自適應(yīng)控制和監(jiān)控（ACM），用于實時進給率

OMATIVE ACM 可作為解決方案完全集成在 SINUMERIK NCK（版本 6.5 或更高）及 SINUMERIK HMI 用戶接口。

ACM 可用于進給率控制、監(jiān)控和事件記錄下的每個切割操作。

進給率控制, ACM 測量當前的主軸負荷并計算每個工具和材料佳進給率。進給率實時、自動的設(shè)為大可能值。了循環(huán)時間，避免了斷裂及和主軸的損壞，尤其在極其苛刻的操作和粗軋應(yīng)用中。如過載，ACM 會自動在一個可以接受的值。值是由內(nèi)部專家中的算法確定的，如有必要，則停止進給。以此，還可以檢查到斷裂。

監(jiān)控，無進給率適配的監(jiān)控主軸負荷。當主軸欠載或過載時，觸發(fā)，如有必要，停止機床。還可以檢查短缺或斷裂。

在事件記錄，機床的事件數(shù)據(jù)利用 OMATIVE Pro ，通過 PC 網(wǎng)絡(luò)進行保存和傳送，并且還可以分析成機床和產(chǎn)品報告。進給率控制和監(jiān)控下自動運件記錄。

優(yōu)勢

產(chǎn)量

加工成本

和機床的壽命

保持更高工件

浪費，促進可性

功能

自適應(yīng)控制：

縮短循環(huán)時間

防止過載和斷裂

壽命

保護、主軸、零件和機床

制作含有加工數(shù)據(jù)的報告

：

保護、主軸、零件和機床

檢測狀況：

過載

斷裂

缺少或零件

磨損

錯誤重復(fù)的零件加工

針對危險狀況向操作員發(fā)出警報

在發(fā)生過載或斷裂時暫停加工

集成

自適應(yīng)控制與 (ACM) 可用于以下數(shù)控：

SINUMERIK 840D sl:

帶有 SINUMERIK NCU

SINUMERIK PCU 50.5 Windows 7

節(jié)約時間與資金的精密

EMUGE-FRANKEN 是大型集團公司，提供先進的螺紋切削、、和銑削工藝技術(shù) – 開展相關(guān)業(yè)務(wù)已達 90 余年之久。

我們的產(chǎn)品：

攻絲

螺紋測量儀

螺紋銑刀

攻絲卡盤

麻花鉆頭

HSS 銑刀

VHM 銑刀

螺紋模子

工作裝置

以用戶為核心的服務(wù)領(lǐng)域主要包括汽車、電力、以及機械設(shè)備工程行業(yè)。其中 50 % 的產(chǎn)品出口到各地。

Lauf 和 Rückersdorf 的雇員總數(shù)超過 1000 名，全球各地雇員 300 名，負責提供各類產(chǎn)品和相關(guān)服務(wù)。所有服務(wù)活動均以盡可能生產(chǎn)流程為目標，以為用戶展示可以節(jié)約時間與資金的各類解決方案。

產(chǎn)品系列包含 11 萬件之多，為了市場不斷增長的各類需求，EMUGE-FRANKEN 提供種類極其豐富的產(chǎn)品系列。除了庫存提供的產(chǎn)品系列之外，我們還與用戶合作共同特殊，以各種工藝流程和機床提出的要求。

我們的“應(yīng)用技術(shù)部門”負責為全球用戶提供技術(shù)服務(wù)。該專家團隊負責為 EMUGE-FRANKEN 產(chǎn)品提供下列服務(wù)：

全球技術(shù)與支持，負責解答存有技術(shù)疑問的解決方案

參預(yù)規(guī)劃整體設(shè)計理念并提供建議，使用戶現(xiàn)場的生產(chǎn)流程實現(xiàn)優(yōu)

使用用戶的材料在應(yīng)用區(qū)域免費執(zhí)行試驗，以便選擇佳工具并向用戶推薦

研發(fā)和制造用戶的特殊

技術(shù)人員培訓

在各地提供與產(chǎn)品相關(guān)的培訓和技術(shù)研討會

KUKA - 全球的工業(yè)機械手供應(yīng)商

總部位于德國奧格斯堡的 KUKA Roboter GmbH 為 KUKA 股份公司的成員，是全球的工業(yè)機械手供應(yīng)商之一。其核心業(yè)務(wù)領(lǐng)域是工業(yè)機械手、控制裝置和的、生產(chǎn)和。

該公司是德國和歐洲市場的者，全球排名第三位。KUKA Roboter GmbH 在歐洲、美洲和亞洲的重要市場設(shè)立了 25 家子公司。

mxAutomation 接口是 KUKA Roboter GmbH 的產(chǎn)品，可方便地將 KUKA 機械手與 SINUMERIK 840D sl 相連。機械手的操作（包括零件）都在 SINUMERIK 操作員面板上進行。因此，操作員可執(zhí)行“單點操作”。

優(yōu)勢

在生產(chǎn)中快速集成機械手自動化

使用 SINUMERIK 操作和編程

專用搬運通道

通過 SINUMERIK 在 NC 程序中進行編程或?qū)C械手進行示教

SINUMERIK 840D sl 作為操作站：單點操作

重新裝備

集成和診斷功能

應(yīng)用

機床自動化中的可能應(yīng)用領(lǐng)域：

機床的裝刀和卸刀

鏈式連接多臺機床

運送工件托盤

換刀

清洗工件

吹洗組件

分揀

控制和測量

貼標簽

除毛刺

行業(yè)和目標群體：

電氣工程

塑料工業(yè)

清潔室領(lǐng)域

光伏業(yè)

受控電源

SITOP 系列的 24 V 電源特別適用于工業(yè)用途，可按照切換式原理工作。由于輸出電壓可以調(diào)節(jié)，該電源甚至可用于連接靈敏傳感器。根據(jù)輸出電流和應(yīng)用，提供了不同型號。

在某些情況下，可通過附加模塊進行功能擴展。例如，為了防止長時間斷電，提供了 6 A、15 A 和 40 A DC UPS 模塊，通過可充電電池進行外部緩沖；并提供了采用電容器技術(shù)的免 SITOP UPS500。SITOP 產(chǎn)品系列中還了 48 V 電源。

采用 600 V DC 輸入的 SITOP PSU400M 電源適合在變頻器上使用，用作直流/直流轉(zhuǎn)換器。

它可將直流回路電壓轉(zhuǎn)換為的 24 V DC，從而可在電源發(fā)生故障時執(zhí)行緊急回退?？蓪崿F(xiàn)這種的原因是，只要直流回路中存儲有足夠電能，機會為控制和驅(qū)動電路供電。

大范圍直流輸入（200 V 至 900 V DC）和率（高 96 %）可確保利用直流回路的電能。結(jié)構(gòu)型導(dǎo)軌安裝設(shè)備具有很高過載能力（能承受 50 % 的額外功率長達 5 s/min），功能豐富，結(jié)構(gòu)堅固，適合各種應(yīng)用可選擇的接通功能可確保啟動期間變頻器的直流回路不會立即帶有負載，因此非常適用于 SINAMICS 系列變頻器。

優(yōu)勢

效率高

高達 96 % 的效率保持當前的低功耗和控制機柜冷卻。

安裝簡便

重量輕和安裝輔助工具支持快速低成本的安裝。

對空間的要求低

高功率比意味著在控制機柜和機器中只占很少的空間。

輸出電壓精度高

即使在電源電壓波動的狀態(tài)下也能輸出高精度的 24 V DC 輸出電壓。這樣可以使用戶免于遭受尖峰過電壓擊穿，同時了設(shè)備的使用壽命

并縮短了停機時間。

低剩余紋波電壓

低殘余紋波電壓小于 0.4 %，允許用于電壓靈敏的負載。

內(nèi)置短路保護

在 24 V 電路中對電纜附加的絲保護是沒有必要的。

隔離

UA 輸出與輸入電隔離(輸出電壓 SELV 符合 EN 60950)。由于輸出端的電氣隔離，危險的電壓不會發(fā)生。

符合和，例如：

CE 標識，符合 89/336 EEC 和 73/23 EEC

UL/cUL (CSA) 認證

FM 認證（Factory Mutual，工廠相互組織）

船級社認證

無硅版本

西門子200SMART EMDR16

可編程控制器由于抗干擾能力強，可靠性高，編程簡單，性能價格比高，在工業(yè)控制領(lǐng)域得到越來越廣泛應(yīng)用。

    工業(yè)年月機作為中央控制單元，配有組態(tài)軟件，選用大屏幕實時監(jiān)視界面，實現(xiàn)各控制點的動態(tài)顯示、數(shù)據(jù)修改、故障診斷、自動報警，還可顯示查詢歷史事件記錄，系統(tǒng)各主要部件累計運行時間，各裝置工藝流程圖，各裝置結(jié)構(gòu)圖等。中央控制單元和下位機PLC之間采用串行通訊方式進行數(shù)據(jù)交換，通常距離在1000m以內(nèi)選用485雙絞線通訊方式，較常距離可選用光纖通訊，更長距離也可選用無線通訊方式。下位機選用PLC控制，根據(jù)控制對象的多少，控制對象的范圍，可選用一臺或多臺PLC進行控制，PLC之間數(shù)據(jù)交換是利用內(nèi)部鏈接寄存器，實現(xiàn)數(shù)據(jù)交換和共享。由于PLC對現(xiàn)場進實時監(jiān)控具有很高的可靠性，且編程簡單、靈活，因此越來越受到人們重視。

    2、控制系統(tǒng)可靠性降低的主要原因

    雖然工業(yè)控制機和可編程控制器本身都具有很高的可靠性，但如果輸入給PLC的開關(guān)量信號出現(xiàn)錯誤，模擬量信號出現(xiàn)較大偏差，PLC輸出口控制的執(zhí)行機構(gòu)沒有按要求動作，這些都可能使控制過程出錯，造成無法挽回的經(jīng)濟損失。

    影響現(xiàn)場輸入給PLC信號出錯的主要原因有：

    1)造成傳輸信號線短路或斷路（由于機械拉扯，線路自身老化，特別是鼠害），當傳輸信號線出故障時，現(xiàn)場信號無法傳送給PLC，造成控制出錯；

    2)機械觸點抖動，現(xiàn)場觸點雖然只閉合一次，PLC卻認為閉合了多次，雖然硬件加了濾波電路，軟件增加微分指令，但由于PLC掃描周期太短，仍可能在計數(shù)、累加、移位等指令中出錯，出現(xiàn)錯誤控制結(jié)果；

    3)現(xiàn)場變送器，機械開關(guān)自身出故障，如觸點接觸不良，變送器反映現(xiàn)場非電量偏差較大或不能正常工作等，這些故障同樣會使控制系統(tǒng)不能正常工作。

    影響執(zhí)行機構(gòu)出錯的主要原因有：

    1)控制負載的接觸不能可靠動作，雖然PLC發(fā)出了動作指令，但執(zhí)行機構(gòu)并沒按要求動作；

    2)控制變頻器起動，由于變頻器自身故障，變頻器所帶電機并沒按要求工作；

    3)各種電動閥、電磁閥該開的沒能打開，該關(guān)的沒能關(guān)到位，由于執(zhí)行機構(gòu)沒能按PLC的控制要求動作，使系統(tǒng)無法正常工作，降低了系統(tǒng)可靠性。要提高整個控制系統(tǒng)的可靠性，必須提高輸入信號的可靠性和執(zhí)行機構(gòu)動作的準確性，否則PLC應(yīng)能及時發(fā)現(xiàn)問題，用聲光等報警辦法提示給操作人員，盡除故障，讓系統(tǒng)安全、可靠、正確地工作。

    3、設(shè)計完善的故障報警系統(tǒng)

    在自動控制系統(tǒng)的設(shè)計中我們設(shè)計了3級故障顯示報警系統(tǒng)，1級設(shè)置在控制現(xiàn)場各控制柜面板，用指示燈指示設(shè)備正常運行和故障情況，當設(shè)備正常運行時對應(yīng)指示燈亮，當該設(shè)備運行有故障時指示燈以1Hz的頻率閃爍。為防止指示燈燈泡損壞不能正確反映設(shè)備工作情況，專門設(shè)置了故障復(fù)位/燈測試按鈕，系統(tǒng)運行任何時間持續(xù)按該按鈕3s，所有指示燈應(yīng)全部點亮，如果這時有指示等不亮說明該指示燈已壞，應(yīng)立即更換，改按鈕復(fù)位后指示燈仍按原工作狀態(tài)顯示設(shè)備工作狀態(tài)。2級故障顯示設(shè)置在中心控制室大屏幕監(jiān)視器上，當設(shè)備出現(xiàn)故障時，有文字顯示故障類型，工藝流程圖上對應(yīng)的設(shè)備閃爍，歷史事件表中將記錄該故障。3級故障顯示設(shè)置在中心控制室信號箱內(nèi)，當設(shè)備出現(xiàn)故障時，信號箱將用聲、光報警方式提示工作人員，及時處理故障。在處理故障時，又將故障進行分類，有些故障是要求系統(tǒng)停止運行的，但有些故障對系統(tǒng)工作影響不大，系統(tǒng)可帶故障運行，故障可在運行中排除，這樣就大大減少整個系統(tǒng)停止運行時間，提高系統(tǒng)可靠性運行水平。

    4、輸入信號可靠性研究

    要提高現(xiàn)場輸入給PLC信號的可靠性，首先要選擇可靠性較高的變送器和各種開關(guān)，防止各種原因引起傳送信號線短路、斷路或接觸不良。其次在程序設(shè)計時增加數(shù)字濾波程序，增加輸入信號的可信性。

    在現(xiàn)場輸入觸點后加一定時器，定時時間根據(jù)觸點抖動情況和系統(tǒng)要的響應(yīng)速度確定，一般在幾十ms，這樣可保證觸點確實穩(wěn)定閉合后，才有其它響應(yīng)。模擬信號濾波可采用圖2b 程序設(shè)計方法，對現(xiàn)場模擬信號連續(xù)采樣3次，采樣間隔由A/D轉(zhuǎn)換速度和該模擬信號變化速率決定。3次采樣數(shù)據(jù)分別存放在數(shù)據(jù)寄存器DT10、DT11、DT12中，當后1次采樣結(jié)束后利用數(shù)據(jù)比較、數(shù)據(jù)交換指令、數(shù)據(jù)段比較指令去掉大和小值，保留中間值作為本次采樣結(jié)果存放在數(shù)據(jù)寄存器DT0中。

    提高讀入PLC現(xiàn)場信號的可靠性還可利用控制系統(tǒng)自身特點，利用信號之間關(guān)系來判斷信號的可信程度。如進行液位控制，由于儲罐的尺寸是已知的，進液或出液的閥門開度和壓力是已知的，在一定時間里罐內(nèi)液體變化高度大約在什么范圍是知道的，如果這時液位計送給PLC的數(shù)據(jù)和估算液位高度相差較大，判斷可能是液位計故障，通過故障報警系統(tǒng)通知操作人員檢查該液位計。又如各儲罐有上下液位極限保護，當開關(guān)動作時發(fā)出信號給PLC，這個信號是否真實可靠，在程序設(shè)計時我們將這信號和該罐液位計信號對比，如果液位計讀數(shù)也在極限位置，說明該信號是真實的；如果液位計讀數(shù)不在極限位置，判斷可能是液位極限開關(guān)故障或傳送信號線路故障，同樣通過報警系統(tǒng)通知操作人員處理該故障。由于在程序設(shè)計時采用了上述方法，大大提高了輸入信號的可靠。

    5、執(zhí)行機構(gòu)可靠性研究

    當現(xiàn)場的信號準確地輸入給PLC后，PLC執(zhí)行程序，將結(jié)果通過執(zhí)行機構(gòu)對現(xiàn)場裝置進行調(diào)節(jié)、控制。怎樣保證執(zhí)行機構(gòu)按控制要求工作，當執(zhí)行機構(gòu)沒有按要求工作，怎樣發(fā)現(xiàn)故障？我們采取以下措施：當負載由接觸器控制時，啟動或停止這類負載轉(zhuǎn)為對接觸器線圈控制，啟動時接觸器是否可靠吸合，停止時接觸器是否可靠釋放，這是我們關(guān)心的。

    X0為接觸器動作條件，Y0為控制線圈輸出，X1為引回到PLC輸入端的接觸器輔助常開觸點，定時器定時時間大于接觸器動作時間。R0為設(shè)定的故障位，R0為ON表示有故障，做報警處理；R0為OFF表示無故障。故障具有記憶功能，由故障復(fù)位按鈕清除。

    當開啟或關(guān)閉電動閥門時，根據(jù)閥門開啟、關(guān)閉時間不同，設(shè)置延時時間，經(jīng)過延時檢測開到位或關(guān)到位信號，如果這些信號不能按時準確返回給PLC，說明閥可能有故障，做閥故障報警處理。程序設(shè)計如圖3b 所示。X2為閥門開啟條件，Y1為控制閥動作輸出，定時器定時時間大于閥開啟到位時間，X3為閥到位返回信號，R1為閥故障位。

    6、結(jié)論

    我們在勝利油田勝利采油廠勝砣注聚站自動控制系統(tǒng)設(shè)計中采用了以上方法，經(jīng)過近2年的運行證明這些方法的采用對提高系統(tǒng)可靠性運行是行之有效的。