Генеральным подрядчиком ОАО «РЖД» выступила компания ЗАО «ЭПФ «Судотехнология». Техническая сторона проекта модернизации была поручена белорусскому Барановичскому заводу автоматических линий, который, в свою очередь, составил набор технических требований к системе управления для минской компании «Техникон», специализирующейся в промышленной автоматизации и являющейся многолетним партнером Mitsubishi Electric по продажам и внедрениям систем автоматизации.

В соответствии с требованиями к системе все операции по обслуживанию и ремонту компонентов колесных тележек вагонов должны быть автоматизированы и эффективно интегрированы в общий процесс. Система управления нового высокоавтоматизированного ремонтного депо должна быть легка в обращении и одновременно чрезвычайно надежна в эксплуатации.

Универсальная платформа

Компания «Техникон» остановила свой выбор на контроллерах семейства iQ Platform, недавно выпущенного Mitsubishi Electric. Многопроцессорная система позволяет объединять четыре различных типа контроллеров на едином базовом шасси: традиционные программируемые логические контроллеры (ПЛК), контроллеры управления движением, контроллеры систем ЧПУ и контроллеры управления роботами. При работе в многопроцессорном режиме задачи управления и коммуникации распределяются между одним центральным процессорным модулем и дополнительными процессорными модулями (до трех штук), которые можно достаточно гибко комбинировать.

Таким образом, данная система впервые позволяет осуществить полную интеграцию управления транспортными системами цеха, станками с ЧПУ и роботами на единой платформе. Обмен данными между контроллерами происходит через высокоскоростную шину базового шасси, синхронизированную с циклами процессора (продолжительность цикла шины - 0,88 миллисекунды).

Комплексное экономичное решение

Один из ключевых критериев, повлиявших на выбор данного решения - способность системы управлять всеми компонентами, интегрируемыми в производственную линию. Подобные стандартизированные технологии ускоряют планирование, установку и ввод в эксплуатацию, упрощают диагностику неисправностей и техническое обслуживание, а также уменьшают дополнительные затраты на программирование и обучение персонала. Все это снижает расходы на установку и эксплуатацию и повышает общую надежность и эффективность производственных систем, не в последнюю очередь благодаря полной вертикальной и горизонтальной интеграции. Работая вместе со специалистами германских подразделений «Мехатроника» и «ЧПУ и промышленная автоматизация» компании Mitsubishi Electric, инженеры «Техникона» разработали кардинально новое решение, включающее промышленную сеть и панели оператора GOT1000. В дополнение к быстрому и защищенному обмену информацией новая система также обеспечивает полную прозрачность данных для всех станков и оборудования.

Автоматизированные технологические процессы

Перед отправкой колесных тележек на ремонт на новую производственную линию их необходимо снять с вагонов, разобрать и измерить степень износа деталей. Впоследствии данные измерений используются для задания операций, которые необходимо произвести, а также для определения параметров наварки изношенных поверхностей.

К каждой детали прикрепляется транспондер RFID-меток, содержащий все данные для транспортных маршрутов и плановых операций. На каждом станочном и транспортном участке производственной линии установлены приемники, считывающие данные с меток по мере поступления деталей. По ходу своего продвижения по линии детали тележек приводятся в соответствие с техническими требованиями на них. Например, два фрезерных станка, управляемые системой ЧПУ, помогают избавиться от лишнего материала. Транспортировка компонентов полностью автоматизирована - конвейерные ленты и системы транспортировки в среднем перемещают по всей линии 3 тележки в час.

Гибкая система управления

Установка управляется семью контроллерами, которые соединены между собой через сеть MELSECNET/H, наилучшим образом подходящую для обмена данными между контроллерами Mitsubishi Electric. Каждый контроллер iQ Platform оснащен двумя процессорными модулями: основной процессорный модуль осуществляет цикловое управление, а процессорный модуль ЧПУ отвечает за управление механической обработкой деталей.

Архитектура контроллера позволяет параллельно обрабатывать аналоговые и дискретные сигналы. Серия контроллеров ЧПУ C70, так же как и конфигурация двухпроцессорного контроллера ЧПУ, разработана специально для производственных линий на основе проверенных и прошедших испытания контроллеров Mitsubishi Electric, предназначенных для управления промышленным оборудованием. Оптимизация также обеспечивается за счет более быстрого обмена данными с другими компонентами через шину базового шасси. Все это вместе с широкой номенклатурой модулей ввода/ вывода, специальных функциональных и сетевых модулей позволяет компании Mitsubishi Electric предлагать высокоэффективые решения для выполнения узкоспециализированных и сложных задач управления.

Два контроллера ЧПУ C70 координируют работу фрезерных станков, каждый из которых имеет два шпинделя и шесть сервоосей. Другие пять контроллеров отвечают за транспортно-загрузочные устройства, включающие 28 осей, за конвейерные линии и за сварочные роботы. На фрезерных станках системы приводов подач и приводов шпинделей обмениваются данными с системой идентификации через последовательные интерфейсы RS-232, а сварочные роботы - через интерфейсы RS-485. Тот факт, что контроллеры iQ Platform поддерживают большое число протоколов обмена данными, стал важным фактором успеха при решении задач, поставленных перед этим проектом.

Простота управления системой

Эксплуатация системы проста и интуитивно понятна. Вся производственная линия управляется с единой центральной панели оператора GOT1000 компании Mitsubishi Electric. Панель оператора имеет дисплей диагональю 15 дюймов с сенсорным экраном и подключена к сети MELSECNET/H, что дает ей непосредственный доступ к данным всей производственной линии.

Рабочие экраны основной панели обеспечивают прекрасную визуализацию каждой из стадий всех процессов, происходящих в системе. Каждое устройство на линии ремонта тележек также оснащено своим собственным маленьким операторским терминалом с экраном диагональю 10,4 дюймов. Эти панели оператора, также непосредственно подключенные к сети, выполняют функцию человеко-машинного интерфейса для локальных операций, таких как техническое обслуживание, отображают работу оборудования и процессы при помощи соответствующих экранных страниц.

До модернизации на линии Магнитогорского депо ремонтировалось 4300 вагонов в год. После завершения проекта и внедрения новых технологий количество обслуживаемых вагонов увеличилось до 7500 единиц в год. Успех этого проекта во многом зависел от эффективной интеграции системы автоматизации на основе новой контроллерной платформы iQ Platform компании Mitsubishi Electric.

«Использование контроллеров iQ Platform с мощными процессорами ПЛК и ЧПУ, соединенными высокоэффективной объединяющей шиной, было единственным решением, позволившим удовлетворить требования заказчика в максимально короткое время. Производственная линия вошла в эксплуатацию всего через 15 месяцев после начала опытно-конструкторских работ. Модернизация линии позволила компании «Российские железные дороги» снизить затраты на ремонт, повысить надежность и значительно увеличить производительность этого процесса».

Евгений Клебанов, главный инженер компании «Техникон»