GEFRAN 注塑机控制系统.ppt

1、注塑机控制系统,Mar.16.2009 Daniel,革新 2009 产品革新 硬件 产品革新 软件 服务革新 完备的技术支持和服务团队 中国分公司 新工厂已投入使用，中国客户的强大后盾,Jan - 2008,R-CPU300 positioning and comparison - Alessio Fausti,3,VEDO三大系列 ： TL，ML，HL 满足不同应用需求,1，产品革新之：硬件,* GTC ：现有GEFRAN控制系统,2，产品革新之：软件,开发环境从 TEAM -SEVEN -GAB （Gefran Automation Builder） - GF_PACK INJECTIO

2、N （全新注塑机控制软件包）,页面组态 Java 控件 闭环回路 C+ 代码 动作逻辑 Ladder 梯形图 动作逻辑 OpenPCS (IEC 1131编程语言),功能简介 ： 10 段注射曲线，10 段保压曲线 96 路 PID 温度控制，用户自由组态温区，热流道控制 8组中子，8组吹气，中子全周期自由组态，无须再为特殊中子程序烦恼 多国语言同时在线 中文，英文，意大利文，西班牙文，俄罗斯文，韩文等 蓄能器，欧规12/67 质量控制 SPC 肘节式/两板式/直压式开合模控制 页面实时截屏，存入USB USB 存取数据，USB 程序安装或升级（方便售后服务） 连接至本地局域网，远程监控，实现

3、工厂自动化 集成伺服节能机的压力闭环控制 - 压力环快速响应，过冲小 - 能同时控制 多个泵,Jan - 2008,R-CPU300 positioning and comparison - Alessio Fausti,11,GEFRAN 全电动解决方案,绝对值编码器,Resolver,控制软件,控制面板,实时以太网IO,伺服驱动器,GDnet确定性实时以太网 = 高速刷新,Jan - 2008,R-CPU300 positioning and comparison - Alessio Fausti,12,Slide 12,Jan - 2008,R-CPU300 positioning an

4、d comparison - Alessio Fausti,13,Slide 13,Jan - 2008,R-CPU300 positioning and comparison - Alessio Fausti,14,GDNET 确定性的工业以太网,Jan - 2008,R-CPU300 positioning and comparison - Alessio Fausti,15,基于物理层协议 100 BaseT (100 Mbps高速以太网) 同步传输协议，主站驱动固定频率 ，例如一个GILOGIKII 节点 100 微秒 系统抖动误差 (高优先权事件引起的延时) 近于 0 网络上所有节点

5、的数据等时刷新 远程I/O数据本地化 模块自动识别，网络自诊断,标准的以太网硬件100 Mbps 1个毫秒之内机器的状态监控已经 历了十个循环周期 事件识别及执行的时间延迟为 0 机器控制的过程数据瞬间刷新 数据传输不会造成任何网络延时 更换相同的I/O模块不需重新配置,Jan - 2008,R-CPU300 positioning and comparison - Alessio Fausti,16,1,2,GILOGIK II 家族的（node）节点结构,底部母板 + 网关网桥模块 + 总线通讯模块 + 远程 I/O模块,1: 2,4,8,12,18 槽底部母板，可轻易安装于DIN导轨或控

6、制盘支架上。 2: 所有模块通过母板将IO信息传递给位于最左边的控制单元。,Jan - 2008,R-CPU300 positioning and comparison - Alessio Fausti,17,GILOGIK II 远程I/O系列（带网桥模块）, R-ETH100: GDNet 以太网桥 R-ETM100: Modbus TCP以太网桥 R-SW5: 5口以太网关转发器 R-SW5-SA: 独立安装的5口以太网关转发器* R-C3: 3通道高速计数，编码器脉冲输入 R-E16: 16路数字量输入 R-U8/U16: 8/16路数字量输出 R-A/D8: 8路可编程模拟量输入 R

7、-TC8: 8路温度输入TC J,K 2通道RTD 2,3,4 线制 16路数字量输出 1路脉冲计数输入 R-D/A: 4,8,16路模拟量输出10V R-BUSx: 2,4,8,12,18槽底部母板 所有模块光电隔离 * 24v电源供给，适用于距离超过100米的情况， 非母板安装，可置于控制柜的任何地方。,Jan - 2008,R-CPU300 positioning and comparison - Alessio Fausti,18,传统的基于现场总线的控制方式,全电动机型: 现场总线解决方案,Jan - 2008,R-CPU300 positioning and comparison

8、- Alessio Fausti,19,传统解决方案的缺陷 PLC内部的速度产生器和位置控制模块每间隔 2ms (T 周期) 向驱动器刷新发送设定速度。,全电动机型: 现场总线解决方案,恒速运行时不会产生问题。 但是瞬间加减速时，设定速度每隔一次刷新时间就会产生一个阶跃。,Jan - 2008,R-CPU300 positioning and comparison - Alessio Fausti,20,传统解决方案的缺陷 下图分别是加减速时，速度环曲线和电流环曲线的波形记录，以及速度产生阶跃时的放大波形。 每一次速度阶跃变化都会导致电流环产生一次抖动，从而直接导致输出扭矩抖动。这种现象长期发

9、生会导致电机发热，振动，和机器噪音。,全电动机型: 现场总线解决方案,Jan - 2008,R-CPU300 positioning and comparison - Alessio Fausti,21,GEFRAN的Interpolator（软件位置插补）控制方案,全电动机型: 现场总线解决方案,Jan - 2008,R-CPU300 positioning and comparison - Alessio Fausti,22,优点: 改善轴速度曲线，从而改善电机电流和扭矩。 机器性能改善 速度产生器的刷新时间可以延长，可以同时控制多个轴的运动,全电动机型: 现场总线解决方案,速度曲线产生器

10、每 2ms/4ms向驱动器刷新设定位置值，以及走完这个位置曲线所需要的起始速度和结束速度。 三阶位置插补软件 （3 Order Interpolator）将位置设定值细分为一个一个的步骤，一个细分步骤每 250 微秒执行一次，从而保证运动曲线的连续性。,Jan - 2008,R-CPU300 positioning and comparison - Alessio Fausti,23,Gefran 软件插补控制方案 下图是使用了插入器后记录的速度环曲线和电流环曲线的波形，以及速度产生阶跃时的放大波形。 可以看到，当速度产生变化时，特别是在速度斜坡拐点处，扭矩电流的曲线相对就更为平滑，线形。 因

11、此，就算电机瞬间加减速（比如50ms），电流和扭矩波形曲线也得到了很好的改善。,全电动机型: 现场总线解决方案,Jan - 2008,R-CPU300 positioning and comparison - Alessio Fausti,24,全电动机型: 现场总线解决方案,全电动机型: 高速注射 GEFRAN的方案是 . 注射速度从原先的 300 500 mm/s 逐渐提升至 800 1000 mm/s 为了达到这样的性能，GEFRAN的方案是注射单元配备2至3个同步电机，由XVY驱动器驱动，机械上由皮带轮连结。 XVy-EV 驱动器主站接收PLC发过来的速度值和位置值，同时将扭矩设定值发

12、送给XVy-EV驱动器从站，保证同步带载。,Jan - 2008,R-CPU300 positioning and comparison - Alessio Fausti,25,PLC 内部快速 PID 功能，刷新电机速度 (周期时 间 = 1ms)，从而构建压力闭环和背压闭环，. V/P切换没有延时 改善机械摩擦的影响 位置控制和压力控制的保压方式自动切换 减少压力过冲现象,全电动机型: 现场总线解决方案,注射速度，保压压力与背压闭环控制,Jan - 2008,R-CPU300 positioning and comparison - Alessio Fausti,26,XVy-EV 伺服驱动器,主要特点: 控制算法是专对无刷同步电机的 (和带反馈信号的异步电机) 电源 3x 230Vac 480Vac 功率范围最多达到 1.5MW 最多有 19 点可编程数字量输入和14 数字量输出 最多4 路模拟量和 4 路模拟量输出 高过载性能(150%-180%过载60s, 瞬间过载能力200%-250%) 反馈输入信号: Resolver 正余弦编码器 数字增量和正弦编码器 - 绝对值编码器 EnDat,