注塑机控制系统概述

页面组态 Java 控件 闭环回路 C++ 代码 动作逻辑 Ladder 梯形图
动作逻辑 OpenPCS (IEC 1131编程语言)
功能简介 ： ● 10 段注射曲线，10 段保压曲线 ● 96 路 PID 温度控制，用户自由组态温区，热流道控制 ● 8组中子，8组吹气，中子全周期自由组态，无须再为特殊中子程序烦恼 ● 多国语言同时在线 – 中文，英文，意大利文，西班牙文，俄罗斯文，韩文等 ● 蓄能器，欧规12/67
控制面板
控制软件
Resolver
GDnet确定性实时以太网 = 高速刷新
伺服驱动器 绝对值编码器
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实时以太网IO
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• V/P切换没有延时
• 改善机械摩擦的影响 • 位置控制和压力控制的保压方式自动切换 • 减少压力过冲现象
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XVy-EV 伺服驱动器
XVy-EV伺服驱动器用于控制无刷同步电机，在全电动 机器中用来控制模板，注射，储料和脱模的高性能驱动 器。
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全电动机型: 现场总线解决方案
传统解决方案的缺陷
PLC内部的速度产生器和位置控制模块每间隔 2ms (T 周期) 向驱动器刷新发送 设定速度。
恒速运行时不会产生问题。 但是瞬间加减速时，设定速度每隔 一次刷新时间就会产生一个阶跃。
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注塑机控制系统
Mar.16.2009 Daniel
革新 2009 …… • • 产品革新 产品革新 – – 硬件 软件
•
•
服务革新
–
完备的技术支持和服务团队
新工厂已投入使用，中国客户的强大后盾
中国分公司 –
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全电动机型: 现场总线解决方案
全电动机型: 高速注射 – GEFRAN的方案是 ….
注射速度从原先的 300… 500 [mm/s] 逐渐提升至 800 … 1000 [mm/s]
为了达到这样的性能，GEFRAN的方案是注射单元配备2至3个同步电机，由XVY驱动器驱动， 机械上由皮带轮连结。 XVy-EV 驱动器主站接收PLC发过来的速度值和位置值，同时将扭矩设定值发送给XVy-EV驱 动器从站，保证同步带载。
优点: • 改善轴速度曲线，从而改善电机电流和扭矩。 • 机器性能改善 • 速度产生器的刷新时间可以延长，可以同时控制多个轴的运动
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全电动机型: 现场总线解决方案
Gefran 软件插补控制方案
1，产品革新之：硬件
< HL 系列 >
VEDO三大系列 ： TL，ML，HL 满足不同应用需求
< ML 系列 >
< TL 系列 >
* GTC ：现有GEFRAN控制系统 型号 CPU 屏幕尺寸 触摸屏 键盘 IO 与GTC 比较性能 应用机型 PLC 绝对周期 闭环 Leabharlann Baidu用
VEDO TL
266 Mhz (Geode SC 2000)
GILOGIK II
☉ ☉ ☉ ☉ ☉ ☉ ☉ ☉ ☉
远程I/O系列（带网桥模块）
R-ETH100: GDNet® 以太网桥 R-ETM100: Modbus TCP以太网桥 R-SW5: 5口以太网关转发器 R-SW5-SA: 独立安装的5口以太网关转发器* R-C3: 3通道高速计数，编码器脉冲输入 R-E16: 16路数字量输入 R-U8/U16: 8/16路数字量输出 R-A/D8: 8路可编程模拟量输入 R-TC8: 8路温度输入TC J,K 2通道RTD 2,3,4 线制 16路数字量输出 1路脉冲计数输入 ☉ R-D/A: 4,8,16路模拟量输出±10V ☉ R-BUSx: 2,4,8,12,18槽底部母板 所有模块光电隔离
绝对值编码器 EnDat, SSI and Hyperface
支持CANopen, Devicenet, 和 GDnet 现场总线接口 (12 + 12 交换字 – 数据刷新时间 250微秒) 软示波功能 PLC 完全基于 IEC 61131-3 (5 编程语言)环境 XVy-EV … WH 多种冷却方式，风冷，水冷，穿墙式
是
15
VEDO HL (Pentium 600Mhz, 1.5Ghz, 1.8Ghz) 12.1
标准
标准
分离
分离 全电动 等高级 应用 100us 1ms 是
15 19
标准
分离
2，产品革新之：软件 开发环境从 TEAM -〉SEVEN -〉GAB （Gefran Automation Builder） -> GF_PACK INJECTION （全新注塑机控制软件包）
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全电动机型: 现场总线解决方案
GEFRAN的Interpolator（软件位置插补）控制方案
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6.5 10.4
有 有
有+分 离 有+分 离 相同 I-O 模块
略低于 GTC
液压机 高速机 精密机
1ms
是
VEDO ML
600 Mhz (Geode LX900)
6.5
有
有+分 离
略高于 GTC
10.4
12.1
有
标准
有+分 离
分离 GILO GIK2 远高于 GTC
液压机 伺服泵 伺服阀 全电动
500us 1ms
• 基于物理层协议 100 BaseT (100 Mbps高速以太网) • 同步传输协议，主站驱动固定频率 ， 例如一个GILOGIKII 节点 100 微秒 • 系统抖动误差 (高优先权事件引起的 延时) 近于 0 • 网络上所有节点的数据等时刷新 • 远程I/O数据本地化

标准的以太网硬件100 Mbps
全电动机型: 现场总线解决方案
速度曲线产生器每 2ms/4ms向驱动器刷新设定位置值， 以及走完这个位置曲线所需要的起始速度和结束速度。 三阶位置插补软件 （3° Order Interpolator）将位 置设定值细分为一个一个的步骤，一个细分步骤每 250 微 秒执行一次，从而保证运动曲线的连续性。
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全电动机型: 现场总线解决方案
注射速度，保压压力与背压闭环控制
• PLC 内部快速 PID 功能，刷新电机速度 (周期时 间 = 1ms)，从而构建压力闭环和背压闭环，.
主要特点: 控制算法是专对无刷同步电机的 (和带反馈信号的异步电机) 电源 3x 230Vac – 480Vac 功率范围最多达到 1.5MW
最多有 19 点可编程数字量输入和14 数字量输出
最多4 路模拟量和 4 路模拟量输出 高过载性能(150%-180%过载60s, 瞬间过载能力200%-250%) 反馈输入信号: Resolver – 正余弦编码器 – 数字增量和正弦编码器 -
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GDNET – 确定性的工业以太网
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下图是使用了插入器后记录的速度环曲线和电流环曲线的波形，以及速度产生阶跃时的放大 波形。 可以看到，当速度产生变化时，特别是在速度斜坡拐点处，扭矩电流的曲线相对就更为平滑， 线形。 因此，就算电机瞬间加减速（比如50ms），电流和扭矩波形曲线也得到了很好的改善。
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GILOGIK II
家族的（node）节点结构
底部母板 + 网关网桥模块
+ 总线通讯模块 + 远程 I/O模块
1
2
1: 2,4,8,12,18 槽底部母板，可轻易安装于DIN导轨或控制盘支架上。 2: 所有模块通过母板将IO信息传递给位于最左边的控制单元。
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* 24v电源供给，适用于距离超过100米的情况， 非母板安装，可置于控制柜的任何地方。
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全电动机型: 现场总线解决方案
传统的基于现场总线的控制方式
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● 质量控制 SPC
● 肘节式/两板式/直压式开合模控制 ● 页面实时截屏，存入USB ● USB 存取数据，USB 程序安装或升级（方便售后服务）
● 连接至本地局域网，远程监控，实现工厂自动化
● 集成伺服节能机的压力闭环控制 - 压力环快速响应，过冲小 - 能同时控制 多个泵
GEFRAN 全电动解决方案
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全电动机型: 现场总线解决方案
传统解决方案的缺陷
下图分别是加减速时，速度环曲线和电流环曲线的波形记录，以及速度产生阶跃时的放大波 形。 每一次速度阶跃变化都会导致电流环产生一次抖动，从而直接导致输出扭矩抖动。这种现象 长期发生会导致电机发热，振动，和机器噪音。

1个毫秒之内机器的状态监控已经
历了十个循环周期 事件识别及执行的时间延迟为 0 机器控制的过程数据瞬间刷新 数据传输不会造成任何网络延时

• 模块自动识别，网络自诊断

更换相同的I/O模块不需重新配置
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