W strukturze liniowego napełniania wolumetrycznego butelek IMSB, poziom płynu dozowanego do każdej butelki i natężenie przepływu jest kontrolowane przez system zaworów krzywkowych. Krzywka musi obracać się do dokładnie określonego położenia w przypadku każdej napełnianej butelki, a następnie powrócić do pozycji spoczynkowej zanim następna butelka dotrze do stacji napełniania. W przeszłości uważano, że jedynym sposobem pozycjonowania krzywki z odpowiednią szybkością i dokładnością przy tego typu wymagających aplikacjach jest użycie serwosilnika i związanego z nim układu napędowego.

Kiedy inżynierowie techniki napędowej firmy Eaton zapoznali się z tym układem, w porozumieniu z IMSB szukającego bardziej opłacalnego rozwiązania, dokładnie przeanalizowano istniejące wymagania. Na podstawie przeprowadzonej analizy zaproponowano zastosowanie wysokowydajnego przemiennika częstotliwości PowerXL DA1 do sterowania krzywką, w połączeniu z optycznym enkoderem do ciągłego i precyzyjnego monitorowania jej położenia. Falownik serii DA1 został specjalnie wybrany, ponieważ posiada zaawansowane algorytmy sterowania wektorowego, dzięki czemu jest w stanie zapewnić szybką reakcję i wymagany wysoki poziom dokładności.

Celem ułatwienia użytkownikowi końcowemu obsługę systemu, rozwiązanie uzupełniono o panel operatorski Eaton XV100, który łączy funkcje kolorowego panelu dotykowego HMI ze sterownikiem programowalnym (PLC) w jednym kompaktowym i konkurencyjnym cenowo urządzeniu. Maksymalne uproszczenie okablowania maszyny uzyskano poprzez doprowadzenie sygnałów z enkodera i innych czujników montowanych na maszynie do XV100 za pomocą stacji rozproszonych wejść/wyjść serii XI/ON. Moduł XI/ON używany w enkoderze jest modułem szybkiego licznika o maksymalnej szybkości liczenia 100 kHz, który spełnia wymagania tej aplikacji.

Firma IMSB opracowała programy dla XV100, które przyjmują intuicyjne podejście oparte na recepturze. Oznacza to, że operatorzy maszyn po prostu używają kolorowego ekranu dotykowego HMI, aby wybrać przepis odpowiadający rodzajowi i wielkości używanej butelki. Następnie panel operatorski XV100 automatycznie ustawia tryb pracy zaworu napełniającego oraz optymalną prędkość posuwu dla przenośników wprowadzających i wyprowadzających, z których każdy sterowany jest napędem falownika firmy Eaton PowerXL DC1. Obecny układ oferuje 15 receptur, natomiast system sterowania, jeśli w przyszłości konieczna będzie rozbudowa jest w stanie obsłużyć ich znacznie więcej.

Podczas operacji napełniania panel XV100 stale monitoruje informacje, które otrzymuje z enkodera i wykorzystuje je w połączeniu z informacjami zawartymi w wybranym przepisie do obliczenia sygnału prędkości referencyjnej falownika DA1. Celem zapewnienia wymaganej prędkość pracy, sygnał ten jest przesyłany do falownika poprzez magistralę CANopen, wraz z sygnałami startu i zatrzymania.

Obliczanie sygnału referencyjnego do pozycjonowania odbywa się w panelu XV100 za pomocą specjalnego bloku funkcyjnego napisanego za pomocą oprogramowania CoDeSys. Ten blok funkcyjny został napisany przez inżynierów z firmy IMSB, którzy po wykorzystaniu go w innych projektach byli już zaznajomieni z CoDeSys, przy wsparciu technicznym ekspertów ds. oprogramowania z firmy Eaton.

Źródło: Eaton