Контроллеры движения варьируются от одноосных смарт-устройств 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. Компания, известная стандартными и пользовательскими средствами управления движением и двигателями, помогает проектировать и разрабатывать многоцелевую пусковую установку (MML) для программы непрямой огневой защиты армии США. Руководит проектом Центр разработок и инжиниринга армейской авиации и ракетных исследований США.

Конструкция представляет собой систему на базе грузовика, которая является стационарной или полуфиксированной. Он вмещает 15 пусковых установок, которые могут вести огонь одновременно по угрозам, обеспечивая защиту на 360° от беспилотных летательных аппаратов, крылатых ракет, артиллерии, минометов и реактивных снарядов. Trust Automation разрабатывает контроллеры высот для MML, чтобы обеспечить им точное позиционирование. Контроллер взаимодействует с мощными электромеханическими приводами для управления перемещением по вертикальной оси MML. Короче говоря, цифровая обработка сигналов и усовершенствованные алгоритмы обеспечивают синхронное управление двумя 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 кондитерская фритюрница непрерывного действия Opelka более универсальна и проста в чистке и обслуживании, чем ее предшественница. Названный MagicBaker CleanFlex, он использует компоненты автоматизации B & R для модульной архитектуры — так что конечные пользователи могут использовать машину без программирования даже после остановки для замены деталей.

PowerLink допускает линейную или звездообразную топологию оборудования, и пользователи могут извлекать 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 плате 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, X20 входами/выводами и приводами ACOPOSmulti.

Универсальность фритюрницы обусловлена новой архитектурой управления, которая позволяет вносить изменения с помощью панели HMI в соответствии с различными конфигурациями для разных пекарей, сказал Стефан Венг из Opelka. Сервоприводы ACOPOSmulti заменили пневматические приводы в предыдущей версии, чтобы устранить конструктивные и эксплуатационные ограничения. Здесь ключевым преимуществом по сравнению с пневматикой является то, что органы управления могут создавать новые траектории во время работы нажатием кнопки без серьезных изменений.

Таким образом, 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 опускать выпечку в масляную ванну.

Приводы новой машины синхронизированы электрически, что означает, что масляная ванна может расширяться по мере необходимости, не заставляя инженеров вносить изменения в систему передачи мощности. В шкафу управления внутри корпуса машины также имеется панель питания 500. Приводы для других модулей машины (в том числе один для загрузки отдельных форм для 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. Двухосный вариант ACOPOSmulti позволил сэкономить больше всего места. Opelka сэкономила еще больше места в шкафу, заменив специализированные источники питания на 24-вольтовые модули из системы X20. Система X20 также обеспечивала цифровые и аналоговые срезы ввода-вывода, а также входные клеммы PT100 для ПИД-контроля температуры.

Модули X20 также управляют шаговыми двигателями, которые перемещают толкатели и другие небольшие оси станка. “Конструкция X20 состоит из трех частей: клеммной колодки, электронного модуля и модуля шины. Это упрощает установку и позволяет заменять электронные модули без необходимости перепрошивки”, — 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 упрощают 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 камеру 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 созданы в 1969 году с реле, контакторами, таймерами, устаревшими силовыми линиями и километрами проводов, требующими постоянного обслуживания. Массивный ангар имеет две двери размером 130 х 90 футов, весом 74 000 фунтов, с обеих сторон. Каждая дверь состоит из внутренней и внешней панелей, в общей сложности получается восемь независимо функционирующих дверей. Дверные секции, установленные на направляющих, смещены таким образом, что соседние двери могут открываться и закрываться, не создавая помех соседним.

ПЛК MicroSmart Pentra от IDEC теперь управляют дверями и контролируют их состояние, позволяя самолетам размером с 747-400 входить в ангар и выходить из него. Инженеры из отдела проектирования и строительства международного аэропорта Сан-Франциско использовали программирование IDEC PLC из-за их простоты и расширяемости. Двойные приводы приводят в действие половинки дверей. VFD приводит в движение 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 формате ASCII через соединение RS485. ПЛК также имеет входы для переключателей и датчиков, предотвращающих срабатывание, когда на пути находятся люди или предметы. С помощью HMI IDEC HG4G операторы открывают и закрывают двери.

Восемь централизованных ПЛК, управляющих восемью дверями, упрощают работу; вскоре главный ПЛК сможет управлять всеми дверями и управлять ПЛК в качестве подчиненных. Беспроводное соединение вскоре обеспечит управление огнем. В текущей конструкции всякий раз, когда дверь останавливается, ее ПЛК анализирует проблему и отображает протокол устранения неполадок на HMI.

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

Инженеры hangar использовали Automation Organizer для программирования сенсорных экранов управления, дисплеев состояния и устранения неполадок, аварийных сигналов, обработки обратной связи и учета рабочего времени в целях технического обслуживания.

Моделирование с помощью системы IDEC позволило инженерам запустить и точно настроить 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 входных дверей с более крупными дверями ангара. Если какие-либо люки открыты, HMI указывает на это и предотвращает работу.