SiemensETIJohnson ControlsIFMSICKWIKABosch RexrothELKO EPHYUNDAIABBVEGAKSR KUEBLERAlfa Laval

Механические унивесальные прессы/штамповочные автоматы

Страница описывает системное решение Press2000 на базе SIMATIC S7-300 для управления механическими универсальными прессами и штамповочными автоматами. Рассматриваются требования к системе управления со стороны эксплуатанта и производителя прессов, состав решения (функциональные модули FM 352, FM 351, FM 354, SIMOVERT MASTERDRIVES MC, ПО Press2000S/Press2000M7) и варианты конфигураций для разной степени автоматизации. Материал адресован производителям и интеграторам прессового оборудования.

Механические унивесальные прессы/штамповочные автоматы - Прессы.

Для просмотра информации в формате PDF необходимо установить Adobe Acrobat Reader. Adobe Acrobat Reader

Tasks

Universal mechanical presses are highly flexible. They are suitable for both cutting at high stroke rates (100 to 2000 strokes/min) and for forming. In combination with individual, follow-on, connecting and transfer tools, they provide a wide spectrum of application options for the manufacture of small to medium-sized parts.

The following features are required of the control system from the viewpoint of the plant operator:

  • Easy and convenient operation of the press and of the complete plant
  • Fast, accurate set-up for new production parts
  • Protection of operating personnel and press tools
  • Early detection and prevention of faults
  • Integration of the press in total plants

The following features are required of the control system from the viewpoint of the press manufacturer:

  • Shorter configuring and start-up times
  • Flexibility and modular design right across the complete machine spectrum

Solutions

The Press2000 control concept provides solutions that meet these requirements.

Press2000 The system platform is the SIMATIC S7-300 family. The PLC meets the requirements of the machine control system, such as interlocks, logic operations and releases. A performance-graded range of CPUs is available.

Function modules (FM) are used to implement standard technological tasks, such as cam control or axis positioning.

The FM 352 function module is an electronic cam controller with up to 32 cam tracks, some of which can actuate final control elements via direct outputs or be interconnected via the machine program. Distance/distance, distance/time, counting cams and dynamic cams are available for the various applications. These functions are implemented on an ASIC for the fastest response times.

The FM 351 and FM 354 function modules or SIMOVERT****MASTERDRIVES MC can be used to control positioning axes by means of limit points or position control, depending on the required precision and sophistication of the drive system. These function modules control the punch height, sheet entry height or further positioning axes. Measurement systems which can be connected include SSI absolute value encoders or incremental encoders.

Press-specific software is available for technological tasks not covered by standard modules. Press-specific technology functions are, for example, the main drive control, the press-specific cam controller supply (FM 352), tool protection and press force monitoring. Depending on requirements with regard to performance and functionality, the technology software is available in two versions: Press2000S (a STEP7 solution) or Press2000M7 on the SIMATIC M7 automation computer. The SIMATIC M7-FM 356 automation computer with interface modules (IF modules) and the RMOS real-time multi-tasking operating system is particularly suitable for time-critical functions.

SIMATIC HMI operator panels are used for visualization, operation, fault diagnostics, parameter assignment and start-up support. An integrated range of units is available, from simple plain text displays to graphics-capable panels using TFT technology. All of the panels can be configured with the ProTool engineering system.

The different requirements in respect of the degree of automation are illustrated below by examples of various configurations.

Single-acting presses with fixed stroke height, cam controller and plain text display, can generally be implemented with a pure PLC and the FM 352 cam controller. Simple technological tasks, such as speed setpoint commands for the main drive, determination of the braking angle, TDC stop or simple process control are performed by Press2000S in the PLC user program. For example, the TDC braking angle is determined on the PLC by calculation, and is transferred to the cam controller for switching off the TDC.

For a higher degree of automation in terms of control axes, the above concept is expanded with FMs or SIMOVERT MASTERDRIVES MC. If necessary, a CPU with larger memory and PROFIBUS interface should be used.

For high demands on main drive positioning using the position controller for stroke height adjustment and fast process control with scan times of 2 ms-3 ms, the above design is extended with the Press2000M7 module.

Press2000 Software The Press2000 software offers the following important functions, with differences in scope and performance between Press2000S and Press2000M7:

Technology functions

  • Main drive control The main functions implemented in this software module are stroke number definition; dynamic braking angle calculation for TDC stop; main drive positioning using either position control or limit points for stroke height adjustment; and counters (e.g. batch, total and press force limit violation counters)
  • Tool protection A wide variety of monitoring functions, such as static control, feed control and segment counting with or without position control are provided to protect the equipment from mispunching. If the predefined signal sequences between monitoring angle and sensor signals are not maintained in the event of an error, a TDC stop is initiated or the press is stopped immediately.
  • Press force monitoring The press force characteristic can be monitored either in a measuring window or continuously for minimum/maximum force. This software module can also evaluate sum and differential forces for effective press protection against overload.

Example applications Because of the different types and classes of machine in operation, it is always necessary to customize the user interface, machine control, and operating modes, etc. The machine manufacturer makes these modifications during commissioning of the plant. To keep engineering costs as low as possible, we provide you with tested example PLC programs. These S7 user programs have been developed in statement list format (STL) for typical press operating modes, such as single stroke, permanent stroke or set-up operations, and can be extended and modified easily using STEP 7. Furthermore, we offer sample operator screen forms, with Press2000S for OP27, with Press2000M7 for OP37. Using the ProTool design tool, these can easily be modified and supplemented to generate customized user interfaces. When using other OP devices, our example applications help you to get started as quickly as possible.

Ключові факти

  • Универсальные механические прессы подходят для резки при частоте ходов от 100 до 2000 ходов/мин и для формовки.
  • FM 352 — электронный кулачковый контроллер с числом кулачковых дорожек до 32; функции реализованы на ASIC для минимального времени реакции.
  • Доступны типы кулачков: расстояние/расстояние, расстояние/время, счётные и динамические кулачки.
  • Технологическое ПО доступно в двух версиях: Press2000S (решение STEP7) и Press2000M7 на автоматическом компьютере SIMATIC M7.
  • Для быстрого управления процессом с временем цикла 2–3 мс применяется расширение Press2000M7.
  • Функции ПО Press2000 включают управление главным приводом, защиту инструмента и контроль усилия пресса.
  • Контроль усилия может выполняться в измерительном окне или непрерывно по минимуму/максимуму, с вычислением суммарных и дифференциальных сил.
  • Примеры программ PLC поставляются в формате STL (список операторов) для режимов одиночного хода, непрерывного хода и наладки.
  • Примеры экранов оператора: OP27 для Press2000S, OP37 для Press2000M7; конфигурация панелей выполняется в ProTool.

Питання та відповіді

Какая платформа лежит в основе концепции управления Press2000?
Системная платформа — семейство SIMATIC S7-300; ПЛК выполняет блокировки, логические операции и разрешения, с градуированным рядом CPU по производительности.
Чем отличается Press2000S от Press2000M7?
Press2000S — решение на базе STEP7 в ПЛК для более простых задач; Press2000M7 работает на автоматическом компьютере SIMATIC M7 (FM 356) с ОС реального времени RMOS и подходит для критичных ко времени функций и быстрого управления процессом с циклами 2–3 мс.
Какие задачи решает модуль FM 352?
FM 352 — электронный кулачковый контроллер с до 32 кулачковыми дорожками; поддерживает кулачки расстояние/расстояние, расстояние/время, счётные и динамические, часть выходов может напрямую управлять исполнительными элементами.
Как обеспечивается защита инструмента пресса?
Модуль защиты инструмента предоставляет функции мониторинга — статический контроль, контроль подачи и подсчёт сегментов с позиционным управлением или без него; при нарушении заданных последовательностей сигналов инициируется остановка в ВМТ или немедленная остановка пресса.
Можно ли контролировать усилие пресса?
Да, характеристика усилия контролируется либо в измерительном окне, либо непрерывно по минимуму/максимуму; модуль также вычисляет суммарные и дифференциальные силы для защиты от перегрузки.
Какие датчики положения можно подключить для осей позиционирования?
SSI абсолютные энкодеры или инкрементальные энкодеры; позиционирование выполняется модулями FM 351/FM 354 или SIMOVERT MASTERDRIVES MC.
Есть ли готовые примеры программ для прессов?
Да, предлагаются проверенные примеры S7-программ в формате STL для типовых режимов (одиночный ход, непрерывный ход, наладка), а также образцы экранов оператора для OP27 и OP37, редактируемые в ProTool.