Главная
О Компании
Продукция
Новости
Услуги
Контакты
многоязычие

Гидравлические и сервоприводные технологии для повышения энергоэффективности

Время выхода:

2016-08-15

Автор:

Источник:

В последние годы, несмотря на растущее применение технологий электронного привода, гидравлический привод по-прежнему является неотъемлемой частью многих применений. Как правило, гидравлические системы управления требуют высокой производительности и подходящих решений управления. В прошлом люди обычно использовали эксклюзивные решения управления, но теперь Beckhoff предоставляет решение для управления на основе ПК, которое имеет более мощные функции, чтобы упростить программирование и обслуживание. Благодаря использованию шины EtherCAT и библиотеки гидравлических функций TwinCAT можно удовлетворить высокие требования к производительности. Гидравлическая функциональная библиотека TwinCAT обеспечивает оптимальную энергоэффективность за счет гибридного приводного механизма, состоящего из гидравлического приводного вала и электрического вала.
Гидростатический привод по-прежнему занимает большую долю рынка в области машиностроения. Высокая плотность мощности исполнительного механизма, а также простота и низкая стоимость реализации линейного движения делают возможным компактное проектирование системы. Благодаря использованию технологии гидравлических аккумуляторов и сервоклапанов можно использовать высокодинамические и высокоточные приводы, например, для литьевых машин. Но в то же время гидравлические приводные валы также имеют недостатки, которые нельзя игнорировать: низкая энергоэффективность, шум окружающей среды и загрязнение гидравлическим маслом. Тем не менее, гидравлическое давление не является полностью заменяемым, поскольку оно может обеспечить большую силу и крутящий момент для многих применений.
С точки зрения технологии управления, гидравлический приводной вал в алгоритме управления и реакции
Есть особые потребности во времени. Гидравлические валы очень чувствительны ко времени при переходе от направляющего движения к управлению кривой давления. Простой гидравлический вал обычно имеет более низкую собственную частоту и производительность системы контроля высоты позиционирования. Вот почему использование ПИД для управления кривой временного смещения не удается. Таким образом, в прошлом гидравлический вал часто требовал использования специального аппаратного контроллера.
Библиотека гидравлических функций: функция управления движением с помощью программного обеспечения
Beckhoff на основе PC контроллер делится на две части, аппаратный модуль и программный модуль. Функция управления движением реализуется через библиотеку программного обеспечения без какого-либо специального оборудования. Данные процесса будут считываться и выводиться через модуль вывода электронной шины. Использование технологии управления скоростью Beckhoff XFC значительно сократит время отклика системы; если использовать EtherCAT и мощный Intel®CPU может реализовать время выборки контроллера до 100 мкс.
Библиотека гидравлических функций TwinCAT обеспечивает функцию управления движением гидравлических валов, электрическим сервоприводом также можно выборочно управлять. Проектирование и сертификация модулей соответствуют стандарту PLCopen. Пользовательский интерфейс функционально идентичен Бекхоффу, а также аналогам других производителей. Библиотека гидравлических функций поддерживает все общие типы датчиков; нелинейные характеристики клапана компенсируются путем линейизации автоматически генерируемой характеристической кривой.
Если простой контроллер смещения ПИД находит специальную характеристику системы управления, которая не зависит от смещения, традиционная система NC вычисляет временную кривую смещения, зависящую от времени. Специализированные характеристики системы управления гидравлического привода требуют, чтобы генерируемая кривая учитывала характеристики траектории, связанные со смещением, эффект скольжения и максимальное время торможения/задержки. Библиотека гидравлических функций содержит функциональные модули, которые генерируют прогрессивные кривые. Также учитываются характеристики системы управления, связанные с направлением, и рампы ускорения и замедления рассчитываются в соответствии со стандартом точности кривой или минимальным временем цикла.
Сравнение контроля траектории с контролем времени
Кривые смещения, вычисляемые традиционным контроллером NC, являются функцией времени, однако этот метод расчета не применим к характеристическим кривым гидравлического исполнительного механизма. При управлении временем можно наблюдать, что у субъекта наблюдаются сильные колебания скорости, перепрыгивание или вязкое скольжение. Экономичная гидравлическая схема не использует сервоклапаны, но требует создания кривой, связанной с смещением. Для этих траекторий точность кривой становится менее важной по сравнению с высокой скоростью движения и точным определением цели. Для управления движением, связанного с смещением, управление перемещением не выполняется во время движения; управляющей переменной, определяющей сгенерированную кривую, является оставшееся расстояние, а не время. Достижение целевого положения достигается путем торможения, например, после запуска корневой функции.
Гидравлические валы обычно используются в оборудовании, которое требует перехода от регулирования скорости к регулировке давления, например, в прессах, литьевых машинах или формовочных машинах. XFC сочетает в себе функции в библиотеке гидравлических функций и обладает коротким временем отклика на входной сигнал и высоким временным разрешением, что обеспечивает идеальное решение для вышеупомянутых приложений. Таким образом, движение литья под давлением направляется смещением; последующее регулирование давления осуществляется в замкнутом контуре с высоким разрешением в соответствии с конкретным процессом.
В применениях прессов и гибочных машин требуется одновременное приведение в движение нескольких гидравлических валов; для этого будет принудительно осуществляться увеличение давления синхронного движения и непоперечных сил. В практических применениях использование библиотеки гидравлических функций может привести к приведению в действие до 20 синхронных валов с давлением привода менее 10 или до нескольких тысяч тонн. В зависимости от конкретных требований, библиотека гидравлических функций может поддерживать режим основного/подчиненного вала или виртуального шпинделя. Чтобы построить высокую силу закрытия, линейный гидравлический привод должен быть объединен с нелинейными зубчатыми колесами, такими как шатуны или кривошипные механизмы, а библиотека гидравлических функций также может обеспечить подходящую функцию преобразования для этой цели.
Сочетание гидравлических валов и электрических сервоприводов-значительное повышение энергоэффективности
Для повышения энергоэффективности гибридные схемы привода-в сочетании с использованием электрических сервоприводных валов и гидравлических приводных валов-приобретают все большую популярность в практических применениях. Серводвигатель также может управляться двухточечным способом с использованием библиотеки гидравлических функций. Кривая кривой управления временем также может быть сгенерирована из библиотеки гидравлических функций. В то же время библиотека гидравлических функций также поддерживает синхронное движение электрических валов.
Смешанное использование серводвигателей и гидравлических позиционируемых объемных насосов еще больше повысит энергоэффективность гидростатического привода. Управление траекторией в библиотеке гидравлических функций связано с активной частью, и в то же время использование высокодинамичных драйверов EtherCAT позволяет реализовать совершенно новую и инновационную схему управления движением.
Программное обеспечение Scope View обеспечивает простые диагностические функции
Программное обеспечение функции осциллографа (Scope View) упрощает реализацию и проверку программного обеспечения управления путем точного анализа кривых характеристик важных сигналов. Его можно масштабировать в среде разработки TwinCAT. Все входные сигналы, а также внутренние переменные отображаются с различным разрешением оси. Для оптимального функционирования гидравлического контура часто требуется перерегулировка. Разработчики в штаб-квартире должны оказывать поддержку в случае возникновения чрезвычайной ситуации, когда требуется обслуживание и требуется много информации. Как правило, специализированные аппаратные решения имеют большие ограничения. При использовании программного обеспечения TwinCAT Scope View можно сохранять и отправлять результаты измерений для анализа неисправностей, а также предоставлять шаблоны с функцией регулировки измерений для технического обслуживания на месте.