阿姆斯壮
阿姆斯壮天花板包装线电气控制设计及制造
阿姆斯壮天花板包装线主要控制对天花板成品进行自动化包装,并印制条码。包装线上的天花板流动非常快,为了能迅速跟上流水线本系统采用美国罗克韦尔CompactLogix。同时系统中配备了高性能的热电偶切刀,使得包装线每个包装的切割非常顺利。
系统中需要对包装材料进行加热,为此专门配备了温控器,利用温控器实现,温度控制,使包装材料,展开形状稳定可靠。
中国科学院
中国科学院上海应用物理研究所上海光源DEPU控制系统
上海光源是一台高性能第三代同步辐射光源,它的英文全名为Shanghai Synchrotron Radiation facility,简称SSRF。在科学界和工业界有着广泛的应用价值,每天能容纳数百名来自全国或全世界不同学科、不同领域的科学家和工程师在这里进行基础研究和技术开发。
同步辐射是由以接近光速运动的电子在磁场中作曲线运动改变运动方向时所产生的电磁辐射,其本质与我们日常接触的可见光和X光一样,都是电磁辐射。为了将需要的特定光源引出到线站(实验场所)需要制造一套DEPU控制系统。
技术难点:
1、单个EPU共有6个轴,两个EPU共有12个轴,再加上一个切换轴合计共有13个轴。要求控制机柜尽量少,并要确保完美切换。
2、由于用户对磁场扫描的要求,运动控制需要走非线性曲线运动。
3、需要实时保证同步高精度控制要求。
解决方案:
1、经过仔细研究,确定采用西门子SIMOTION运动控制系统。该系统由控制器、整流模块、电机模块、编码器模块等组成。整个系统仅需一个总的整流模块。然后根据需要配电机模块,还要双轴电机模块节省空间。编码器模块可以单独连接本系统所需的光栅尺。整个系统虽然要控制13个轴,只要1个半19英寸标准机柜就放下了。2个EPU框架不相同,为了完美切换,特意增加了切换位置限位,当检测到2个EPU都到达切换位置时方可切换。
2、运动控制中因为有非线性曲线要求,对编程调试采用了不同传统PLC的编程方式。因为SIMOTION控制器支持IEC标准编程语言SCL,一种结构化文本的编程。所以为了实现用户要求采用了SCL语言编程。编程时设计了一个表格,将用户的非曲线要求的运动轨迹输入这个表格。运动时根据这个表格走阶梯逼近的方式。实现了用户要求。
3、因为同步控制精度要求比较高。全部采用了海德汉LC483光栅尺。为了确保实时同步精度,编程流程图设计时进行了有针对的设想。考虑到SIMOTION支持多任务程序,编程时采用了2个任务同时执行的方案。一个任务是正常运动程序,另一个监控任务同时运行。一旦偏差超出需要校正给定值就走校正程序。结束后再回到正常运动程序。实际中发现同步精度控制的非常好。
上海城投水务集团
上海城投水务集团上海杨树浦水厂沉淀池排泥泵吸行车改造
杨树浦水厂的沉淀池是应用沉淀作用去除水中悬浮物的一种构筑物,净化水质的设备。利用水的自然沉淀或混凝沉淀的作用来除去水中的悬浮物。排泥泵吸行车主要将沉淀池里的泥吸走。原本是依靠人工每日利用虹吸原理吸泥,现在要求进行智能化改造,提高吸泥效率,能进行远程监控并实时报告当前位置。
技术难点:
1、沉淀池是在户外,面临风吹雨打。尤其夏天高温对自动化设备的影响比较大。
2、吸泥泵起停对PLC元件的干扰问题。
3、行车来回行走限位控制问题。
解决方案:
1、因为在户外,控制柜考虑设计为不锈钢并且带屋檐的结构。确保在大风大雨的情况下也能保证柜内元器件安全不受潮。电器元件尤其是PLC特别害怕发热,所以在屋檐下面开了散热孔进气孔(同时安装防尘网)。为了加强机柜内空气对流,改善机柜温度,在机柜中间安装了许多冷却风扇。实践证明由于上述措施得当使整个行车控制柜内元件没有因发热停止工作。
2、因为有20台泵要进行起停,为了防止对PLC元件干扰,控制柜设计了几个隔室。单独将PLC隔在一个小室内,所有的信号线采用双绞带屏蔽的线。布线时也将所有的动力和PLC电源及信号线分离,还在接触器吸合线圈上并了电阻电容吸收浪涌干扰。
3、行车一天有8小时来回行走。因为整个行车比较沉重,如果采用机械限位,几次碰撞以后限位开关可能就损坏了。为了保证限位能长期工作,采用了欧姆龙直径100毫米的接近开关,并且每边安装2套(冗余防止失效)。配套使用欧姆龙的限位控制器实现限位工作。
中国科学院
中国科学院上海应用物理研究所上海光源波荡器及段间控制系统
上海光源是一台高性能第三代同步辐射光源,它的英文全名为Shanghai Synchrotron Radiation facility,简称SSRF。在科学界和工业界有着广泛的应用价值,每天能容纳数百名来自全国或全世界不同学科、不同领域的科学家和工程师在这里进行基础研究和技术开发。
同步辐射是由以接近光速运动的电子在磁场中作曲线运动改变运动方向时所产生的电磁辐射,其本质与我们日常接触的可见光和X光一样,都是电磁辐射。为了将需要的特定光源引出到线站(实验场所)需要制造一套EPU控制系统(改变磁隙大小)。
技术难点:
1、控制精度要求高,定位重复精度5微米。
2、控制中要求其中4个电机和2个电机分别作同步运动。同步精度为5微米。
3、由于EPU设备中具有永磁结构,磁场干涉导致没有运动的轴也会受影响。
4、中央控制通过EPICS控制,需要解决PLC与上层控制通讯接口问题。
解决方案:
1、因为定位控制精度要求高,首先考虑采用了西门子的伺服控制系统,利用伺服电机的定位精度高的特性保证控制输出。同时在设在EPU设备的几个运动轴的,终侧配置了海德汉光栅尺LC481。光栅尺的分辨率是0.1微米,整个精度是3微米。这样就能保证测量的,定位重复精度在5微米的要求。有效解决了,终定位精度5微米的控制要求问题。
2、本控制对同步的定位精度要求也很高。控制系统,采用了西门子MASTERDRIVE系统。这个系统的伺服驱动器本身就接了伺服电机的编码器,同时可以直接接海德汉光栅尺。实现了速度环和位置环的同步反馈确保同步性能。并且该系统驱动器之间使用SIMOLINK光纤连接。在给出运动定位输出前,各个驱动器先一步进行同步给出协调。使得各个电机之间的同步输出进一步得到保证。
3、当其中2个侧向电机移动的时候,由于本设备的磁场干扰因素,导致在正面4个电机控制的磁隙上会有10微米左右的变化。为了能使,调节的位置符合客户要求。经过多次测试,对软件程序进行修改。增加了实时定位修补程序。实现了客户要求。
4、与上层通讯接口问题。考虑到欧洲科研机构曾经与西门子PLC通讯成功的例子。翻阅了一些欧洲科研机构的技术文档,确定使用西门子S7-300PLC。经过不断编程并与客户的EPICS系统反复测试,对接成功。