基于力士樂系統的三鼓成型機改造

任銀錄

（上海新時達傳動技術有限公司，上海 201802）

基于力士樂系統的三鼓成型機改造

任銀錄

（上海新時達傳動技術有限公司，上海 201802）

三鼓一次法成型機是橡膠制品加工過程的基本型設備之一。本文提到的成型機系統是天津賽象公司20世紀90年代的產品，所用控制系統為力士樂BTV20工控機及MTC200控制系統，伺服驅動器采用EcoDrive產品，遠程IO站采用的力士樂INTERBUS系列產品，而這些產品已經老化、故障率高并且沒有備件或者是天價備件，已經嚴重影響到生產效率；通過升級落后淘汰的產品，解決了原有系統存在的一系列問題，比如故障率高、不易維護、維護成本高、生產效率低下等，極大的降低了客戶的成本，產生了不錯的經濟效益。

成型機；力士樂；橡膠輪胎；三鼓一次法；BTV20

三鼓一次法成型機是橡膠制品加工過程的基本型設備之一[1]。本次升級的三鼓一次法成型機是天津賽象公司20世紀90年代末的產品，這款成型機電氣系統的特點在于系統運行穩定，但線路不規范，給故障查尋帶來困難，PLC程序相對簡單，容易掌握。伺服系統相互獨立，故障易于排查。本成型機系統迄今已有十多年的歷史了，很多電氣部件老化損壞，故障率極高，再加上力士樂BTV20產品自身的一體特點造成巨額的維護成本，以至于產品的成本居高不下；在現代社會激烈的競爭環境下，必須加以改造以提高生產效率，提高產品質量，降低產品成本，進而增強企業的競爭力。

1　原系統簡介

本成型機所用控制系統為力士樂BTV20工控機及MTC200系統，伺服驅動器采用Ecodrive產品，遠程IO站采用的力士樂Inter BUS系列產品。BTV20系統主要的特點在于其集屏顯示與CPU板卡于一體，配有獨立板卡插槽，根據需要可以靈活配置。該條線控制核心已經用了十多年，老化比較嚴重，故障率較高，而且此類產品已經停產，無同類可替代產品，或者備件費用極高，故急需一個新的替代方案解決此問題。

2　新系統設計

該成型機新控制系統仍然基于力士樂系統，具體方案如圖1所示。

（1）取消原有的主機及副機側的BTV20工控機及MTC200控制系統，設備選用力士樂最新一代運動控制器MLC及第3方工控機。

（2）取消原有的RECO12.2系列的IO裝置，設備均選用菲尼克斯Inline系列的IO裝置，采用Profibus接口方式。

（3）保留全部EcoDrive DKC02.3系列驅動器及MKD系列電機，另行訂購驅動器固化軟件FWA-ECODR3-SGP-03Vxx。

圖1　新系統配置結構圖

該方案的優點有：

（1）原有系統的MKD電機及EcoDrive驅動器得以保留，降低的改造成本。

（2）原有系統遠程站改為菲尼克斯Inline模塊，增加了遠程站的穩定性并降低了維護成本。

（3）原有的力士樂工控機改為通用的國內工控機，有效的降低了維護成本。

（4）原有MTC200系統改為了新一代的MLC系統，增加了系統易維護性的同時降低了成本。

（5）該方案改造停機時間短，一般在7天左右，極大地降低了改造成本。

（6）該方案利用了力士樂成熟的產品及方案，降低了改造的風險。

2.1下位機系統設計

本下位機系統設計選用力士樂Intraworks軟件，所有的控制包括邏輯控制和運動控制，都在同一軟件平臺，極大地方便了使用維護，同時降低了維護的壓力。

此下位機系統設計主要包括以下幾個部分

（1）Profi BUS DP遠程站的硬件組態及通訊設置

硬件組態之前首先進行硬件配置文件的導入，然后再插入相應的硬件，并配置對應的硬件地址，通訊設置上設置每個遠程站的DP地址，統一的波特率設置為1.5 Mbps。

（2）SercosIII驅動器站的硬件組態及通訊設置。

SercosIII通訊硬件上插入相應的19臺驅動器，然后設置SercosIII的通訊速率4 Mbps，然后重新上電就可通訊上了。

（3）邏輯控制部分的編程

邏輯部分包括輔助邏輯及主要步序邏輯，它通過SFC實現步序的控制。

（4）運動控制部分的編程。

運動控制部分運用力士樂的運動控制指令實現定長、同步、點動等各種運動控制需求。

2.2上位機系統設計

本上位機系統設計選用力士樂Winstudio軟件，本軟件提供豐富又完善的人機界面平臺，該系統包括主界面、手動操作界面、過程診斷界面、配方操作界面、故障報警界面。

（1）主界面功能包括主機側和輔機側的步序顯示與切換、故障快捷顯示欄、系統運行狀態顯示，可以指示正在執行的步序以及自動手動狀態，實時的故障信息。

（2）手動操作功能包括主機側和輔機側各單元的手動操作，這個功能主要是在人可控的操作下實現設備和規格工藝的精確調整，以為自動運行做準備。

（3）過程診斷功能包括主機側和輔機側每一步的故障診斷畫面，可以很清晰方面的查出不執行的步問題在哪里，便于工人自助解決一下問題，提高了效率。

（4）配方操作功能包括配方的建立，調用下載，刪除，修改等操作，可以為每個規格建立配方，提高了設備的再使用效率。

（5）故障報警功能包括急停故障、驅動馬達單元故障、拉繩故障等，可以很精確的定位所產生的故障，以最有效率的方式處理故障，極大地節約了生產時間的浪費。

2.3現場施工方案設計

本施工方案包括以下部分：

（1）現場新系統的原理圖紙，就是根據新系統元件的電氣特性設計原理圖。

（2）現場接線表，就是根據新老系統的接線特性尋找聯系，以最簡單的方式最有效率的方式設計接線表。

（3）現場施工調試計劃表，就是在規定的七天時間內計劃每天的工作內容，以最合理最有成效的時間安排完成這臺設備的施工調試。

3　改造效果

本系統通過用現代流行的電氣控制元件替換原來落后淘汰電氣控制元件，并利用力士樂運動控制器實現了系統需要的控制精度，并為系統未來的維護帶來了很大的方便，降低了維護成本，間接地提高了生產效率，提高了企業的經濟效益。

本次升級改造在7天的時間內高效的完成了升級任務，節省客戶的停機時間，改造后系統至今運行良好。

[1] 巫靜安. 壓延成型與制品應用[D]. 北京：化學工業出版社，2003.

[2] 力士樂系統手冊.

[3] Ecodrive03系列DKC驅動器故障排查手冊.

[4] IndraLogic軟件使用手冊.

[5] WinStudio使用手冊.

Transformation of three drum building machine based on Rexroth system

TQ330.46

1009-797X(2015)19-0044-02

B

10.13520/j.cnki.rpte.2015.19.012

任銀錄（1980-），男，碩士研究生，畢業于西華大學電力電子與電力傳動專業，主要從事橡膠輪胎行業電氣設計方面工作。

2015-02-03