Один из наших партнёров обратился к нам с просьбой довести до рабочего состояния линию по изготовлению декоративных кровельных листов в виде черепицы. Линия была спроектирована и изготовлена фирмой из ближнего зарубежья, но в связи с ликвидацией этой фирмы, линия так и не была запущена. Поставленная задача: довести линию до рабочего состояния при минимальном вложении финансовых средств.
Линия состоит из прокатного стана, ролики которого формуют продольные гребни и желоба (подобные у шиферных листов) в непрерывно поступающем из рулона металлопрокате. Формующие ролики приводятся в движение электроприводом с векторным управлением и обеспечивают движение проката по всей линии. Отформованный прокат поступает в зону работы летучих ножниц и летучего штампа. Ножницы и штамп смонтированы на подвижной платформе, которая через ШВП приводится в движение сервоприводом и может перемещаться по ходу и на встречу движения проката. Перемещение проката контролируется измерительным колесом с инкрементальным энкодером. Положение платформы – инкрементальным энкодером серводвигателя. Фактура черепицы формируется штампом. Ножницы режут прокат на заданные по длине листы.
После ознакомления с линией и имевшейся документацией был сделан вывод, что принятые коллегами из ближнего зарубежья технические решения не обеспечат изготовления кровельных листов с постоянной, заданной длиной листа и постоянным, заданным шагом черепичной фактуры. Эти задачи давно решены использованием электронного редуктора. Энкодер измерительного колеса является ведущим валом, сервопривод платформы – ведомый. Для этого существует множество стандартных технических средств, например использование сервопривода Uni SP с малым модулем приложений SM компании Control Techniques, или motion контроллер MR-MQ100 компании Mitsubishi. Электронный редуктор в таких средствах реализован как элемент программной библиотеки, пользователь задаёт числитель и знаменатель коэффициента редукции и указывает, что подаётся на вход редуктора и куда снимается сигнал с выхода редуктора. Но в связи с финансовыми ограничениями стандартные технические решения оказались недоступны, пришлось заняться творчеством.
В качестве «мозгов» системы управления был принят PLC Fatek с процессорным модулем FBs-32MN. Серия MN предназначена для позиционирования шаговых и сервоприводов с частотно-импульсным входом и имеет входы быстрых счётчиков с линейными преобразователями для подключения инкрементальных энкодеров с квадратурным дифференциальным выходом. Электронный редуктор вместе с серворегулятором описаны в программе временного прерывания, которая вызывается с тиком 5 мс. Так как сервопривод платформы имеет частотно-импульсный вход, то управляющее воздействие на сервопривод вывели через быстрые выходы в виде частотно-импульсного сигнала модулированного по частоте. Когда точка удара входит в зону действия платформы, контроллер перемещает штамп к этой точке и при начале синхронного движения штампа и точки удара (зона синхронизации ±0,07 мм) штамп формует черепичную фактуру. После отвода штампа платформа, если успевает, перемещается в исходную позицию ожидания, если не успевает, то движется навстречу точке следующего удара. Резание проката на листы выполняется аналогично.
Таким образом, достаточно стандартная задача решена нестандартными средствами с приличной точностью и минимальными финансовыми затратами (заменён только контроллер).
