Контроллеры движения варьируются от одноосных smarts до программируемых контроллеров автоматизации (PACS), которые синхронизируют сотни осей и устанавливают их. Эти мозги точного движения лежат в основе современных инноваций в системах управления движением. Но элементы управления становятся все более совершенными и в мобильных приложениях.

Рассмотрим только один пример: Trust Automation Inc., известная стандартными и пользовательскими средствами управления движением и двигателями, помогает проектировать и разрабатывать многоцелевую пусковую установку (MML) для программы непрямой противопожарной защиты армии США. Руководит проектом Центр разработки и инжиниринга армейских авиационных и ракетных исследований США.

Конструкция представляет собой систему на базе грузовика, которая является стационарной или полуфиксированной. Он вмещает 15 пусковых установок, которые могут вести одновременный огонь по угрозам, обеспечивая 360-градусную защиту от беспилотных летательных аппаратов, крылатых ракет, артиллерии, минометов и реактивных снарядов. Trust Automation разрабатывает контроллеры высот для MML, чтобы обеспечить их точное позиционирование. Контроллер взаимодействует с мощными электромеханическими приводами для управления движением по оси возвышения MML. Короче говоря, цифровая обработка сигналов и усовершенствованные алгоритмы обеспечивают синхронное управление сдвоенными приводами, которые поднимают и опускают поддон MML.

“Эти платформы критически важны для национальной обороны”, — сказал Крейг фон Илтен, вице-президент по развитию бизнеса в оборонной промышленности Trust Automation.

Рассмотрим другой пример: новая фритюрница непрерывного действия Opelka более универсальна, ее легче чистить и обслуживать, чем ее предшественницу. Называемая MagicBaker CleanFlex, она использует компоненты автоматизации B & R для модульной архитектуры, поэтому конечные пользователи могут использовать машину без программирования даже после остановки для замены деталей.

PowerLink допускает линейную или звездообразную топологию оборудования, и пользователи могут удалять сетевые компоненты, не отключая питание и не беспокоясь о нарушении связи по шине. Центральное хранилище данных ускоряет ввод в эксплуатацию.

Кодирование данных, управление движением, задачи ПЛК и функции HMI — все это находится на одной карте CompactFlash в контроллере. Когда оборудование перезапускается после технического обслуживания, контроллер автоматически копирует программное обеспечение (включая изменения) в соответствующие компоненты B&R. В частности, Opelka использует встроенные функции PLC/HMI от B&R Power Panel 500, которая оснащена сенсорным экраном диагональю 10,4 дюйма, устройствами ввода-вывода X20 и приводами ACOPOSmulti.

Универсальность фритюрницы обусловлена новой архитектурой управления, которая позволяет вносить изменения с помощью панели HMI для адаптации к различным конфигурациям для разных пекарей, сказал Стефан Венг из Opelka. Сервоприводы ACOPOSmulti заменили пневматические приводы предыдущей версии, чтобы устранить конструктивные и эксплуатационные ограничения. Здесь ключевое преимущество перед пневматикой заключается в том, что органы управления могут реализовывать новые траектории во время работы нажатием кнопки без существенных изменений.

Итак, теперь выпечка проходит через машину более мягко и с большей точностью. Это, в свою очередь, означает, что пользователи могут настроить машину для различных видов выпечки, просто выбрав рецепты в HMI. Таким образом, теперь машина может выпекать выпечку в масляной ванне или опрокидывать ее.

Приводы новой машины синхронизированы электрически, что означает, что масляная ванна может расширяться по мере необходимости, не заставляя инженеров модифицировать систему передачи мощности. В шкафу управления внутри корпуса машины также имеется панель питания 500. Приводы для других модулей машины (включая один для загрузки отдельных форм из сырого теста в ряды и другой в конце линии, который впрыскивает желе в выпечку) находятся в распределенных шкафах управления.

“Пространство в распределенных шкафах ограничено, поэтому компактность модулей ACOPOSmulti и X20 была ключевой”, — сказал Венг. Двухосевой вариант ACOPOSmulti был самой большой экономией пространства из всех. Opelka сэкономила еще больше места в шкафу, заменив выделенные источники питания 24-вольтовыми модулями из системы X20. Система X20 также снабжена цифровыми и аналоговыми блоками ввода-вывода, а также входными клеммами PT100 для ПИД-регулирования температуры.

Модули X20 также управляют шаговыми двигателями, которые перемещают толкатели и другие оси небольших станков. “Трехкомпонентная конструкция X20 состоит из клеммной колодки, электронного модуля и модуля шины. Это упрощает установку и позволяет заменять электронные модули без необходимости повторного подключения”, — сказал Венг.

Модули и приводы X20 взаимодействуют друг с другом и центральным контроллером через PowerLink.

Еще одним улучшением является то, что пользователь может настраивать компоненты без необходимости предварительного подключения каждого из них к ПК. Чтобы подготовить компоненты к подключению по шине, инженер просто устанавливает номера их узлов с помощью DIP-переключателей перед установкой.

Во время работы PowerLink и электронные приводы также облегчают разъединение модулей машины. Пользователь просто отсоединяет кабели питания и PowerLink, оба из которых справляются с многократным подключением и отсоединением гораздо лучше, чем шланги для подачи сжатого воздуха. Затем машинные модули могут быть отправлены в моечную для очистки.

Дверные двигатели, органы управления и зубчатые передачи ангара технического обслуживания Superbay в международном аэропорту Сан-Франциско нуждались в модернизации. Предыдущие системы управления были построены в 1969 году с реле, контакторами, таймерами, устаревшими силовыми дорожками и километрами проводки, требующими постоянного обслуживания. Массивный ангар имеет две двери размером 130 х 90 футов и весом 74 000 фунтов с обеих сторон. Каждая дверь состоит из внутренней и внешней панелей, что позволяет получить в общей сложности восемь независимо функционирующих дверей. Секции дверей, установленные на направляющих, смещены таким образом, чтобы соседние двери могли открываться и закрываться, не мешая соседним.

ПЛК MicroSmart Pentra от IDEC теперь управляют дверями и контролируют их, позволяя самолетам размером с 747-400s входить в ангар и выходить из него. Инженеры из отдела проектирования и строительства международного аэропорта Сан-Франциско использовали программирование ПЛК IDEC и PLCS для их простоты и расширяемости. Двойные приводы приводят в действие половинки дверей. ЧРП приводит в действие каждую моторную дверь, которая, в свою очередь, способна перемещать всю дверь целиком (хотя инженеры аэропорта сделали каждый привод избыточным).

ПЛК IDEC MicroSmart Pentra подключается к двум VFD каждой двери через Modbus и обменивается данными в ASCII через соединение RS485. ПЛК также имеет входы для переключателей и датчиков для предотвращения срабатывания, когда на пути находятся люди или предметы. С помощью HMI IDEC HG4G операторы открывают и закрывают двери.

Восемь централизованных ПЛК, управляющих восемью дверями, упрощают эксплуатацию; вскоре главный ПЛК мог управлять всеми дверями и управлять ПЛК как подчиненными. Беспроводное соединение скоро обеспечит управление огнем. В текущей конструкции всякий раз, когда дверь останавливается, ее ПЛК анализирует проблему и отображает протокол устранения неполадок на HMI.

ПЛК IDEC MicroSmart Pentra обладает математическими функциями с плавающей запятой, поддерживает 32-разрядную обработку, возможности Modbus master и slave, до 512 цифровых операций ввода-вывода и 56 аналоговых операций ввода-вывода. ПЛК также подключается к Интернету (для обеспечения мобильного доступа). Программное обеспечение IDEC Automation Organizer поставляется в WindLDR для программирования в лестничных логических и функциональных блоках (а также онлайн-редактирования и моделирования) или WindO/I-NV2 для программирования HMI. WindO/I-NV2 имеет инструменты для программирования HMI с библиотекой из 5000 символов (для экономии времени разработки).

Инженеры ангара использовали Automation Organizer для программирования элементов управления с сенсорным экраном, отображения состояния и устранения неполадок, аварийных сигналов, обработки обратной связи и определения времени работы в целях технического обслуживания.

Моделирование с помощью системы IDEC позволило инженерам запустить и отладить работу первой двери менее чем за сутки (остальные были введены в эксплуатацию в течение нескольких часов). Это также позволило инженерам добавить к гигантским дверям ангара блокирующиеся двери для персонала — стандартные двери встроены в двери ангара, чтобы авиамеханики могли входить в ангар и выходить из него. Затем инженеры запрограммировали ПЛК и HMI на блокировку этих люков с большими дверями ангара. Если какие-либо люки открыты, HMI указывает на это и предотвращает работу.