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伺服控制在包装行业的相关应用

作者/出处: 网络 发布时间: 2016-12-29

在伺服系统以前,包装设备有一个大的交流电动机以固定的速度运转,远离主轴的机械连接控制每一个包装程序,将轴运动从一个速度转换成另一个速度,或者将旋转运动转换成直线运动。主轴每转动一次,就从另一端产出一个产品。当你想将小瓶换成大瓶或者改变包装尺寸或形状时,就必须对设备进行重新调整” 。

而伺服系统改变了这种情况,没有了到主轴的机械连接,每一个伺服系统(包括电动机、齿轮头和软件)是独立运转的。这样做的好处是:无论是压力、速度、位置,都可以改变。以前,改变这些会花费7个小时,除非有足够大的批量以保证调整的有效性和理想的生产周期,否则很难改变。现在,只需3~5分钟就可完成调整,且方法很简单。

将伺服系统从电动机驱动轴分离开来,使它们可以对包装过程中的每一个事件进行独立调整。美国皮斯特公司的副总裁鲍勃•哈塔维哥表示,“一个简单的低速到中速的灌装线,由一些简单设备和一个主机组成,所有设备相互倚赖、协调工作,随着系统数据的采集,灌装线上的伺服系统能够独立调整发生的任何生产问题”。德国ELAU公司的全球营销经理约翰•克瓦认为,“伺服系统也将速度和精确度提升到了一个全新的水平。70%~80%销售到制药企业的打捆机、外包机、容器打包机、托盘堆垛机都将使用伺服系统”。

伺服系统的一个主要特点是它的闭环反馈,以伺服系统为基础的封口机控制转矩的精度可以达到±0.02%,而标准离合器驱动的封口机的精度仅为20%,由此很清楚看到伺服系统的价值所在。例如,在存储每一个盖子的转矩值后,如果需要召回,只需召回1000瓶,而不是以往的100万瓶。同样的数据也可以用来分析封口机磨损的程度以决定是否需要维修。自从伺服系统使用了更小的电机,就极少需要维修了。

一些药品包装商坚持采用PLC控制器运转的伺服系统。从本质上,他们使机器“变傻”以免运作不正常。虽然计算机依然还在,但它被隔离开来,仅仅用于21 CFR Part 11法规的安全和数据记录,由PLC操纵着机器,这可能改善了稳定性,但也失去了许多将伺服系统放在首要位置的好处。

当然,还有其他方法可以确保稳定性。关键在于要在Windows系统之前取得计算机处理器的控制权。在一条计算机控制的包装线上,在初始化完成后和Windows系统取得处理器的控制权以前,控制结构获取了100%的处理器控制权。然后它把处理器时间交给Windows系统,此时,你才可以运行Windows程序,但却在控制结构的主导下。在这种情形下,如果Windows系统死机,包装线依然可以保持运转。你只需切换到手动控制,因为人机界面已经失效了,但你的包装线却依然运转。

对于一些厂商而言,这种情况还存在些危险性。他们可以选用计算机和PLC控制器组合而成的联合控制,通过使用人机界面开关PLC。许多系统采用了插在计算机卡槽中的伺服控制卡,计算机软件向控制PLC的伺服控制卡发送命令,伺服系统依从于正在执行进程的PLC,然后将有关进程的任何反馈通过PLC送回来。


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