Lenze 9400伺服PLC在瓶灌裝機上的應(yīng)用
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4) 可集成的安全技術(shù)
可選的可插拔安全模塊可滿足IEC 61508SIL3安全標(biāo)準(zhǔn)的要求。模塊化的解決方法，對于滿足將來可能進一步增加的安全要求也提供了可靠的保證。
4.2. 系統(tǒng)配置
系統(tǒng)配置如圖1所示。9400伺服PLC驅(qū)動器驅(qū)動同步伺服電機控制托盤的上下運動，電子凸輪CAM曲線由9400伺服PLC在線計算，并存儲在9400伺服PLC中。大盤上安裝一個SSI絕對值編碼器，編碼器信號接入9400伺服PLC X8接口中，作為CAM曲線的主軸信號，大盤轉(zhuǎn)一個工位，編碼器則旋轉(zhuǎn)一周。
圖1 系統(tǒng)配置圖
9400伺服PLC驅(qū)動器通過集成的CAN接口與觸摸屏進行通訊，擴展IO接口通過CAN總線與9400伺服PLC相連。
4.3. 主要功能
1) CAM曲線在線計算
在畫面上輸入關(guān)于瓶子形狀的特征點，9400伺服PLC程序中即可根據(jù)瓶子形狀特征點得出瓶子形狀體積模型，然后根據(jù)瓶子體積、灌裝速度、大盤SSI編碼器角度計算出通用曲線方程，離散化得到計算CAM曲線。
2) CAM曲線計算錯誤保護
由于在灌裝過程不允許電機倒轉(zhuǎn)或者暴沖，CAM曲線的計算結(jié)果需要進行容錯檢查。
a) 特征點坐標(biāo)值輸入錯誤檢查；
b) 灌裝曲線趨勢檢查；
c) 檢查計算結(jié)果相鄰點之間值是否跳變過大，以防止電機出現(xiàn)暴沖現(xiàn)象。
3) CAM曲線在線切換
在生產(chǎn)線灌裝過沖中，使用CAM曲線在線切換功能，實現(xiàn)不停機切換灌裝不同的瓶子。
4) Lock to CAM 功能
運行CAM曲線前，電機可能在任意位置。為防止投入CAM曲線運行瞬間電機出現(xiàn)暴沖現(xiàn)象，可采用以下辦法：投入CAM曲線運行命令后，先將電機位置自動定位到CAM計算曲線對應(yīng)的位置，定位完成后再自動運行CAM曲線。
5) 轉(zhuǎn)矩補償
在外部慣量較大時，可以采用轉(zhuǎn)矩補償。由于電機運行時，外部負載為固定值，且負載方向一直向下，可以等同為位能性負載。伺服控制器驅(qū)動電機帶動桿上升時，需要加上此負載對應(yīng)的轉(zhuǎn)矩量；電機帶動桿下降時，則需要減去此負載對應(yīng)的轉(zhuǎn)矩量。
5 Lenze亮點
1) 高精度的伺服PLC驅(qū)動器，32位處理器，具備極高的運算及控制精度，程序掃描時間可達1ms；
2) 除具備9400伺服驅(qū)動器特性外，還兼容PLC功能。一臺9400伺服PLC可替代PLC+伺服驅(qū)動器的組合，減少成本，性價比較高；
3) 可執(zhí)行公式生成的計算CAM曲線或者固定CAM曲線，CAM曲線之間可進行在線切換；
4) 兼容第三方設(shè)備的Profibus DP、ProfiNet、EtherCAT等常用的通訊；
5) 外圍可擴展IO端口。
6 結(jié)論
9400伺服PLC驅(qū)動器除具備高精度伺服控制的特點，兼具PLC的功能，支持ST、FBD等多種編程語言，還可以進行外圍IO擴展，具備較高的性價比。此外，還可以實現(xiàn)在線CAM曲線計算、固定CAM曲線與計算CAM曲線的切換等多種功能，對于灌裝設(shè)備技術(shù)水平的提升有著重要的實際應(yīng)用意義。
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