SCADA, АСУ ТП, контроллеры – основная тематика журнала «ИСУП»
Журнал «Информатизация и Системы Управления в Промышленности» публикует тематические материалы посвященные SCADA, АСУ ТП, контроллерам, автоматизации в промышленности.

Точные измерения с высокой скоростью: контроль качества продукции с промышленным усилителем PMX от компании НВМ

Высокоточные технологические процессы требуют такого же точного мониторинга. Например, при запрессовке изделий из металлического порошка требуется идеально контролировать усилие порошкового пресса. Этому поможет измерительное оборудование немецкой компании HBM – датчики деформации SLB700A/06 и усилитель PMX, передающие данные в систему управления прессом.

ООО «КВТ», г. Москва

KVT_HBM.png

Современные технологии позволяют производить изделия с необычайно высокой точностью. Однако любой высокоточный технологический процесс требует не менее высокоточного мониторинга.

Например, так дело обстоит в порошковой металлургии. Суть этой технологии заключается в том, что металлический порошок или смесь порошков формуют под давлением и затем подвергают специализированной температурной обработке – спеканию. Подобным образом можно получить высокоточные изделия, обладающие управляемыми характеристиками.

Чем точнее усилие запрессовки, которое задает порошковый пресс, тем выше качество производимых формованных деталей. Чтобы управление этой операцией осуществлялось на должном уровне, требуется абсолютно точное измерение давления, что достигается в частности с помощью усилителей – устройств, которые усиливают слабые сигналы, поступающие с датчиков, и отправляют их в систему управления прессом.


Интеграция измерительного усилителя PMX и системы порошкового пресса

Проектируя новую серию порошковых прессов (рис. 1), немецкая компания «Дорст Текнолоджис» (Dorst Technologies) выбрала измерительную платформу PMX от фирмы-соотечественника HBM (Hottinger Baldwin Messtechnik), разработанную специально для промышленного применения.

Ris.1.png

Рис. 1. Порошковые прессы Dorst Technologies

Компания HBM производит измерительное оборудование уже более 60 лет. «Дорст Текнолоджис» – один из лидеров рынка в разработке механизмов и систем для производства керамической и порошковой металлургической продукции.

Новая модель, созданная компанией «Дорст Текнолоджис», EP 70M – это мощный 70‑тонный порошковый пресс, управляемый сервомотором, прессующий порошок черного металла в твердое изделие, например, зубчатое колесо.

В этом производственном процессе очень важно добиться, чтобы все отдельные части изделия, например, того же зубчатого колеса (втулка, диск, зубцы), имели одинаковую плотность. После прессовки детали подвергаются спеканию, и, если плотность будет распределена неравномерно, в формованных деталях могут появиться трещинки, ухудшающие их функциональные свойства. Распределение плотности, в свою очередь, зависит от распределения силы штамповочной машины, которая воздействует на металлический порошок через пресс-форму. Таким образом, силу, воздействующую на отдельные области, необходимо постоянно измерять, чтобы можно было точно управлять технологическим процессом и немедленно корректировать любые отклонения.

В порошковом прессе EP 70M эту функцию выполняют датчики деформации SLB700A/06 от компании HBM. Их преимуществом являются малые размеры, благодаря которым их можно разместить непосредственно на поршне штампа, что позволяет измерять с высокой точностью даже слабые сигналы.

На поршне два датчика расположены друг напротив друга, чтобы скомпенсировать влияние изгибающего момента. Дело в том, что винтовой пресс производит усилие посредством вращения, преобразуя его в линейное движение, что, в свою очередь, приводит в движение два штампа пресс-формы. Вращательное движение оказывает большое влияние на сигналы усилия, поступающие с датчиков. Поэтому было решено поставить по датчику деформации в двух противоположных точках, чтобы их одновременно поступающие сигналы компенсировали друг друга.

Усилитель PMX (рис. 2) синхронно преобразует сигналы, поступающие с датчиков деформации, в сигнал нагрузки. Всего поступает восемь сигналов: четыре – с верхнего штампа и четыре – с нижнего, которые дальше в режиме реального времени синхронно передаются непосредственно от PMX через шину ProfiNet IRT (Isynchronous Real Time) в систему управления прессом.

Ris.2.png

Рис. 2. Усилитель PMX – новый промышленный стандарт для измерительной техники

Огромным преимуществом усилителя PMX является то, что его можно напрямую внедрить в систему управления через интерфейс ProfiNet IRT, что позволяет достичь высокого качества передачи данных и исключить их потерю.

Усилитель PMX и прессовые системы оптимально интегрируются (рис. 3). Усилитель можно использовать не только для контроля работы порошкового пресса, он идеально подходит для мониторинга таких процессов, как прокатка, перфорирование и резка металлов, а также для подгонки опор и углублений. Благодаря передаче сигналов в режиме реального времени и встроенным вычислительным возможностям PMX – оптимальное решение для контроля качества работы быстрых таблеточных и чеканочных прессов, а также больших многоканальных прессов.

Ris.3.png

Рис. 3. Усилитель PMX, интегрированный с системой порошкового пресса

Имея частоту дискретизации до 19,2 кГц и высокую разрешающую способность (24 бит), усилитель обеспечивает предельную точность измерений при очень больших скоростях передачи данных, что помогает на самом высоком уровне контролировать качество технологических процессов. Защищенная конструкция и хорошая помехоустойчивость позволяют использовать усилительную платформу вблизи мощных генераторов или в условиях сильной машинной вибрации.

Технические характеристики измерительной платформы PMX:
- профессиональный анализ параметров силы, крутящего момента, вибрации, давления, перемещения, деформации, температуры, напряжения, тока и др.;
- высокая точность измерений – класс точности 0,1;
- промышленные шины Ethernet (наличие интерфейсов ProfiNet, EtherCAT);
- анализ и обработка данных в режиме реального времени (<2 мс);
- 16 измерительных и 32 вычисляемых канала – в сумме до 400 000 значений/сек;
- масштабируемая система – возможность наращивания до 300 каналов;
- ПО на базе инновационной веб-технологии GWT – масштабируемый веб-сервер для работы с сенсорными панелями и различными устройствами на базе браузеров.

Ris.4.png

Рис. 4. Мониторинг процессов запрессовки и сборки

Статья написана по материалам публикаций компании НВM.

ООО «КВТ», г. Москва,
эксклюзивный представитель
Hottinger Baldwin Messtechnik GmbH, Германия,
тел.: (495) 229-1080,
e‑mail: info@hbm.ru,
www.hbm.ru

Статья опубликована в журнале «ИСУП», № 5(53)_2014