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伺服与运动控制 |
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轮胎制造：完美的集成控制 |
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作者：罗克韦尔自动化公司 |
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随着近10年来我国经济的高速发展，汽车运输业得到了迅速发展，同时，由于我国不断加大对基础建设的投入，市场对重型运输车、混凝土搅拌车、起重机等特种车辆的需求也不断增加，同时对轮胎的承重能力和安全可靠性也提出了更高的要求。
轮胎的制造过程主要有三个步骤：首先将不同种类的橡胶以及不同的油、染料、添加剂混合在一起，制造出轮胎的不同部件，如衬垫、边缘和轮胎面等，同时还需要生产其它部件，包括轮胎所需的钢带等；接下来，通过轮胎成型设备将轮胎的各个部件组装起来；最后，经过加热硫化处理对轮胎进行固定。在这个过程中，轮胎的组装是其中最为关键的工艺之一，轮胎成型设备也就成为所有轮胎制造商非常重视的设备。
青岛高校软控公司是子午线轮胎成型设备的专业制造厂家之一，他们的客户包括杭州朝阳、河南风神、辽宁浪马、山东金宇、恒丰、赛轮、黄海、平度光明等。为了帮助轮胎生产厂商更快更好地生产出高质量的轮胎，青岛高校软控公司致力于生产高可靠性的轮胎成型设备，用于生产全钢丝载重子午线轮胎。
挑战传统
以前，青岛高校软控公司采用传统的运动控制方法，并将其集成到轮胎成型设备中。在一个典型的轮胎成型设备中，往往包含多个轴的伺服运动控制，控制系统最主要的任务就是要确保各个伺服电机在生产过程中同步协调运行。采用一台可编程控制器用于顺序控制，每个轴需要通过18对离散量I/O接线来建立可编程控制器与伺服电机之间的连接。同时，所采用的第三方运动控制模块及其编程软件也增加了系统的复杂程度。由此建立起来的运动控制系统无论是接线还是编程，都十分复杂。
在使用这种传统的运动控制方法时，青岛高校软控公司需要花费近4周的时间才能完成轮胎成型设备的接线、检查和测试，然后还需要2个月的时间来进行编程，另外，现场安装和调试时间也长达20～30天。在市场对全钢丝载重子午线轮胎的需求高峰时期，用户希望该公司能够尽快将轮胎成型设备交付使用。为此，青岛高校软控公司需要寻求一种更为快捷的方法，将运动控制系统集成到设备中，使产品更快地投放市场，满足用户的迫切需要。
集成控制
在比较了多种解决方案之后，青岛高校软控公司采用了罗克韦尔自动化的集成架构控制系统解决方案，并逐步在多种应用项目中取得了成功。现在，他们将这种集成控制解决方案引入到轮胎成型设备中，以其高精度的定位性能来满足用户的苛刻要求。
他们采用的全套运动控制集成解决方案包括Allen-Bradley ControlLogix控制器、Allen-Bradley Kinetix 6000多轴伺服驱动器和Allen-Bradley Ultra3000全数字伺服电机，并采用DeviceNet网络进行控制，编程软件为罗克韦尔软件公司的RSLogix 5000。
RSLogix 5000界面
基于Kinetix的运动控制集成解决方案将顺序控制和运动控制功能集成在单一的控制平台和编程软件中完成。在ControlLogix控制器和RSLogix 5000编程软件中已经嵌入了运动控制功能，并通过SERCOS（串行光纤链路）接口将多个Kinetix 6000伺服驱动器和Ultra3000伺服电机紧密集成在一起。
SERCOS接口通过光纤链路将控制器与伺服驱动机连接在一起，不再需要为每个轴的控制连接18对离散量I/O。与此同时，Kinetix运动控制系统采用了Power Rail有源背板，更加方便了模块的安装，避免了繁杂的电源线和逻辑控制线的连接。
成效卓著
由于采用了基于Kinetix的运动集成控制解决方案，青岛高校软控公司的设备交付时间大大缩短，同时设备成本也得到降低。
在SERCOS接口及Power Rail的帮助下，青岛高校软控公司减少了75%的接线时间——从原来需要4个星期的工作减少到1个星期；由于采用了单一的编程开发软件RSLogix 5000，使得顺序控制和运动控制能够更好地集成在一起，由此也节省了50%的编程时间——从原来地2个月缩短到现在的1个月就可以完成。
更为重要的是，在使用传统运动控制系统时，青岛高校软控公司往往需要在最终用户的车间里花费30天的时间对其轮胎成型设备进行安装和调试，而采用运动集成控制系统之后，10～15天就可能完成所有的安装和调试工作。
基于成功的应用经验，目前，青岛高校软控公司计划在ControlLogix控制器上加装一个以太网通信模块，将车间现场的设备与用户的ERP系统集成在一起，在真正意义上实现“从车间到管理层”的信息集成，将我国的轮胎制造业装备水平提升到一个新的高度。 (end)
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(12/9/2005) |
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