Система управления процессами
Не нужно быть выдающимся специалистом в маркетинге, чтобы понять, что каждая компания должна развиваться. Самая большая компания по производству прессов в Северной Америке Accurpress анализирует потребности заказчиков и не боится изменять даже саму систему управления. Около 9 000 прессов компании работают в различных отраслях промышленности, включая автомобильную, аэрокосмическую и металлообрабатывающие производства. В центре разработок компании Accurpress в Саррее (Канада) инженеры компании создают платформу для открытого управления. «Рынок уже перенасыщен узкоспециализированными, негибкими системами» — утверждают специалисты.
По точности продукцию компании можно разделить на три класса. Стандартный тип гарантирует погрешности повторного позиционирования ±25 мкм. Средний класс точности составляет ±10 мкм. Высококлассные устройства гарантируют дополнительно точность колинеарности в 10 мкм и отличаются высокой скоростью и адаптивной гидравлической системой с управлением от ПК.
Переход на ПК, начало тысячелетия
В 2001 году руководитель научно-технического отдела компании Алекс Квятковски (Alex Kvyatkovski) и его коллеги, Алекс Капулник (Alex Kapulnik) и Олег Войтков (Oleg Voytkov) приняли долгосрочную программу усовершенствования ведущей модели прессовых тормозов Accell. В то время Accell управлялись контроллером производства компании, которая специализируется на управлении гидравлическими прессами. «Несмотря на достаточную производительность, были и серьезные недостатки: высокая цена и мало возможностей по программированию, они не давали компании удерживать лидерство,» — объясняют представители Accurpress. «Основные конкуренты — европейские компании, поэтому мы решили проанализировать их методы и попытаться адаптировать их, сохраняя индивидуальность компании,» — рассказывает Квятковски. «В то время никто не пользовался персональными компьютерами для управления гидравлическими прессами, а мне это направление показалось самым перспективным, — продолжает Квятковски. — Мы оказались первопроходцами, было неизвестно, как подойти к решению проблемы. Уже потом некоторые европейские компании последовали нашему примеру, но мы начали первыми». После того, как Герд Хопп (Gerd Hoppe) из Beckhoff Automation представил управляющую архитектуру на базе ПК и программного обеспечения TwinCat, команда Квятковски решила адаптировать промышленные компьютеры. «Мне понравилось, что один компьютер может решить сразу все задачи: одновременно управлять станком и служить полноценным интерфейсом, — говорит Квятковски. — Cистема получилась более аккуратной, дешевой и выгодной, чем множество контроллеров с программируемой логикой».
У гибкой системы большие возможности
Базовая конфигурация системы основана на компьютере с процессором Pentium 4, 256 MB DDR-RAM. Двухточечное позиционирование рассчитывает программное обеспечение TwinCat для ЧПУ. Для снижения погрешностей разработан специальный алгоритм управления, который включает в себя предотвращение резких толчков и предварительный учет и задание скорости и ускорения инструмента. Программа TwinCat совместима со стандартом IEC 61131-3 от PLCopen. Этот глобальный стандарт описывает 5 языков программирования команд для ЧПУ. Основные компоненты контроллеров модели Accell — это управляющие панели Beckhoff CP7037, плоские жидкокристаллические TFT дисплеи и аппаратная алюминиевая стойка. До недавнего времени сетевая связь шла по шине Beckhoff Lightbus. «Волоконная оптика шины Lightbus практически нечувствительна к помехам и обеспечивает высокое быстродействие, — рассказывает Квятковски. — Компактный протокол передачи данных позволяет достичь скорости в 2,5 МБ в секунду». Однако для многих пользователей скорости и времени реакции Lightbus недостаточно. Поэтому компания перешла на модификацию Ethernet — протокол EtherCat. «Оборудование для этого стандарта — обычные сетевые Ethernet карты и кабели, что гарантирует самое экономичное решение. Повышенная скорость передачи данных обеспечила просто мизерное время управляющего цикла,» — говорит Квятковски. EtherCat позволяет обрабатывать до 1000 распределенных сигналов ввода/вывода за 30 мкс или рассчитывать положение 100 осей за 100 мкс, при этом связь идет по стандартным кабелям CAT5e или волоконно-оптическим кабелям. Одна из последних возможностей, добавленных в систему Accell, — функция Sheet Follower. Это подъемник, монтируемый спереди машины, который перемещает слишком тяжелые для оператора объекты. TwinCat точно синхронизирует движения объекта и пресса, обеспечивает подъем и опускание тяжелых материалов, благодаря чему обеспечивается безопасность работы и отсутствие ударов конструкции об ограждение. Еще одной полезной функцией в моделях Accell является система измерения углов, которая контролирует отклонение материала под давлением пресса. Компания утверждает, что благодаря централизованному управлению от ПК, контроль станком стал гораздо более экономичным, конструкция системы простой и гибкой. «Мы можем создать практически любую систему по требованиям заказчика,» — говорит Квятковски. Сейчас Accurpress занимается разработкой и внедрением новых полезных функций и возможностей с помощью программного обеспечения TwinCat. По словам специалистов, работа идет быстро и с наименьшими затратами. Время комплектации и сборки системы по требованию заказчика составляет всего 2-3 месяца, что значительно меньше, чем у других компаний отрасли. «Переход на управление с помощью ПК — это одно из самых важных и правильных решений компании, — утверждает Квятковски. -Пользователям требуется синхронная работа прессов, а традиционные схемы на базе контроллеров с программируемой логикой не могут этого дать, поэтому спрос на них постоянно падает».