介绍机械领域的运动控制系统全自动化应用

对于机械制造商来说，性能和成本费用的压力在不断地增加。即使在执行机构的技术领域里，为了满足日益提高的新要求，开创新的控制结构是绝对必要的。今天，以电子传动系统为基础的运动控制，其提供的灵活性大大增加，采用机械系统是永远不可能达到的。

　　Pilz公司提供的 primo 装置是专门为包装机械设计的，使用灵活，同时也适用于其他类似要求的应用领域。

　　primo 装置为完成普通结构的替代和实现系统的扩展提供了机遇。根据客户的要求，采用PMC（Pilz运动控制）primo控制系统，或者与一个主控制系统（例如PLC， IPC）连接，自动化功能就能全面得到实现。这一点令包装机械制造商特别感兴趣。

　　PMC primo控制系统是一种高性能的产品系列，能够满足各种要求，实现全自动化功能，包括完成各种复杂的运动顺序。它根据各自的要求发出指令，选择合适的解决方案。以控制器为基础的PMC primo16+控制系统，带有分离式动力元件，适用于多轴控制，应用十分灵活，但需要较大的空间。

　　PMC primo传动控制系统带有一个积分动力元件，利用它可控制多达9个传动装置。

　　适用于少量和中等数量控制轴的开放式成套系统

　　带有积分传动装置的控制系统是专门设计的，适用于少量或中等数量的主轴控制。在独立模式的局域网络之中，它可进一步操作和控制8个以下的传动装置。在采用这种结构的情况下，装有PMC primo控制系统的传动装置具有中央控制器的功能。

　　该系统具备全自动化所需要的一切功能。它具有传统的I/O输入/输出扩展接口及便于有效编程和远距离维护的以太网服务接口，还包括结构小巧的闪存卡插口。它可通过CAN、Modbus或PROFIBUS等进行通信联络，这一功能使整个系统处于十分开放的地位。

　　由于采用9轴同步联动作为8个电子凸轮运行，集成的软PLC可以依照IL编码形式对1000个指令进行扫描，其扫描时间少于50微秒。这种集成硬件的设计，适合于高速运行，操作简单。除了采用电池的RAM缓存器作为剩余数据储存外，还为用户提供了一个2 Mbyte的闪存器。这就是说，所有与项目相关的数据都可以储存在系统内。

　　这一装置具有一种新的功能特点，即能够按照DIN 66025标准（为数控机床设计的专用程序），执行多维运动控制。例如，在入门应用过程中，它可以实现简单的标准化编程。运动控制可通过文本或软PLC编程界面上的图像来进行编程。最佳化时效的运算法则与轴的操作是否采用插补方式或是否采用现有的凸轮盘功能无关。软PLC的短时扫描时间是始终可以保持不变的。

　　网络功能成全了大量的轴传动系统

　　在独立模式状态下，以控制器为基础的PMC primo 16+系统可以作为多达16根轴的中央控制器。其性能数据与传动装置相关的性能数据相符，因为其内部设计是一致的。这就是说应用程序将可以在这两个系统上运行，而不需要作任何修改。

　　其不同点在于可扩展的现场总线选项和系统接受大量主轴的网络功能上。如采用几个PMC primo 16+系统装置，就有可能执行分散式运动控制单元，几乎能够控制无限的主轴数量。其中一个特别的好处是：用户可以实现高动态时钟速度，从而达到高精度水平的目的。该系统的概念性设计可以使控制轴多达700根。在实践中所采用的自动化解决方案，控制轴数量已多达53根。如需要对一台以上的机器，例如对成套生产工艺流程实现自动化时，上述这类挑战就能充分显示出它自身的价值。除此之外，还需要采用相应的运输和传送技术来控制进给和输出传动装置。

　　因此，只要采用一种产品，就可提高整个系统的灵活性和性能，这只有通过带有高端运动控制系统和一个集成的PLC的分散式传动技术才能实现。

　　从一个界面实现全自动化

　　集中式以太网界面使其能够接近整个系统，因此，也有利于所有连接轴的编程和诊断。不管分散设计的情况如何，从用户的观点来看，整个系统代表了它本身是以一个集中的系统而存在，因为轴的区分是在背景中自动发生的。

　　其最重要的特点是：所有的元件和数据都包含在单一的用户工程项目之中，并且在Pilz公司新一代的传动集成运动控制系统中得到了实现。

　　在实际应用中，传动装置的设定和凸轮的生成扮演了很重要的角色，但首先取决于联动轴的相互关系。几乎在所有的包装机械中情况都是如此。用户的这些重要工具现在都被综合利用到编程界面之中。由于其简单直觉、易于操作，不存在多余的界面，设计工程师可以节约很多开发时间和成本费用。如与编程相比较，其各项参数可以使整个系统更易于使用，并可减少创建一个新应用程序所需的工作量。在包装机械更新升级时，这些优越性确实就能自然而然地体现出来。

　　储存于数据库中的预定义功能块是形成这一简单工艺流程的基础。其中心功能是建立起与公 共程序的连接，并将在那儿产生的数据和参数储存起来。功能块可以随心所欲地在项目范围内使用，例如，驱动参数可以在每次重复起动时下载，或以另一种替代方式，只从服务菜单中下载。当数据被转存到用户项目中时，就能生成一个新的功能块，这是数据库原功能块的修正版本。这样，每个驱动装置或凸轮被指定作为其自己单独的数据记录。对于驱动参数而言，这听起来好像是当然的事情，但对于一个凸轮的生成而言，这具有特别重要的意义。

　　“凸轮生成器”为轴校验提供支持

　　在一个有效程序中，用户可以对凸轮作出定义是否应保持灵活，如果是这样，要明确是哪个部件，以便能够通过参数，根据生产过程中的变化，对传动装置进行调节。一旦有效程序关闭，凸轮参数被储存到功能块之中，其中可变的部分， 例如圆角点是作为输入值生成的，然后这些数值可以通过现场总线或操作员终端，在程序周期范围内重新设定和修改。

　　这一程序给用户提供了一个观察凸轮图像的机会，而且使他们在任何时候都可以在机器上修改这些图像。“凸轮生成器”可帮助用户选择加速值和制动值，从而保证传动机构在运动时不发生摇晃现象。这样就可以大大缩减调试设定时间。

　　除了简单明了以外，这种在项目范围内储存全部机器数据的功能也带来了其他正面的效果。PMC primo装置装有一个很大的内部闪存器，它允许在任何时候将全部数据上载到编程界面上。采用这样的方式，目前的项目可以储存到当地的设备之中，如可能，还可储存到小巧玲珑的闪存器上。当需要服务使用时，这一项目可拷贝到服务用的PC机上，使其立即起动有效的诊断装置。

　　如果装置需要交换，可使用可拆卸的数据存储器，其好处是“即插即用”。此外，由于其简单易用，因此，只要用插卡起动硬件，就可以重新自动地将所有数据储存到装置中。

　　许多用户希望从一个界面来达到全面自动化；由于有了PMC primo控制器系列产品及现在的软PLC装置，终于使这种希望变成了现实。采用与大范围系列的测试型运动控制功能块和软PLC界面相结合的使用方式，扩展后还包括“凸轮”和“驱动设定”功能，这一切为机械制造商和最终用户提供了一种能够用于独立和快速执行复杂应用程序的工具。