西門子驅動系統在液晶玻璃生產線的應用

蘇記華+李鵬

【摘 要】基于液晶玻璃生產工藝高精度、自動化、人性化控制要求，針對西門子驅動系統在液晶玻璃生產線應用進行了設計，闡述了西門子驅動系統的硬件選型及架構組成，分析了SIMOTION D控制器編程方法；通過SIMOTIN D系統的選型設計與實驗，以及對出現問題的解決，形成了一套運行穩定、精度滿足液晶基板玻璃生產線工藝需求的高自動化西門子驅動系統。

關鍵詞：液晶玻璃；SIMOTION D；設計；應用

液晶玻璃產業在國內屬于新興產業，該產業自動化控制實現程度直接體現著民族光電產業技術發展水平與速度。驅動系統是實現液晶玻璃生產線自動化系統控制的關鍵核心設備，尤其在個別工段要求各牽拉軸的線速度達到同步，這就要求驅動系統有對玻璃拉伸和導引精確控制作用，且設備現場要求設置觸摸屏，在發生緊急情況是能夠第一時間對設備進行緊急操作。西門子驅動系統在實現工業自動化控制方面有著集成度高、控制精確、人性化設置等優點，然而在液晶玻璃生產線的設計應用報道較少，這里根據液晶玻璃工藝精度控制特點，通過西門子驅動系統硬件、軟件設計，并通過測試及優化應用，形成了一套具備精確敏捷控制的西門子驅動系統。

1 硬件架構設計

西門子驅動系統硬件架構主要有SIMOTION D控制單元、CU310控制單元、ET200遠程I/O、HMI人機界面系統及DP通訊等組成，具體架構組成如圖1所示。

1.1 控制部分

本系統主要采用SIMOTION D控制單元作為控制系統核心，主要用于各牽拉軸的控制，在本系統中需要對二十個電機進行線速度同步協調，實現一系列不同速度的設定與精確控制。

1.2 傳動部分

主傳動部分采用20臺CU310控制單元分別控制現場20臺0.8kW電機，實現對單軸速度控制，CU310控制單元通過交換機與SIMOTION D控制單元進行通訊。

1.3 通訊部分

PROFIBUS總線將分布式I/O ET200M分站、SIMOTION D控制單元、MP277觸摸屏進行連接。通過電機自帶編碼器和SMC20模塊，對速度值進行反饋，實現閉環控制，此外，MP277觸摸屏和上位機作為人機交互界面。

2 軟件控制設計

SCOUT軟件能夠實現對SIMOTION D驅動系統的硬件組態和程序的編輯、下載，提供多種工藝參數和控制模式，具有很大的靈活性，且SCOUT編程語言有梯形圖LAD、功能塊圖FBD和基于文本的高級語言ST。本系統中采用SCOUT軟件ST編寫程序，實現速度、扭矩、電機溫度讀取和速度設定功能，以及診斷設備是否存在異常并發出報警和在故障消除后故障復位功能。

觸摸屏采用西門子MP277作為可視化界面，主要有系統狀態、溫度趨勢、啟動停止、I/O狀態監控、扭矩趨勢、運行參數、速度趨勢、參數設置等畫面。

3 系統測試和優化

3.1 D435系統實驗

通過D435實驗發現設備偶爾出現F31125信號干擾停機，我們采取：1）合理布局控制柜內線路，將強電和弱電線進行分離；2）提高設備接地的可靠性，定期進行檢測；3）將控制柜側地和電機側線路通過接地線相連，形成等電勢位；4）對通訊和電源線增加屏蔽等措施，實現故障率顯著降低。

3.2 D445系統實驗

D445控制系統，現場電機采用水冷電機設備運行穩定，無異常現象。

4 結束語

基于液晶玻璃生產線精細自動控制技術要求特點，選擇西門子驅動系統進行控制設計，經過硬件合理配置及對SIMOTION運行控制測試和信號干擾排除優化，實現了西門子驅動系統在液晶玻璃生產線精細控制應用，為同行業液晶玻璃精細制造自動化控制提供經驗借鑒。

【參考文獻】

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[責任編輯：張濤]