西門子運動控制解決方案為濟南二機床開卷落料之龍點睛

?

信息與動態

西門子運動控制解決方案為濟南二機床開卷落料之龍點睛

濟南二機床集團(簡稱“濟南二機床”，下同)是目前國內惟一一家能夠生產高檔開卷線的企業，近期為株洲匯隆實業訂做了一條設計產能達0.5 Mt/a(約500萬片)冷軋鋼板、年生產時間3.8×103h的大型開卷落料生產線。如果把整條生產線的設計實施比作描繪一條巨龍，那么解決生產線的運動控制問題就好比為這條龍注入靈動的活力——點睛。西門子為這條生產線提供了2個PLC300，分別控制開卷和堆垛；1臺Simotion D445運動控制器和7臺Sinamics S120；39臺Simotics 1FT6與1PH7電機；4個ALM可回饋整流單元。該系統在功效、精度、節能等多方面的整體性能無不各具過人之處。通過西門子完整解決方案及全套電器設備的助力，整條生產線的工作效率、工藝精度和穩定性均得到了大幅提升——使用1臺600T壓機實現了65次/min的最高沖次，送料速度最高可達70次/min和180m/min，加工精度達到了±0.15 mm的水平。

為了在提高效率和減少能耗的焦點之戰中占得先機，濟南二機床在該項目中決定在模具體系中加入國內市場中少有先例的“擺剪?！薄[剪模是一種特殊的模具，相比傳統的固定模具而言，最大的特點是可以在自身允許范圍內變換不同的形狀(例如不同斜度的平行四邊形和不同角度的梯形)，可以在不更換模具的情況下生產不同規格的板材成品，從而大幅減少模具的更換次數，提高加工效率。此次項目中擺剪模的控制系統同樣采用的是西門子的解決方案。

西門子團隊還進行了大量開創性的研發工作，成功地為此條生產線設計出了針對擺剪模拆裝的Park功能，通過對系統總線中涉及擺剪?？刂频娜舾晒δ苣K的關閉與開啟，順利實現了擺剪模的自如拆裝。應用Park功能后，擺剪模的整個更換時間僅需3～4 h，其中重新啟動時間僅需1～2 h，很大程度上提高了整個生產線的工作效率。

整條流水線是一個整體，它的整體效率受到諸多因素的協同影響，其中的另一個瓶頸因素是壓機送料。采用西門子的Simotion和Sinamics做壓機的主軸控制，齒輪同步非常方便，從而帶來產品整體性能的高度穩定。

具體而言，采用西門子解決方案的送料系統可以直接讀取伺服壓機的外部編碼器數據，直接知道壓機主軸的位置，實現軸同步，精準控制壓機送料連續性，提高生產效率。而在其他廠家的類似解決方案中，同樣的反饋控制過程需要首先把伺服控制器或者編碼器的數據讀出，再通過通信發給送料控制器。西門子的這一改進的直接結果是提高了通信效率和降低了延遲，使送料機具有足夠“敏銳”的反應余地，可以實時辨認壓機的準確位置，確定安全區域，從而使兩者可以同步工作，而不必一定等到壓機的上一次工作完全結束后再執行下一次送料操作。這一改進，不僅大幅提高了生產效率，而且使得送料精度達到了出于行業領先的±0.15 mm。

在能耗控制方面，西門子提供電氣設備的這條開卷落料線同樣具有不俗的表現，其中用于回收制動能耗的ALM模塊功不可沒。

在傳統的類似生產線中，送料、堆垛等電機由于需要頻繁起停，會有大量能量堆疊消耗在周而復始的制動與啟動、減速與加速之中。西門子提供的ALM模塊，可以在制動過程中對電機產生的三相交流電進行整流，并在檢測到直流母線電壓升高時將多余能量回饋給電網，供其他設備使用。該器件的能量反饋效率極高，電機制動期間由機械能轉化成的電能幾乎能夠無損地返回電網，以此大幅降低了整條生產線的綜合能耗。

全套的運動控制解決方案不僅帶來了效率的提升和能耗的下降，更是直接導致了設計流程的簡化和項目周期的縮短——由于統一采用了西門子公司的器件，整條生產線各部分之間的兼容性取得了極大的提升，并且由于得到了西門子方面的技術指導，電氣方面在1～2個月的短暫時間內即告完成；由于器件之間的品牌一致性，客戶日后的維護工作也將得到無形的簡化。此外就器件性能而言，Simotion D445和Sinamics S120以其強大的功能受到了客戶極大好評；全套系統的以太網通信功能更是是受到了客戶的交口稱贊。

西門子的運動控制系統解決方案使得濟南二機床制造的這條龐大的生產線得以更加高效低耗、準確自如地投入到交付后的生產工作之中，它的助力無疑為這條巨龍做了點睛之筆。(西門子(中國)有限公司)