O linie de imprimare gravurală veche de 11-ani-se confruntă frecvent cu defecțiuni ale sistemului de înregistrare - cum se poate remedia o dată pentru totdeauna?
Compania pentru care lucrez are o linie de imprimare gravuroasă Cerutti R960 zece-color, care este în funcțiune de aproximativ 11 ani. Linia este echipată cu un sistem de înregistrare Automec, iar după ani de utilizare, acest sistem provoacă adesea opriri ale mașinii din cauza erorilor de comunicare în timpul pornirii și producției. Aceste probleme nu numai că cresc risipa de imprimare, ci afectează și calitatea produsului. În acest articol, analizez cauzele defecțiunilor de comunicare în sistemul de înregistrare și rezumă câteva soluții relevante.
Principiul comunicării sistemului de înregistrare
Diagrama de comunicare a sistemului nostru de înregistrare Automec este prezentată în Figura 1. Acesta utilizează o platformă de control complet integrată furnizată de Beckhoff din Germania, combinând un PC și EtherCAT. PC-ul este un computer industrial Beckhoff C6920-0050, iar EtherCAT integrează toate componentele de automatizare, inclusiv EtherCAT I/O cu rating IP67, software de automatizare EtherCAT și servodrivers, servind drept bus de câmp pentru întregul sistem. Comunicarea dintre PC și EtherCAT I/O se realizează prin cuplajul EK1100, conectând rețeaua EtherCAT cu terminalele EtherCAT I/O pentru a controla toate funcțiile operaționale, inclusiv mișcarea unităților de imprimare color, înregistrarea datelor, operarea și monitorizarea de la distanță. Comunicarea sistemului se bazează pe topologia inelului EtherCAT, oferind redundanță de linie pentru a asigura funcționarea normală chiar și în cazul unei deconectari.
Figura 1 Prezentare generală a comunicării sistemului de potrivire a culorilor
Acest design asigură o configurare rapidă, necesitând doar câteva cabluri de -joasă tensiune pentru a fi conectate în timpul configurării. Toate sarcinile de monitorizare a sistemului sunt gestionate de instrumentul TwinCAT HMI, fără a fi nevoie de drivere sau alte protocoale de comunicație. În cadrul instrumentului TwinCAT HMI, variabilele sunt tratate ca logică de program în cadrul aceluiași software.
Analiza defecțiunilor problemelor de comunicare ale sistemului de potrivire a culorilor
Sistemul de potrivire a culorilor Oteme utilizează un PC Beckhoff care comunică cu EtherCAT I/O prin CAT5 (cablu Ethernet standard de categoria 5) în modul standard 100BASE-TX. În urma cuplei de magistrală EtherCAT EK1100 sunt 59 de terminale EtherCAT și un terminal de capăt de magistrală în serie. Cuplajul de magistrală EK1100 convertește telegramele Ethernet 100BaseTX în semnale E-bus pentru transmisie între modulele terminale EtherCAT. În esență, magistrala E-este EtherCAT, cu excepția faptului că transmisia folosește contacte cu cleme cu arc de pe backplane în loc de cabluri de rețea. Conceptul de „o rețea până la capăt” înseamnă că fiecare modul I/O servește ca un slave EtherCAT. Fiecare dispozitiv slave EtherCAT are patru porturi de comunicație EtherCAT: Port0 (A), Port1 (B), Port2 (C) și Port3 (D).
Cu toate acestea, slavele modulului de sistem de punct de referință Oteme au doar două porturi de comunicație, iar fluxul de semnal prin module de la stânga la dreapta este prezentat în Figura 2. Când un cadru EtherCAT trece printr-un slave, acesta intră în modul prin Port0 (A), apoi trece prin unitatea de procesare EtherCAT și părăsește modulul slave prin Port1 (B). Dacă există o problemă de comunicare în timpul procesului, modulul EtherCAT precedent al modulului defect își va bloca automat Portul 1, determinând revenirea telegramei EtherCAT.
Figura 2: Returul mesajului EtherCAT atunci când comunicarea eșuează
Fiecare modul EtherCAT I/O are șase contacte cu arc. Deoarece modulele sunt conectate în serie, ele comunică între ele prin magistrala E-pe aceste șase contacte. În cele din urmă, datele sunt transmise prin contactele fiecărui modul către cuplaj. În sistemul actual, există un modul de cuplare cu 60 de module I/O conectate în serie în aval. Din cauza îmbătrânirii modulului, rezistența de contact devine prea mare sau tensiunea semnalului de intrare este prea scăzută, ceea ce duce la un curent de intrare insuficient pentru a conduce circuitul interfeței de intrare a PLC-ului, ceea ce provoacă defecțiuni de comunicare.
Depanarea problemelor de comunicare în sistemul de înregistrare a culorilor
(1) Când are loc o defecțiune de comunicare, semnalul revine de la modulul anterior, iar sistemul de diagnosticare EtherCAT va indica modulul de unde începe defecțiunea. Uneori, deconectarea și re{2}}conectarea modulului defect, curățarea contactelor modulului pentru a elimina oxidarea sau înlocuirea modulului poate restabili temporar comunicarea. Cu toate acestea, aceasta este doar o soluție temporară, iar problemele de comunicare pot apărea din nou după ceva timp.
(2) Restructurarea modulelor I/O existente implică schimbarea configurației inițiale de comunicare 1-master-1-slave la o configurație 1-master-4-slave (consultați Figura 3). Aceasta include adăugarea a încă trei cuple EK1100, înlocuirea celor trei module de alimentare anterioare EL9001 din PLC cu module de cuplare EK1100 care au putere încorporată și conectarea celor patru cuple în serie. Fiecare cuplaj gestionează 15 module I/O, ceea ce scurtează semnificativ calea de întoarcere a semnalului pentru modulele din aval, îmbunătățește fiabilitatea comunicării între module și crește redundanța datelor. Această metodă a fost testată în renovarea sistemului nostru de înregistrare a culorilor și timp de aproape un an, nu au existat erori de comunicare în sistem.
Figura 3 Topologia actuală a rețelei și Topologia rețelei actualizată
Acest articol studiază și analizează principiile de comunicare ale sistemului de înregistrare a culorilor Oerlikon, investighează cauzele defecțiunilor de comunicare în sistem și rezumă soluțiile. În final, problemele de comunicare ale sistemului de înregistrare a culorilor au fost rezolvate, reducând impactul producției cauzate de problemele de comunicare în sistemul de înregistrare a culorilor echipamentului și îmbunătățind considerabil eficiența echipamentului. Colegii cu echipamente similare se pot referi la această abordare.