基于力士樂系統(tǒng)的三鼓成型機改造

任銀錄

（上海新時達(dá)傳動技術(shù)有限公司，上海 201802）

基于力士樂系統(tǒng)的三鼓成型機改造

任銀錄

（上海新時達(dá)傳動技術(shù)有限公司，上海 201802）

三鼓一次法成型機是橡膠制品加工過程的基本型設(shè)備之一。本文提到的成型機系統(tǒng)是天津賽象公司20世紀(jì)90年代的產(chǎn)品，所用控制系統(tǒng)為力士樂BTV20工控機及MTC200控制系統(tǒng)，伺服驅(qū)動器采用EcoDrive產(chǎn)品，遠(yuǎn)程IO站采用的力士樂INTERBUS系列產(chǎn)品，而這些產(chǎn)品已經(jīng)老化、故障率高并且沒有備件或者是天價備件，已經(jīng)嚴(yán)重影響到生產(chǎn)效率；通過升級落后淘汰的產(chǎn)品，解決了原有系統(tǒng)存在的一系列問題，比如故障率高、不易維護(hù)、維護(hù)成本高、生產(chǎn)效率低下等，極大的降低了客戶的成本，產(chǎn)生了不錯的經(jīng)濟(jì)效益。

成型機；力士樂；橡膠輪胎；三鼓一次法；BTV20

三鼓一次法成型機是橡膠制品加工過程的基本型設(shè)備之一[1]。本次升級的三鼓一次法成型機是天津賽象公司20世紀(jì)90年代末的產(chǎn)品，這款成型機電氣系統(tǒng)的特點在于系統(tǒng)運行穩(wěn)定，但線路不規(guī)范，給故障查尋帶來困難，PLC程序相對簡單，容易掌握。伺服系統(tǒng)相互獨立，故障易于排查。本成型機系統(tǒng)迄今已有十多年的歷史了，很多電氣部件老化損壞，故障率極高，再加上力士樂BTV20產(chǎn)品自身的一體特點造成巨額的維護(hù)成本，以至于產(chǎn)品的成本居高不下；在現(xiàn)代社會激烈的競爭環(huán)境下，必須加以改造以提高生產(chǎn)效率，提高產(chǎn)品質(zhì)量，降低產(chǎn)品成本，進(jìn)而增強企業(yè)的競爭力。

1　原系統(tǒng)簡介

本成型機所用控制系統(tǒng)為力士樂BTV20工控機及MTC200系統(tǒng)，伺服驅(qū)動器采用Ecodrive產(chǎn)品，遠(yuǎn)程IO站采用的力士樂Inter BUS系列產(chǎn)品。BTV20系統(tǒng)主要的特點在于其集屏顯示與CPU板卡于一體，配有獨立板卡插槽，根據(jù)需要可以靈活配置。該條線控制核心已經(jīng)用了十多年，老化比較嚴(yán)重，故障率較高，而且此類產(chǎn)品已經(jīng)停產(chǎn)，無同類可替代產(chǎn)品，或者備件費用極高，故急需一個新的替代方案解決此問題。

2　新系統(tǒng)設(shè)計

該成型機新控制系統(tǒng)仍然基于力士樂系統(tǒng)，具體方案如圖1所示。

（1）取消原有的主機及副機側(cè)的BTV20工控機及MTC200控制系統(tǒng)，設(shè)備選用力士樂最新一代運動控制器MLC及第3方工控機。

（2）取消原有的RECO12.2系列的IO裝置，設(shè)備均選用菲尼克斯Inline系列的IO裝置，采用Profibus接口方式。

（3）保留全部EcoDrive DKC02.3系列驅(qū)動器及MKD系列電機，另行訂購驅(qū)動器固化軟件FWA-ECODR3-SGP-03Vxx。

圖1　新系統(tǒng)配置結(jié)構(gòu)圖

該方案的優(yōu)點有：

（1）原有系統(tǒng)的MKD電機及EcoDrive驅(qū)動器得以保留，降低的改造成本。

（2）原有系統(tǒng)遠(yuǎn)程站改為菲尼克斯Inline模塊，增加了遠(yuǎn)程站的穩(wěn)定性并降低了維護(hù)成本。

（3）原有的力士樂工控機改為通用的國內(nèi)工控機，有效的降低了維護(hù)成本。

（4）原有MTC200系統(tǒng)改為了新一代的MLC系統(tǒng)，增加了系統(tǒng)易維護(hù)性的同時降低了成本。

（5）該方案改造停機時間短，一般在7天左右，極大地降低了改造成本。

（6）該方案利用了力士樂成熟的產(chǎn)品及方案，降低了改造的風(fēng)險。

2.1下位機系統(tǒng)設(shè)計

本下位機系統(tǒng)設(shè)計選用力士樂Intraworks軟件，所有的控制包括邏輯控制和運動控制，都在同一軟件平臺，極大地方便了使用維護(hù)，同時降低了維護(hù)的壓力。

此下位機系統(tǒng)設(shè)計主要包括以下幾個部分

（1）Profi BUS DP遠(yuǎn)程站的硬件組態(tài)及通訊設(shè)置

硬件組態(tài)之前首先進(jìn)行硬件配置文件的導(dǎo)入，然后再插入相應(yīng)的硬件，并配置對應(yīng)的硬件地址，通訊設(shè)置上設(shè)置每個遠(yuǎn)程站的DP地址，統(tǒng)一的波特率設(shè)置為1.5 Mbps。

（2）SercosIII驅(qū)動器站的硬件組態(tài)及通訊設(shè)置。

SercosIII通訊硬件上插入相應(yīng)的19臺驅(qū)動器，然后設(shè)置SercosIII的通訊速率4 Mbps，然后重新上電就可通訊上了。

（3）邏輯控制部分的編程

邏輯部分包括輔助邏輯及主要步序邏輯，它通過SFC實現(xiàn)步序的控制。

（4）運動控制部分的編程。

運動控制部分運用力士樂的運動控制指令實現(xiàn)定長、同步、點動等各種運動控制需求。

2.2上位機系統(tǒng)設(shè)計

本上位機系統(tǒng)設(shè)計選用力士樂Winstudio軟件，本軟件提供豐富又完善的人機界面平臺，該系統(tǒng)包括主界面、手動操作界面、過程診斷界面、配方操作界面、故障報警界面。

（1）主界面功能包括主機側(cè)和輔機側(cè)的步序顯示與切換、故障快捷顯示欄、系統(tǒng)運行狀態(tài)顯示，可以指示正在執(zhí)行的步序以及自動手動狀態(tài)，實時的故障信息。

（2）手動操作功能包括主機側(cè)和輔機側(cè)各單元的手動操作，這個功能主要是在人可控的操作下實現(xiàn)設(shè)備和規(guī)格工藝的精確調(diào)整，以為自動運行做準(zhǔn)備。

（3）過程診斷功能包括主機側(cè)和輔機側(cè)每一步的故障診斷畫面，可以很清晰方面的查出不執(zhí)行的步問題在哪里，便于工人自助解決一下問題，提高了效率。

（4）配方操作功能包括配方的建立，調(diào)用下載，刪除，修改等操作，可以為每個規(guī)格建立配方，提高了設(shè)備的再使用效率。

（5）故障報警功能包括急停故障、驅(qū)動馬達(dá)單元故障、拉繩故障等，可以很精確的定位所產(chǎn)生的故障，以最有效率的方式處理故障，極大地節(jié)約了生產(chǎn)時間的浪費。

2.3現(xiàn)場施工方案設(shè)計

本施工方案包括以下部分：

（1）現(xiàn)場新系統(tǒng)的原理圖紙，就是根據(jù)新系統(tǒng)元件的電氣特性設(shè)計原理圖。

（2）現(xiàn)場接線表，就是根據(jù)新老系統(tǒng)的接線特性尋找聯(lián)系，以最簡單的方式最有效率的方式設(shè)計接線表。

（3）現(xiàn)場施工調(diào)試計劃表，就是在規(guī)定的七天時間內(nèi)計劃每天的工作內(nèi)容，以最合理最有成效的時間安排完成這臺設(shè)備的施工調(diào)試。

3　改造效果

本系統(tǒng)通過用現(xiàn)代流行的電氣控制元件替換原來落后淘汰電氣控制元件，并利用力士樂運動控制器實現(xiàn)了系統(tǒng)需要的控制精度，并為系統(tǒng)未來的維護(hù)帶來了很大的方便，降低了維護(hù)成本，間接地提高了生產(chǎn)效率，提高了企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

本次升級改造在7天的時間內(nèi)高效的完成了升級任務(wù)，節(jié)省客戶的停機時間，改造后系統(tǒng)至今運行良好。

[1] 巫靜安. 壓延成型與制品應(yīng)用[D]. 北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2003.

[2] 力士樂系統(tǒng)手冊.

[3] Ecodrive03系列DKC驅(qū)動器故障排查手冊.

[4] IndraLogic軟件使用手冊.

[5] WinStudio使用手冊.

Transformation of three drum building machine based on Rexroth system

TQ330.46

1009-797X(2015)19-0044-02

B

10.13520/j.cnki.rpte.2015.19.012

任銀錄（1980-），男，碩士研究生，畢業(yè)于西華大學(xué)電力電子與電力傳動專業(yè)，主要從事橡膠輪胎行業(yè)電氣設(shè)計方面工作。

2015-02-03