台达伺服在进口连续离子交换设备中的运用

随着工业自动化程度的不断提高, 现在工业装备的智能化, 人性化, 操作维护的简便化也越来越先进, 一台复杂的设备只需要一个简单的人机对话屏幕, 就能完成设备的所有运行状态监测功能。而且随着设备供应厂商的知识产权观念重视程度不断加强, 设备供应商提供的软件越来越保密, 特别是设备运行的主要逻辑装置——可程式逻辑控制器中的具体程序, 设备供应商一般不会给客户, 这就给设备维护带来了一定的困难, 也给配套设备与关键设备的衔接带来了相当的困难。

江苏江山制药有限公司于2004年从荷兰进口了两套连续离子交换设备, 设备供应商出于知识产权的考虑, 只是提供了设备的电气原理图和机械原理图, 没有提供具体的控制逻辑和机械零件尺寸, 这给我公司的后期维护和设备扩展带来相当困难。该设备的主要原理是用一台伺服装置带动一个直径10米左右的中空大转盘, 在转盘的中央空地上安装了一个有40个阀口的旋转阀, 该阀分上下两个部分, 上阀20个阀口与转盘一起转动, 下阀20个阀口相对基座固定不动, 随着转盘的转动, 这就形成了上下两个阀口的相对运动, 达到了阀口中料液切换的目的。该设备控制的核心部件是西门子的可程式逻辑控制器和伺服控制器, 每次阀口切换的精确定位完全由这两者协调完成。由于工况和气候的原因, 该设备的伺服控制单元特别容易损坏, 使用寿命只有一年至两年, 而且该控制器的采购周期为3个月, 价格15万元, 成本较高。作为生产线上的关键单套设备, 设备的损坏意味着公司的停产, 因而对系统的改造势在必行。

1 设计思想

本系统的改造主要是针对伺服控制器, 利用原PLC的控制逻辑顺序, 采用台达A系列伺服控制器实现原伺服控制器的功能。在充分分析了电气原理图之后, 在无原程序的情况下, 排除了通讯控制和模拟量控制的可能后, 重点将伺服控制器的控制模式锁定在了端子开关量控制模式。

2 系统改造及关键技术设计

2.1 IO点功能分配

输入点:

I0——急停输入, 低电平有效

I1——JOG左转

I2——寻找参考点激活

I3——参考点检测开关输入图2控制程序梯形图

I4——自动运行激活 (激活1次, 运行1个索引行程)

I5——POS0选择输入端

I6——CNC错误复位

I7——JOG右转

输出点:

O0——CNC输出ok指示

O1——机械抱闸输出, 高电平有效

O4——CNC报警输出

O6——CNC自动运行激活指示

O7——参考点找到

2.2 转盘转动的误差;

系统驱动机械部分的连接如图1。

经过对原伺服减速机的型号比对和资料查询, 得知原伺服输出减速机的减速比为1311∶1, 伺服电机的一圈分辨率为10000个脉冲。根据20个阀口在圆周上的均匀分布的情况, 利用以下方法可以计算出每一次阀口切换伺服电机需要定位的量。

2.3 转盘转动误差的校正

此部分在程序中控制如下, 如图2。

通过标志位M134选择伺服定位是“1256圈+6666个脉冲”还是“1256圈+6668个脉冲”。

3 系统调试

将控制器与伺服驱动器部分的逻辑接口调试成功。

通过调试完成整个控制的逻辑部分, 保证基本的逻辑动作无误。

用手动模式, 使伺服以JOG的方式运行。

伺服参数设定。

具体伺服设定参数如表1所示。

判断伺服的运转方向, 与要求一致。

将伺服驱动上的接地线按要求接好, 同时将变频器上的接地线与可靠大地连接, 否则有可能因为变频器运行起来的干扰使伺服误动作。

4 结语

经实际调试并试运行, 该设备与原装设备性能完全能够匹配, 从而解决了我公司进口设备依赖进口配件的局限性, 既节约了维护保养成本, 又保证了进口设备能够有效地长期稳定地运行。

摘要：在简单介绍连续离子交换设备转盘控制要求的基础上, 本文重点讨论了如下问题:在转盘转动一个工位时, 伺服电机因无法准确定位而产生误差。通过对误差的校正和设备的调试, 完成了伺服参数的设定, 成功地将国产台达伺服控制器应用到进口设备中。

关键词：运动控制,连续离子交换设备,伺服系统,台达

参考文献

[1] 台达ESDA-A&A+进阶泛用型伺服驱动器应用技术手册.

[2] 史建平, 过军, 张建生.基子PLC控制的剪板机后靠系统伺服定位的研究与应用[J].机电工程技术, 2009 (38) :7.