28. Модернизация МЛД

Общее описание задачи:

Запрос на дополнения рабочей машины литья под давлением системой мониторинга скорости движения поршня и усилия давления поршня.

Процесс литья по давлением.

1. Заливается доза расплава вручную в приемный стакан.

2. Подача поршня медленно (скорость 1 от 0,1м/сек) до входа расплава в форму.

3. Подача поршня быстро (скорость 2 до 5 м/сек) - заполнение формы.

4. Дожим при остывании (начальная стадия остывания).

На сегодня всё управление скоростью и диапазоном движения на ручных уставках органов управления, этой информации недостаточно для анализа процесса и последующего повышения качества.

Есть потребность установить датчик усилия поршня и датчик положения поршня.

При работе получать информацию с датчиков, строить графики скорость поршня, усилия поршня. Контролировать стабильность литья и появление возможных отклонений.

Длина хода поршня - 450мм.
Усилие поршня - до 40тн (ударно).
Цикл литья - до 5сек.

Критический параметр - время изменения скорости хода от 0,1 до 5м/сек около 0,02 сек (20мСек), для относительно качественной отрисовки графика скорости желательно иметь около 10 точек за 0,02 сек, то есть частота измерений 500...1000Гц. Лучше 1000.

Эксплуатационные ограничения:

Температура в рабочей зоне 60-70гр.Ц.
Вибрация до 10...15g.

Ожидания Заказчика:

Получить на рабочем месте монитор с шаблонным графиком, на котором после каждого цикла будет отображаться фактический график скорости движения и график усилия поршня.

Таким образом оператор сможет корректировать положение органов управления и определять состояние прессформы по данным графиков усилия и скорости поршня.

Предположение как выполнить:

ПЛК в ходе рабочего поршня, каждую 1мсек пишет данные с датчиков положения и усилия в свою память.

ПЛК выполняет сравнивание полученных данных с эталонными - анализ и индикация. Готовит их для передачи на верхний уровень (загружать командой со СКАДА).

Датчики подобраны, 1,6 и 5 кГц – способности датчиков и преобразователей – с такой частотой обновляется 4…20мА на входе ПЛК. Нам реально достаточно получить измерения с частотой 1 кГц по каждому из двух аналоговых каналов.

По обоим каналам установим период преобразования 1000 мкс.

За 5 секунд это составит 10 000 измерений для двух каналов (5 000 точек на канал).

Что хотел бы получить:

Грузим в ПЛК эталонный график (это еще 10 000 точек – графики полученный при наладке), в начале работы с этой деталью.
После каждого рабочего хода сравниваем 10 000 точек полученных, с 10 000 точками ранее загруженными (п.1), если дельта в пределах нормы – считаем деталь годной.
Отрисовываем оба графика на панели, чтобы оператор смог настроить машину по разнице видов графиков.
На персоналку дополнительно поставим OPC и программу тянущую эти 10 000 точек в БД в конце цикла (и еще служебные данные: время/дата/номер партии…), для хранения архива.

Как просматривать данные из БД потом будем решать. Как и способ подгружать эталонный график для определенного вида деталей.

Принятое решение по реализации.

Бюджетное предложение с минимально возможным циклом процессора 500мкс

6ES7510-1DJ01-0AB0

SIMATIC DP, ЦЕНТРАЛЬНЫЙ ПРОЦЕССОР CPU 1510SP-1 PN ДЛЯ ET 200SP, ЦПУ С РАБОЧЕЙ ПАМЯТЬЮ 100 КБ ДЛЯ ПРОГРАММЫ И 750 КБ ДЛЯ ДАННЫХ, 1 ИНТЕРФЕЙС - PROFINET IRT С 3Х-ПОРТОВЫМ КОММУТАТОРОМ, 72 НС НА БИТОВУЮ ОПЕРАЦИЮ, НЕОБХОДИМА КАРТА ПАМЯТИ SIMATIC MC, ДЛЯ ПОРТОВ 1 И 2 НЕОБХОДИМ СЕТЕВОЙ АДАПТЕР BA

Можно обойтись и без него. На процессоре есть один разъём RJ45

6ES7193-6AR00-0AA0

SIMATIC, ШИННЫЙ АДАПТЕР BA 2X RJ45, 2 РАЗЪЁМА RJ45 ДЛЯ ПОДКЛЮЧЕНИЯ К СЕТИ PROFINET

6ES7134-6HB00-0DA1

SIMATIC ET 200SP, МОДУЛЬ АНАЛОГОВОГО ВВОДА, AI 2X U/I HS, НАПРЯЖЕНИЕ/ТОК, 2/4Х-ПРОВОДНОЕ ПОДКЛЮЧЕНИЕ, ВЫСОКОСКОРОСТНОЙ, ДЛЯ УСТАНОВКИ НА БАЗОВЫЕ БЛОКИ ТИПА A0, A1, ЦВЕТОВОЙ КОД CC00, ПОКАНАЛЬНАЯ ДИАГНОСТИКА, 16 БИТ, +/-0,3%

6ES7193-6BP00-0DA0

SIMATIC ET 200SP, БАЗОВЫЙ БЛОК BU15-P16+A0+2D, ТИП A0, ВТЫЧНЫЕ КЛЕММЫ, БЕЗ ДОП. КЛЕММ (AUX), НОВАЯ НАГРУЗОЧНАЯ ГРУППА, Ш Х В: 15MMX117MM

Пример работы с логами – правда на 1200 – но принцип одинаковый:

https://support.industry.siemens.com/cs/ru/ru/view/64396156/en

Пример работы с Web-Server на 1200/1500:

https://support.industry.siemens.com/cs/ru/ru/view/68011496/en

---------------------

Для проверки решения и корректировки трудозатрат запросил и взял у «Сименс» в Самаре стенд с нужной серией ПЛК на несколько дней.

Стенд Сименс еще у нас, после самостоятельной работы и двухнедельных консультаций с немцами нужный результат по передаче файлов получили.

Набор идеальных графиков будет хранится в ПЛК, для пользователя это не изменит работу с системой.

Объем трудозатрат снизили. Параллельно уточнили спецификацию Сименс.

Алгоритм для первого обсуждения.

Имеем на сегодня:

Цикл передачи файла в компьютер и отрисовка графика на выбранном софте – около 35 секунд.

Время формирования файла для передачи – 2 сек (10000 точек).

24 секунды выгрузка таблицы с данными одного прохода поршня в АРМ (два канала по 5000 значений 1 мс). Это время исполнения API команды от Сименс.

6..10 секунд АРМ распаковывает файл и отрисовывает график.

В принципе всё функционирует, но долго. Идеально сократить до 10…15 сек, чтобы не было влияния на общий цикл оборудования.

ГектИС