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:
Beispielapplikationen
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
Technologiefunktionen in C
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