20.11.2017 Система управления установкой формования металла на базе сервоприводов MR-J2S c использованием сети SSCNET.

Описание

Система обеспечивает управление установкой формообразования металла, основанной на уникальных технологиях, разработанных специалистами. Установка представляет собой высокотемпературную печь, внутри которой расположена панель (лист) формуемого металла. С обеих сторон панели оппозитно расположены формовочные стержни (40 пар), изготовленные из жаропрочной стали. Собственно формование осуществляется путем перемещения по определенной траектории точек, зажатых между парами стержней. Фактически установка представляет собой программно управляемый «игольчатый штамп». 

С точки зрения автоматизации решены следующие задачи:
- формование панели, с высокой пространственной точностью за счет обеспечения прецизионного управления скоростью и перемещением формовочных стержней;
- удержание панели в пространстве, при сохранении формы детали в процессе формования;
- компенсация температурного удлинения стержней в процессе формования;
- отображение текущих координат всех стержней в процессе формования плиты;
- возможности изменения момента, скорости и координаты перемещения в процессе движения, как для всех пар сервоприводов, так и для каждого сервопривода в отдельности;
- контроль и поддержание заданной температуры формования в зонах печи и на поверхности формуемого металла.

Исходя из этого, система разбита на три подсистемы: многоосевая система позиционирования, система поддержания температуры, а также верхний уровень, представленный Scada-системой.
Система многоосевого позиционирования построена по мультипроцессорной технологии, то есть одновременно, в реальном времени, в этой системе работают четыре процессора – головной контроллер System Q02CPU и три контроллера движения Motion CPU Q173CPUN. Головной контроллер выполняет функции общего управления системой, контроллеры движения выполняют функции управления 40 парами сервоусилитель-серводвигатель. Каждая ось состоит из сервоусилителя типа MR-J2S-20B, который управляет серводвигателем типа HC-KFS23. Возможность управления в реальном времени 80 - ю сервоприводами обеспечивается за счет использования высокоскоростной специализированной сети SSCNET, по которой к контроллеру движения могут подключаться до 32 осей (максимально система может управлять 96 сервоприводами). Время скана сети составляет 3,5 миллисекунды.
Двигатель, соединенный с планетарным редуктором GPT-75, передает движение механизму типа винт-гайка, оригинальной конструкции, обеспечивающей передачу движения с высокой точностью. Передача винт-гайка приводит в движение стержень, максимальное усилие в точке контакта стержня с панелью около 2 тонн. При этом обеспечивается точность позиционирования не хуже 0,01 мм.
Тепловая система состоит из головного контроллера серии FX2N, процессорных модулей управления температурой FX2N-LC, которые реализуют алгоритм автоматического подбора параметров ПИД-регулирования для изменяющихся физических характеристик объекта регулирования, то есть, по сути, интеллектуальный адаптивный регулятор. В состав тепловой системы входят модули аналогового ввода, к которым подключены термопары, установленные непосредственно вблизи нагревательных элементов и обеспечивают аварийный контроль температуры.
Рабочее место оператора представлено панельным компьютером со SCADA-системой. Задачи - информационное обеспечение работы оперативного персонала, специалистов и руководителей с визуализацией протекающего процесса, возможностью корректировки  параметров процесса и архивацией данных этого процесса в виде базы данных.

Система эксплуатируется на авиационном предприятии с августа 2006 г.

Фотоотчёт