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Press2000 Pressensteuerung

Press2000 Pressensteuerung

Beschreibung


Anwendungsbereich

Press2000 ist ein Steuerungskonzept auf Basis SIMATIC S7 zur Automatisierung von mechanischen Pressen. Es können hiermit Pressen, wie z. B. Exzenterpressen, Stanzautomaten oder Kniehebelpressen, ausgerüstet werden. Je nach Anforderungen werden die passenden Komponenten zu einer spezifischen Kundenlösung kombiniert. Somit lassen sich von einfachen bis zu hochautomatisierten Maschinen durchgängige und skalierbare Lösungen mit einer einheitlichen Steuerungsplattform realisieren.

Aufbau

Das Steuerungskonzept baut auf SIMATIC S7 und pressenspezifischer Technologiesoftware auf.
Der Aufbau einer Steuerung enthält als wesentliche Bestandteile:

  • CPU-Zentralbaugruppe (für S7-300)
    Die SPS erfüllt die Anforderungen der Maschinensteuerung, wie Verriegelungen, Verknüpfungen und Freigaben. Von besonderer Bedeutung ist hierbei die CPU 614, die die zusätzliche Möglichkeit bietet, in Hochsprache C definierte Technologiefunktionen direkt abzuarbeiten. Die Press2000-Technologie-Software kann somit für einfache Anwendungen direkt auf der CPU 614 eingesetzt werden.

  • Nockensteuerwerk FM 352
    Ein elektronisches Nockensteuerwerk mit bis zu 32 Nockenspuren, die teilweise über direkte Ausgänge Stellglieder ansteuern oder über das Maschinenprogramm verknüpft werden können. Dazu stehen für die verschiedenen Applikationen Weg-Weg-, Weg-Zeit-, Zählnocken sowie dynamische Nocken zur Verfügung. Diese Funktionen sind hardwaremäßig auf einem ASIC realisiert, so daß kürzeste Reaktionszeiten gewährleistet sind.

  • Positionierbaugruppen FM 351 bzw. FM 354
    Mit den Positionierbaugruppen FM 351 bzw. FM 354 können Verstellachsen je nach geforderter Genauigkeit und Aufwand in der Antriebstechnik über Abschaltpunkte oder Lagerregelung gelöst werden. Verstellt werden hiermit z.B. die Stößelhöhe, Bandeinlaufhöhe oder weitere Verstellachsen. Anschließbare Meßsysteme sind SSI-Absolutwertgeber oder Inkrementalgeber.

  • Press2000-Modul
    Für technologische Aufgaben, die nicht mit Standard-Baugruppen abgedeckt werden können, wie individuelle Regelungen oder zeitkritische Funktionen, steht das Press2000-Modul zur Verfügung.

    Es besteht im wesentlichen aus:
    • Automatisierungsrechner SIMATIC M7 - FM 356-4
    • Interface Module IF 961-AIO, IF 961DIO
    • Nockensteuerwerk FM 352
    • Press2000-Memcard

    Der Automatisierungsrechner besteht aus einem AT-kompatiblen Rechnerkern mit dem bewährten Echtzeit-Multitasking-Betriebssystem RMOS, auf dem die Press2000-Technologiesoftware abläuft.

    Somit stehen die Funktionen Hauptantriebssteuerung, Werkzeugsicherung und Preßkraftkontrolle zur Verfügung. Reaktionszeiten bis hinunter zu 2 ms ermöglichen einen hohen Schutz von Mensch und Maschine.

  • SIMATIC HMI Operator Panels
    Für die Visualisierung, Bedienung, Fehlerdiagnose, Parametrierung und Inbetriebnahmeunterstützung werden SIMATIC HMI Operator Panels eingesetzt. Von einfachen Klartextanzeigen bis hin zu grafikfähigen Panels in TFT-Technik steht eine durchgängige Gerätereihe zur Verfügung, die alle mit dem Erstellsystem SIMATIC ProTool projektiert werden.

Technologiesoftware Press2000

In der Press2000-Software unterscheiden wir zwei Kategorien:

  1. Beispielapplikationen
  2. Aufgrund unterschiedlicher Maschinenklassen bzw. -typen sind immer kundenspezifische Anpassungen bzgl. Bedienoberfläche, Maschinensteuerung, Betriebsarten usw. notwendig. Diese Anpassungen werden durch den Maschinenhersteller bei der Anlagenprojektierung vorgenommen. Um diesen Projektierungsaufwand so gering wie möglich zu halten, bieten wir maschinengetestete SPS-Beispielprogramme an. Diese S7-Anwenderprogramme wurden für typsiche Pressenanwendungen, wie z.B. Einzelhub, Dauerhub oder Umrüstablauf in Anweisungsliste (AWL) erstellt und können einfach mit STEP 7 erweitert und angepaßt werden.
    Desweiteren liefern wir beispielhafte Bedienmasken für das OP 37 an, welche mit dem Projektierungstool ProTool modifiziert werden können.

    Beispielapplikationen für:

    • S7-Anwenderprogramme
    • OP-Bedienmasken und Werkzeugverwaltung

  3. Technologiefunktionen in C
  4. Mit der Press2000-Technologiesoftware bieten wir Ihnen fertige Pressenfunktionen mit einem festgelegten Mengengerüst für Werkzeugsicherung und Preßkraftüberwachung an. Diese Software wird Ihnen fertig programmiert auf Memory-Card für FM-356-4 bzw. als Programmbausteine für CPU 614 zur Verfügung gestellt. Programmierkenntnisse in Hochsprache C sind somit nicht notwendig. Nachfolgende Pressenfunktionen stehen u.a. als Software-Module zur Verfügung:

    • Hauptantriebssteuerung

      Hubzahlvorgabe, dynamische Bremswinkelberechnung für OT-Stopp, die Positionierung des Hauptantriebs über Lageregelung oder Abschaltpunkte zur Hubhöhenverstellung und Zähler (z.B. Los, Gesamt-, Preßkraftüberschreitungszähler) sind die wesentlichen Funktionen, die in diesem Softwaremodul realisiert sind.

    • Werkzeugsicherung

      Verschiedenste Überwachungsarten, wie statische Kontrolle, Vorschubkontrolle, dynamische Lagekontrolle und Stegzählungen mit oder ohne Lagekontrolle, schützen vor Fehlstanzungen. Werden die vordefinierten Signalabläufe zwischen Überwachungswinkel und Sensorsignalen im Fehlerfall nicht eingehalten, erfolgt wahlweise ein OT-Stop oder Sofort-Halt der Presse.

    • Preßkraftüberwachung

      Der Preßkraftverlauf läßt sich entweder in einem Meßfenster oder kontinuierlich auf Minimal-/Maximalkraft überwachen. Außerdem kann der Softwarebaustein Summen- und Differenzkräfte auswerten und die Presse so vor Überlast wirksam schützen.
      Zusätzlich besteht auch die Möglichkeit, den gesamten Preßkraftverlauf per Hüllkurvenkontrolle zu überwachen.

Technische Daten

Steuerungsaufbau

Zentralgerät Basissysteme: SIMATIC S7-300 und SIMATIC M7
zentrale/dezentrale E/A-Peripherie (S7-Standard)
Nutzung der S7-FMs (FM 351, FM 352, FM 354)
Pressentechnologieaufgaben auf CPU 614 oder Press 2000
Bediengerät SIMATIC OPs

Hauptantriebssteuerung

Stößelposition mit SSI-Absolutwertgebern (von FM 352)
Drehzahlsteuerung (±10 V) für Hubzahlvorgabe
Positionierung des HA (gesteuert od. geregelt) zur Hubhöhenverstellung
Positioniergenauigkeit 1/10°
OT-Stopp-Steuerung über Bremswinkelberechnung
Realisierung auf CPU 614 bzw. Press 2000-Modul

Nockensteuerwerk

Nutzung der FM 352 mit 128 Nocken auf 32 Spuren, davon 13 direkte Ausgänge
Meßsystem SSI-Absolutwertgeber (Singleturn, Verfahrbereich modulo 360 °)
Bremsnocken für OT-Stopp, Bremsvorhalt über Hauptantriebssteuerung

Verstellachsen

Nutzung der FM 351 und FM 354
Inkremental- oder SSI-Absolutwertgeber
max. 3 Verstellachsen
Positionieren mit Lagesteuerung oder -regelung

Preßkraftüberwachung

bis zu 4 Meßsensoren, ±10 V, ±20 mA; 35 µsec Wandlung; 16 Bit Auflösung
Minimal-, Maximal-, Summen- und Differenzkraftüberwachung
einstellbare Meßfenster
OT- Stopp oder Soforthalt im Fehlerfall
Abtastzeit bis zu 2 ms hinunter
Hüllkurvenkontrolle mit Press 2000-Modul
Realisierung auf CPU 614 bzw. Press 2000-Modul

Werkzeugsicherung

Werkzeugsicherungsfunktionen
-bis zu 8 Überwachungen (auf 16 erweiterbar)
z.B. Vorschub-, Auswurf-, Lagekontrolle
-schnelle Überwachung von Eingangs-und Nockensignal
-OT-Stopp oder Soforthalt im Fehlerfall
-Abtastzeit bis zu 2 ms hinunter
Realisierung auf CPU 614 bzw. Press2000-Modul
digitale Eingänge für Signalgeber auf IF-DIO des M7; 24 V, 8,4 ms, Eingangsverzögerung 500 µs
digitale Ausgänge für OT-Halt und Soforthalt

Zähler

Los-, Stück-, Revisionsintervall-, Preßkraftüberschreitungszähler
je nach Typ nur Meldung oder OT-Stopp
Realisierung auf CPU 614 bzw. Press2000-Modul

Werkzeugdatenverwaltung

Nutzung der OP-Rezepturverwaltung
Parametrierung der WKZ-Daten über OP-Masken
Handlingfunktionen, wie Editieren, Kopieren, Umbenennen, Umrüsten
Speichern/Laden von Diskette per OP-Bedienmasken
Werkzeug-Nr. 12stellig alphanumerisch
WKZ-Dateneingabe/-änderung während der Betriebsphase möglich
Teachen von Nocken

Bedienoberfläche und Bedienung

Projektierung mit SIMATIC ProTool
Beispiele für pressenspezifische Bedienoberfläche für Bediengerät OP37

SPS-Anwenderprogramme

Beispielprogramme für Pressenbetriebsarten
Kommunikationsbausteine zu den Technologiemodulen

Alles zu Press2000 Pressensteuerung
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