Presné riadenie pri plnej sile

Regulátor lisu musí spĺňať nasledujúce požiadavky: presné polohovanie a presné riadenie tlaku na prítlačnom pieste ako aj riadenie pohybu zakladača. Úlohou piestu, ktorý sám o sebe váži približne 10 ton, je rýchly pohyb pri otváraní alebo zatváraní lisu. Táto obrovská váha sa musí premiestniť na dĺžke 150 mm len za 600 ms, aby sa dostala presne do žiadanej polohy. Pri odvzdušnení musí piest lisu vykonávať presné pohyby od 0,5 do 2mm s presnosťou 0,5 mm. Aby bolo možné vykonať kompletné odvzdušnenie, je potrebné veľmi presne riadiť pohyb piestu a zakladača. Riadenie tlaku sa realizuje prostredníctvom rýchleho a presného riadenia proporcionálneho ventilu s cieľom nastavenia požadovaného prevádzkového bodu na tlakovej krivke pri rôznom rozsahu otvorenia ventilu. Oscilácie okolo požadovanej hodnoty nie sú prípustné. Pri návrhu algoritmu riadenia pohybu sa spoločnosť Henglitai rozhodla pre koncept, ktorý sa odlišuje od tradične používanej PID štruktúry.

Za riadiaci systém lisu bol zvolený zabudovaný počítač Beckhoff CX1010 s integrovaným PLC riadiacim softvérom TwinCAT. Spoločnosť využila špeciálne moduly pre riadenie tlaku, ktoré boli vyvinuté použitím TwinCAT PC Hydraulic Positioning softvérových knižníc spoločnosti Beckhoff. Tieto automaticky vypočítavajú parametre pre riadenie proporcionálneho ventilu pri každej zmene žiadanej hodnoty. Výsledkom je, že operátor je ušetrený od vykonávania zložitých a časovo náročných nastavovaní parametrov regulácie. Otvorená štruktúra TwinCAT a jej integrácia so štandardmi operačného systému Microsoft je zárukou pripraviteľnosti aj na požiadavky v blízkej budúcnosti. Zabudovaná funkcionalita pre monitorovanie stavu kvality oleja a mechanických súčastí, ako sú čerpadlá a pod., umožňuje realizovať tieto úlohy bez nutnosti dokupovania externých modulov.

Prínosy

Systém potrebuje na vykonanie 5000 riadkov zdrojového programu skladajúcich sa z rôznych operácií (vrátane výpočtov s plávajúcou desatinnou čiarkou) len 39,5 µs. Vďaka ethernetovej zbernici pracujúcej v reálnom čase – EtherCAT sú signály zo snímačov tlaku, riadiace signály pre proporcionálny ventil a iné prepínacie signály aktualizované s rýchlosťou 100 µs. Vďaka novému systému v porovnaní s predchádzajúcim modelom keramického lisu sa odchýlka riadenia tlaku znížila o 50% a produktivita zvýšila o 8%.

Zdroj: Fast and precise pressure control increases quality of ceramic tiles, PC Control, 1/2012, dostupné 26.11.2013, online