Dây chuyền in ống đồng 11{1}}năm tuổi{2}}thường xuyên gặp lỗi hệ thống đăng ký - làm cách nào để khắc phục sự cố một lần và mãi mãi?
Công ty tôi làm việc có dây chuyền in ống đồng 10{1} màu Cerutti R960 đã hoạt động được khoảng 11 năm. Dây chuyền được trang bị hệ thống đăng ký Automec, sau nhiều năm sử dụng, hệ thống này thường gây ra hiện tượng dừng máy do lỗi giao tiếp trong quá trình khởi động và sản xuất. Những vấn đề này không chỉ làm tăng lãng phí in ấn mà còn ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm. Trong bài viết này, tôi phân tích nguyên nhân gây ra lỗi giao tiếp trong hệ thống đăng ký và tổng hợp một số giải pháp liên quan.
Nguyên tắc của hệ thống đăng ký Truyền thông
Sơ đồ liên lạc của hệ thống đăng ký Automec của chúng tôi được hiển thị trong Hình 1. Nó sử dụng nền tảng điều khiển tích hợp đầy đủ do Beckhoff của Đức cung cấp, kết hợp PC và EtherCAT. PC là máy tính công nghiệp Beckhoff C6920-0050 và EtherCAT tích hợp tất cả các thành phần tự động hóa, bao gồm I/O EtherCAT được xếp hạng IP67, phần mềm tự động hóa EtherCAT và ổ đĩa servo, đóng vai trò là bus trường cho toàn bộ hệ thống. Giao tiếp giữa PC và EtherCAT I/O được thực hiện thông qua bộ ghép EK1100, kết nối mạng EtherCAT với thiết bị đầu cuối I/O EtherCAT để điều khiển tất cả các chức năng vận hành, bao gồm chuyển động của các đơn vị màu in, ghi dữ liệu, vận hành và giám sát từ xa. Giao tiếp hệ thống dựa trên cấu trúc liên kết vòng EtherCAT, cung cấp dự phòng đường truyền để đảm bảo hoạt động bình thường ngay cả trong trường hợp ngắt kết nối.
Hình 1 Tổng quan về giao tiếp của hệ thống khớp màu
Thiết kế này đảm bảo thiết lập nhanh chóng, chỉ cần kết nối một vài cáp-điện áp thấp trong khi định cấu hình. Tất cả các tác vụ giám sát hệ thống đều được xử lý bằng công cụ TwinCAT HMI, không cần trình điều khiển hoặc các giao thức truyền thông khác. Trong công cụ TwinCAT HMI, các biến được coi là logic chương trình trong cùng một phần mềm.
Phân tích lỗi của các vấn đề giao tiếp của hệ thống khớp màu
Hệ thống khớp màu Oteme sử dụng PC Beckhoff giao tiếp với EtherCAT I/O qua CAT5 (cáp Ethernet loại 5 tiêu chuẩn) ở chế độ 100BASE-TX tiêu chuẩn. Theo sau bộ ghép nối bus EtherCAT EK1100 là 59 thiết bị đầu cuối EtherCAT và một thiết bị đầu cuối xe buýt nối tiếp. Bộ ghép nối bus EK1100 chuyển đổi điện tín Ethernet 100BaseTX thành tín hiệu bus E{10}}để truyền giữa các mô-đun đầu cuối EtherCAT. Về cơ bản, E{12}}bus là EtherCAT, ngoại trừ việc truyền tải sử dụng các điểm tiếp xúc kẹp lò xo trên bảng nối đa năng thay vì cáp mạng. Khái niệm "một mạng cho đến cuối" có nghĩa là mỗi mô-đun I/O đóng vai trò là nô lệ EtherCAT. Mỗi thiết bị nô lệ EtherCAT có bốn cổng giao tiếp EtherCAT: Port0 (A), Port1 (B), Port2 (C) và Port3 (D).
Tuy nhiên, các phần phụ của mô-đun hệ thống điểm thiết lập Oteme-chỉ có hai cổng giao tiếp và luồng tín hiệu qua các mô-đun từ trái sang phải được hiển thị trong Hình 2. Khi khung EtherCAT đi qua một phần phụ, nó sẽ đi vào mô-đun qua Cổng0 (A), sau đó đi qua Bộ xử lý EtherCAT và rời khỏi mô-đun phụ qua Cổng1 (B). Nếu có sự cố giao tiếp trong quá trình này, mô-đun EtherCAT trước đó của mô-đun bị lỗi sẽ tự động khóa Cổng1 của nó, khiến bức điện EtherCAT quay trở lại.
Hình 2: Trả về tin nhắn EtherCAT khi giao tiếp không thành công
Mỗi mô-đun I/O EtherCAT có sáu tiếp điểm lò xo. Vì các mô-đun được kết nối nối tiếp nên chúng giao tiếp với nhau thông qua bus E{1}}trên sáu địa chỉ liên hệ này. Cuối cùng, dữ liệu được truyền qua các tiếp điểm của từng mô-đun tới bộ ghép nối. Trong hệ thống hiện tại, có một mô-đun ghép nối với 60 mô-đun I/O được kết nối nối tiếp ở phía dưới. Do mô-đun bị lão hóa, điện trở tiếp điểm trở nên quá cao hoặc điện áp tín hiệu đầu vào quá thấp, dẫn đến dòng điện đầu vào không đủ để điều khiển mạch giao diện đầu vào của PLC, gây ra lỗi giao tiếp.
Khắc phục sự cố giao tiếp trong Hệ thống đăng ký màu
(1) Khi xảy ra lỗi giao tiếp, tín hiệu sẽ quay trở lại từ mô-đun trước đó và hệ thống chẩn đoán EtherCAT sẽ chỉ ra mô-đun nơi lỗi bắt đầu. Đôi khi, việc rút phích cắm và-cắm lại mô-đun bị lỗi, làm sạch các điểm tiếp xúc của mô-đun để loại bỏ quá trình oxy hóa hoặc thay thế mô-đun có thể tạm thời khôi phục liên lạc. Tuy nhiên, đây chỉ là cách khắc phục tạm thời và sự cố liên lạc có thể xảy ra sau một thời gian.
(2) Việc tái cơ cấu các mô-đun I/O hiện có bao gồm việc thay đổi thiết lập giao tiếp 1{10}}chính-1-phụ ban đầu thành thiết lập 1-master-4-phụ (xem Hình 3). Điều này bao gồm việc bổ sung thêm ba bộ ghép nối EK1100, thay thế ba mô-đun nguồn EL9001 trước đó trong PLC bằng các mô-đun bộ ghép EK1100 có nguồn điện tích hợp và kết nối bốn bộ ghép nối tiếp. Mỗi bộ ghép nối xử lý 15 mô-đun I/O, giúp rút ngắn đáng kể đường truyền tín hiệu trở lại cho các mô-đun xuôi dòng, cải thiện độ tin cậy liên lạc giữa các mô-đun và tăng khả năng dự phòng dữ liệu. Phương pháp này đã được thử nghiệm trong quá trình cải tạo hệ thống đăng ký màu của chúng tôi và trong gần một năm qua, hệ thống không hề xảy ra lỗi giao tiếp nào.
Hình 3 Cấu trúc liên kết mạng hiện tại và cấu trúc liên kết mạng được nâng cấp
Bài viết này nghiên cứu và phân tích các nguyên tắc giao tiếp của hệ thống đăng ký màu Oerlikon, điều tra nguyên nhân gây ra lỗi giao tiếp trong hệ thống và tổng hợp các giải pháp. Cuối cùng, các vấn đề liên lạc của hệ thống đăng ký màu đã được giải quyết, giảm tác động đến sản xuất do các vấn đề liên lạc trong hệ thống đăng ký màu của thiết bị gây ra và cải thiện đáng kể hiệu quả của thiết bị. Các bạn có trang bị tương tự có thể tham khảo cách này.