)調(diào)整等先進(jìn)控制算法；卷徑實時計算精確度高，保證了收卷電機輸出轉(zhuǎn)矩平滑性能好，可自己糾正卷徑值；盡管操作人員進(jìn)行加速、減速、停車、再激活時極易造成爆紗、松紗現(xiàn)象，但實施變頻收卷改造后系統(tǒng)收卷穩(wěn)定，張力始終恒定；克服了機械磨損，延長了機械的使用壽命，設(shè)備維護(hù)使用方便。值得注意的是該系統(tǒng)用工控機極易實現(xiàn)群控，進(jìn)而有利于實現(xiàn)管控一體化的系統(tǒng)集成。
2) 簾子布織機電控系統(tǒng)
簾子布織機是劍桿織機的一個特類，除具有一般織機性能外有其特殊性。采用以臺達(dá) ES型PLC、DOP-A型HIM、B/M型變頻器構(gòu)建的新穎電控系統(tǒng)，如圖2所示。其創(chuàng)新主要體現(xiàn)于：主機采用臺達(dá) B型矢量型變頻器控制，擺脫了傳統(tǒng)的離合器控制模式，可實現(xiàn)主機電氣無極調(diào)速功能；送經(jīng)電機、卷曲電機、大卷裝均采用臺達(dá) M型變頻器控制；運用臺達(dá) MODBUS通訊協(xié)議構(gòu)建主機、送經(jīng)電機、卷曲電機、大卷裝控制系統(tǒng)；擺脫了傳統(tǒng)的模擬量控制；信號采集、處理采用臺達(dá)ES型PLC作為CPU處理中心；顯示采用臺達(dá)人機界面，擺脫了傳統(tǒng)的LCD模式。上述優(yōu)點是傳統(tǒng)織機控制系統(tǒng)無法比擬的：機械結(jié)構(gòu)大大簡單化；可高達(dá)450轉(zhuǎn)/分，這是同類機種高不可攀的車速；主機采用變頻控制，使織機車速可實現(xiàn)變頻調(diào)速控制。
圖2 簾子布之機電控箱內(nèi)示圖
該系統(tǒng)已在江蘇泰州化纖廠投入使用，具有結(jié)構(gòu)簡單、操作方便、界面簡潔、穩(wěn)定可靠，成本低廉等特征，是傳統(tǒng)控制系統(tǒng)的最佳替代產(chǎn)品。
3）毛巾織機天經(jīng)電氣控制系統(tǒng)
毛巾織機是劍桿織機一種，它和普通劍桿織機的主要區(qū)別在于毛巾織機比普通劍桿織機多了一個經(jīng)軸，即天經(jīng)。該系統(tǒng)的特殊性在于在整個運行過程中存在三個張力段、三個緯密，這和地經(jīng)（普通織機的經(jīng)軸）有著明顯的區(qū)別。其控制系統(tǒng)硬件均采用臺達(dá)自動化產(chǎn)品，EH型可編程控制器、ASD-A 型伺服控制器和TP04G文本顯示，便于系統(tǒng)維護(hù)、升級。毛巾織機天經(jīng)電氣控制系統(tǒng)的應(yīng)用如圖3所示。
圖3 織機廠家毛巾織機一角
系統(tǒng)構(gòu)架：硬件構(gòu)架，TP04+EHPLC+ASD；軟件構(gòu)架，TP04+EHPLC。該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，界面友好，整個系統(tǒng)采用臺達(dá)自動化產(chǎn)品構(gòu)成，系統(tǒng)性價比高，應(yīng)用效果良好，受到客戶認(rèn)同。
4）國產(chǎn)化劍桿織機電氣控制系統(tǒng)
國外劍桿織機普遍采用微機群控系統(tǒng)實現(xiàn)電子選緯、電子多臂等控制，具有自診斷和數(shù)據(jù)采集管理等多種功能。近年來，國內(nèi)眾多廠家使用臺達(dá)EHPLC為核心研制的劍桿織機電氣控制系統(tǒng)大大縮短了與國外劍桿織機的差距，系統(tǒng)硬件采用臺達(dá)公司的DVPEH3200TPLC，配置臺達(dá)TD220中文文本界面。軟件系統(tǒng)可實現(xiàn)多種功能：如診斷保護(hù)、參數(shù)設(shè)定、數(shù)據(jù)保存、選緯等功能。該系統(tǒng)有啟動迅速、制動平穩(wěn)快捷、操作方便、有正常啟、制動功能和成本低廉等優(yōu)點,可實現(xiàn)某些特殊操作,如選緯工藝設(shè)定、點動、停手動、正反尋車等。系統(tǒng)在山東聊城劍桿織機投運效果令用戶滿意，是傳統(tǒng)控制系統(tǒng)的最佳替代產(chǎn)品。
5）三經(jīng)軸重磅織機電控系統(tǒng)
重磅織機與一般織機的區(qū)別主要在于：其劍桿不是一般的繞性劍桿，而是剛性劍桿,它能完成一般織機無法做的事（如重磅織機能織玻璃纖緯產(chǎn)品），它的織物一般可以是牛仔布等重、厚織物，這是一般織機不能實現(xiàn)的。三經(jīng)軸重磅織機是在一般重磅織機的基礎(chǔ)上添加了兩個天經(jīng)軸、一個大卷裝，其目的是實現(xiàn)客戶需求雙層布織物的功能。
圖4 系統(tǒng)構(gòu)架圖
三經(jīng)軸重磅織機電控系統(tǒng)由主控和三經(jīng)軸電控部分組成。系統(tǒng)構(gòu)架如圖4所示，大卷裝伺服采用臺達(dá)MODBUS RTU通訊控制，人機界面主畫面如圖5 所示，該織機系統(tǒng)有以下工藝特點：雙經(jīng)軸同步，在啟動、停車、運行過程中兩軸同步運行；雙層布結(jié)構(gòu)，織物是玻璃纖緯材料，在形成雙層布過程中有兩個方式，即8字形和X形。
圖5 界面主畫面
2 機械自動切割機整體解決方案
現(xiàn)以臺鋼機械自動切割機為例，用臺達(dá)機電產(chǎn)品為客戶提供的機械自動切割機整體解決方案在功能方面完全滿足客戶需求，整個系統(tǒng)在操作上更加人性化，在原有系統(tǒng)基礎(chǔ)上增加了七種控制模式，分連續(xù)和單動兩種狀態(tài)。變頻器頻率的通訊給定不僅可靠便利，還為客戶節(jié)省了成本。該產(chǎn)品主要出口東南亞及大陸地區(qū)，如用于將整卷寬幅在兩米多的透明膠帶自動切割成標(biāo)準(zhǔn)寬度的膠帶等。系統(tǒng)示意圖如圖8 所示。
圖8 機械自動切割機示意圖
該系統(tǒng)配置：人機交互DOP-A57GSTD 1臺；PLC，DVP-48EH00T 1 臺；變頻器，VFD-007M23A、VFD-015M23A 各1臺；伺服，ASD-A0721LA １臺。系統(tǒng)可在自動和手動狀態(tài)下工作，由于在程序設(shè)計中巧妙運用了變址和循環(huán)的功能，程序簡練，客戶認(rèn)可，它印證了臺達(dá)機電產(chǎn)品在系統(tǒng)集成方面的強大優(yōu)勢。
3 燃?xì)馐绞称匪淼罓t上的系統(tǒng)整合方案
用燃?xì)馊〈姛崾绞称匪淼罓t對緩解地區(qū)電力緊張狀況有重要意義，這在食品加工行業(yè)已經(jīng)獲得廣泛認(rèn)可。臺達(dá)機電產(chǎn)品在燃?xì)馐绞称匪淼罓t設(shè)備上的成功整合應(yīng)用，滿足了食品機械客戶的需求。該設(shè)備電器配置為：DOP-A10TCTD的人機界面，DVP-60ES可編程控制器，DVP-04PT/S溫度量測模塊，VFD037M43A變頻器，通過系統(tǒng)的合理整合實現(xiàn)對設(shè)備控制。系統(tǒng)參數(shù)設(shè)定畫面如圖10所示，類似地還有其它畫面如烘烤時間與輸送控制、溫度設(shè)定與顯示、點火控制畫面等，不同型號的隧道爐其長度、速比給定等是不同的，它適用于所有類型的隧道爐，可以監(jiān)視變頻器的設(shè)定頻率和運行頻率值以及設(shè)定排風(fēng)時間等。
圖10 參數(shù)設(shè)定畫面
4 自動枕式包裝機電控系統(tǒng)解決方案
傳統(tǒng)的枕式包裝機采用差速齒輪箱結(jié)構(gòu)，運行穩(wěn)定，但噪音較大，機械容易損壞，封裝精度調(diào)整很麻煩�，F(xiàn)在提供的自動枕式包裝機采用PLC作為控制系統(tǒng)核心，其包裝速度高、定位準(zhǔn)確，系統(tǒng)更加可靠、
圖11 電氣控制箱內(nèi)部布置圖
穩(wěn)定，可滿足現(xiàn)代包裝的發(fā)展要求。枕式包裝機是食品、醫(yī)藥等包裝行業(yè)中應(yīng)用比較廣泛的一種包裝機械，能滿足日常用品和食品的包裝需要。電氣控制箱內(nèi)部布置如圖11所示。整合方案采用臺達(dá)DVP-EH PLC、臺達(dá)VFD-M變頻器、臺達(dá)伺服系統(tǒng)、編碼器及臺達(dá)DOP-A人機界面，它可滿足用戶在多種情況下的應(yīng)用需求，系統(tǒng)運行穩(wěn)定，封切準(zhǔn)確，操作簡單，有很好的性價比和市場推廣價值。
5 健身設(shè)備電控系統(tǒng)解決方案
隨著人們生活水平的提高，健身車、樓梯機和劃船機等運動設(shè)備倍受歡迎，但健身設(shè)備對穩(wěn)定性、安全性、調(diào)速方便等性能的要求也越來越高，如圖12所示的健身設(shè)備，采用臺達(dá)M系列變頻器構(gòu)成的震動機，低速力矩大，全速范圍內(nèi)的電機工作電流都低于電機額定電流，保證了電機長期穩(wěn)定運行，客戶使用非常滿意，滿足了出口機器的要求。
圖12 健身設(shè)備
6 節(jié)能家電電控解決方案
隨著家電產(chǎn)品的快速普及，家電已成為我國能源消耗的大戶，其耗電量已經(jīng)超過全國總用電量的15％。如今能源危機愈演愈烈，各國相繼出臺或修訂了家電產(chǎn)品節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)，如美國結(jié)合“能源之星”標(biāo)識制度，淘汰了市場上的非節(jié)能家電，集節(jié)能、降噪、提高效率于一體的變頻家電是真正意義上的革新，是家電業(yè)發(fā)展的潮流， 臺達(dá)M系列變頻器能滿足家電產(chǎn)品的節(jié)能要求，使用臺達(dá)M系列變頻器的節(jié)能家電，啟動時無沖擊電流，運行穩(wěn)定；改變了傳統(tǒng)的控制方式（停止/運行狀態(tài)的切換），延長了設(shè)備的使用壽命。
7 為膠帶機提供完美的解決方案
各種膠帶設(shè)備如各種復(fù)卷機、分條機及各式涂布機等，產(chǎn)品規(guī)格靈活多樣，其電控系統(tǒng)采用臺達(dá)觸模屏、PLC、伺服、變頻器等器材，都能滿足要求響應(yīng)快、定位精度高、質(zhì)量穩(wěn)定，性價比高的要求。圖13是某膠帶設(shè)備外形圖，該設(shè)備選用臺達(dá)系列自動化產(chǎn)品 PLC、伺服、變頻器、人機界面等構(gòu)成電控系統(tǒng)，
圖13 某膠帶設(shè)備外形圖
配置為DOP-A57GSTD，DVP60ES00T，ASD-A1021L，VFD022M21A。由于產(chǎn)品的技術(shù)含量高，完全能夠與歐美日等知名的品牌媲美，而在價格上則更為實惠，因此在造紙、紡織、塑料機械、建筑等領(lǐng)域有應(yīng)用廣泛。
8 結(jié)束語
以上簡要介紹了部分典型的基于臺達(dá)工控產(chǎn)品并整體配套的自動化系統(tǒng)解決方案。這些解決方案在不同程度上都考慮了系統(tǒng)集成化、網(wǎng)絡(luò)化、平臺化、綜合管理等方向發(fā)展的未來需求，限于篇幅本文只好從略，但我們愿意與客戶展開這方面的合作，更希望得到客戶的支持。
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