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Converting Toolbox によるウェブ加工ソリューション

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Converting Toolbox によるウェブ加工ソリューション
非常に短時間で実装可能な
完璧なコンバーティングソリューション
Converting Toolbox によるウェブ加工ソリューション
siemens.com/converting
シーメンスのコンバーティングソリューション
– 最小限の労力でカスタマイズされる
ソリューション
コンバーティング業界では要件が多岐にわたり, しかも, 継続的に増大しています。生産性の向上, 稼働率, フレキシビリティ
の最大化, 製品品質の最適化, そして, ライフサイクル全体でかかるコストの最小化が求められています。加えて, 業界固有の
テクノロジーが自動化の観点から要求されています。
このような理由により, 業界の要件を満たすだけではなく, コ
ンバーティング業界の機械メーカとして, 迅速かつ確実に実装
することができるオートメーションコンセプトが求められていま
す。世界各地で実績のあるシーメンスのコントローラやドライ
ブコンポーネントの包括的なポートフォリオは, 革新的なマシ
ンソリューションのための確かな基盤を構成します。これは基
準を定め, 持続可能な方法で皆様の競争力を向上させるもの
です。
2
システムの根幹となる部分に シーメンスの Converting Toolbox を使用することで, 皆様には構成・試験済のコンバーティ
ング機能のメリットを享受していただけます。これらは, 皆様
の機械要件に応じて, 容易に変更し, 自由に組み合わせること
ができます。
セーフティ機能を内蔵した SINAMICS S120 ドライブシステム
を使用すれば, 指定された性能を実現できるだけでなく, 皆様
の機械安全に関する機能面も簡単に実装することができま
す。
シーメンスが提供するコンバーティングソリューションで
すべてそろいます
• 包括的でスケーラブルな, あらゆるマシンタイプ向けの
オートメーション & ドライブ
• 試験済みの, 標準化されたコンバーティング機能
–3
– つのプラットフォーム: SIMATIC, SIMOTION,
SINAMICS
–すべてのタイプの高性能コンバーティングマシンを迅速
–
かつ容易に実装するための基盤として
• 標準的なコンポーネントに基づく, 効率的な機械安全を
容易に実装する Safety Integrated 機能
• エネルギー効率が良く堅牢なシステムオペレーションの
ための入力電圧制御 / 電源回生機能を備えたドライブ –
不安定な電源に接続されている場合でも
• 標準フィールドバスを使った, オープンソリューション
(PROFIBUS, PROFINET など)
–既存のオートメーションへ容易に統合
–
–他社製コンポーネントを容易に統合
–
フレキシブルなオートメーション –
安全機能を搭載済み
コンバーティングソリューションの代表的な用途:
シーメンスが提供するコンバーティングソリューションは, 3 つ
のプラットフォームでご利用いただけます。PLC ベースのソ
リューションでは, コンバーティング機能は SIMATIC S7 PLC で
実行されます。SIMOTION モーションコントロールシステム
ベースのソリューションに関して言えば, パフォーマンスとフレ
キシビリティに制限が存在しません。SINAMICS ベースのソ
リューションでは, コンバーティング機能は, 直接 SINAMICS
S120 ドライブシステムのコントロールユニットで実行されま
す。
SIMOTION モーションコントロール
システムでのコンバーティング
SIMATIC HMI
•ワインダ / アンワインダ
•コータ
•ラミネータ
•スリッタ
•クロスカッター
•フライングソー
•カレンダ
•アキュムレータ
•パーフォレータ
•ダイカッター
•エンボッサ
•トラバーサ
SIMATIC 産業オートメーションシステム
でのコンバーティング
SIMATIC S7-300F
PROFIsafe 対応 PROFIBUS/PROFINET
コントローラ, (例)
SIMATIC S7-300F
SIMATIC HMI
PROFIsafe 対応 PROFIBUS/PROFINET
SINAMICS
S120, Safety
Integrated
機能内蔵
モーションコントローラ
SIMOTION D
SINAMICS S120 ドライブシステムでの
コンバーティング
SIMATIC HMI
PROFIsafe 対応 PROFIBUS/PROFINET
SINAMICS
S120, Safety
Integrated
機能内蔵
SINAMICS
S120, Safety
Integrated
機能内蔵
Converting Toolbox
Converting Toolbox
サーボ
モータ
インダク
ションモータ
Converting Toolbox
サーボ
モータ
インダクション
モータ
サーボ
モータ
インダクション
モータ
3
機械およびプラントのための付加価値製品
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世界各地で, そして, すべての産業分野で認められた標準コンポーネントをベースとした
コンバーティングソリューション
SIMATIC HMI
皆様のパートナーとして, シーメンスは, ウェ
ブの加工や仕上げのための最上のソリュー
ションを実現するために必要なコンポーネン
トをすべて提供することができます。
ブ内部でプログラムを実行する機能) と標準
装備の簡易位置決め機能を使用すれば,
モーションコントロール機能もドライブ上で実
現可能です。
SIMATIC HMI: わかりやすいプラントやシス
テムの操作と視覚化
統合された, 世界を主導する製品はすべて,
様々な性能レベルで使用可能で, 人間工学
的でわかりやすいシステム操作制御を象徴
するものです。
SIMOTICS: ダイナミック性能と精度のあらゆ
るレベルに対応したモータ
ダイナミック応答や精度の点で, SIMOTICS
モータは SINAMICS S120 ドライブシステム
に最適に適合され, 皆様の機械が指定された
性能データどおりに確実に動作することを保
証します。
コンパクトな SIMOTICS M-1PH8 メインモー
タ, または, SIMOTICS S-1FK7 サーボモータ
は, コンバーティングアプリケーションに最適
です。コンパクトで堅牢な SIMOTICS
T-1FW3 トルクモータは, ダイレクトドライブ
(例えば、最高レベルの精度が要求され, 変
速機構を廃したロール駆動) 向けに設計され
ています。エンコーダは, 既にすべての
SIMOTICS モータに統合されています。
更に, Safety Integrated を内蔵したコンポー
ネントとしての必要条件をすべて満たしま
す。
これら製品の完璧な協調動作の結果として
の卓越した特性に加え, シーメンス製品は,
PROFIBUS や PROFINET などの実績のある
通信規格を使用することで, さらにその特性
を際立たせます。
SIMATIC S7: 機械工程の効率的な制御
モジュラー構造の PLC システムは, 集中制
御のアプリーケションにも分散制御のアプリ
ケーションにも非常に適しています。このシ
ステムにより, 機械制御に加えて, セーフティ
関連機能も容易に実装することができま
す。コントローラは, オプションで, モーショ
ンコントロールも処理することができます。
SIMOTION: 精密でダイナミックなドライブ
のモーションコントロール
革新的なモーションコントロールシステムは,
簡単なアプリケーションにも精密な多軸同
期制御にも理想的なソリューションです;
3 つのプラットフォームでご利用いただけま
す: コントローラベース, PC ベースおよびドラ
イブベース (SIMOTION D)。
SINAMICS S120: 正確なモータ制御
モジュラー構造でフレキシブルな SINAMICS
S120 ドライブシステムは, コンバーティング
機械に必須のドライブで SIEMENS のコン
バーティングソリューションの不変の構成要
素です。インダクションモータも高応答性が
要求されるサーボモータも精密に制御が可
能です。入力電圧制御と DC リンクコモンに
よる力行 / 回生軸の電力授受によるエネル
ギー平衡化により、エネルギー効率の高い
運転と電源変動に対する高い安定性が保証
されます。同様に, これにより, 不安定な電
源に起因する機械停止のリスクも低減しま
す。ドライブ内蔵安全機能である
SINAMICS Safety Integrated は, 効果的な
セーフティコンセプトを容易に実装できま
す。SINAMICS Drive Control Chart (ドライ
世界中で提供されるサービス & サポート
ご要望に応じて, シーメンスの経験豊富なエ
ンジニアが皆様の機械に最適なソリューショ
ンを設計・導入するためのコンサルティング
サービスやサポートを提供します。
更に, シーメンスが提供するグローバルサ
ポートやスペアパーツサービスにより, 皆様
の機械装置の優れた稼働率や生産性が保障
されます。
SIMATIC S7-300
SIMOTION
SINAMICS S120
SIMOTICS S サーボモータ
SIMOTICS M メインモータ
SIMOTICS T トルクモータ
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卓越した:
Converting Toolbox
シーメンスの Converting Toolbox には際立った独自性が備わっています: 厳密に
言えば, 皆様のために作成した, 標準化されたオートメーションパッケージを使うこ
とで, シーメンスの非常に実用的なソリューションと試験済のノウハウを利用してい
ただくことができます。これは, ウェブ加工を含むアプリケーションを大幅に簡略化
し, 開発コストと市場投入までの期間という点で新たなフレキシビリティのレベルを
切り開きます。
Converting Toolbox
Converting Toolbox は標準的な機能を含み, 以下のオートメーションプラット
フォーム上で動作させることができます:
SIMOTION: SINAMICS S120 ドライブシステムと併用して, ドライブ側に機能を
集約した高性能モーションコントロールアプリケーション向け
SIMATIC: プロセス制御を実行する集中制御システムとして PLC を使用するア
プリケーション向け
SINAMICS: SINAMICS S120 ドライブシステムにおいて, DCC (Drive Control
Chart) および/または DCB (Drive Control Block) Extension を使用して, 制御機
能が加工工程単位で小規模に実行されるドライブベースのアプリケーション向け
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パワフルな機械機能を迅速に実現する
Converting Toolbox
• SIMOTION, SIMATIC および SINAMICS で利用可能
• 迅速かつ確実なコンバーティング機能の自動化
–構成・試験済のファンクションブロックの使用で
–
–パラメータによる簡単な適合で
–
• お客様の仕様に合わせて簡単に適合
–自由な組み合わせが可能なファンクションブロックで
–
–標準ファンクションブロックの簡単な変更で
–
–お客様独自のファンクションブロックの簡単な追加で
–
• パスワード保護によるお客様の機械ノウハウの保護
Axis control (セクショナル制御)
ドライブの基本的な軸制御は, あらゆるアプ
リケーションの基盤となるものです; 例えば,
サーボ ON/OFF, 故障処理, JOG 運転。
本ファンクションブロックは, モーションコント
ロールタスク向けの基本的な機能を提供し
ます。これは, SIMOTION や SIMATIC プ
ラットフォームベースの, 次のコンバーティン
グアプリケーションと併用される, 軸制御の
基盤となります。
ハイライト:
•サーボ ON/OFF
•定速運転
•JOG 運転
•位置決め
•同期運転
•電子カム
•プリントマーク補正制御用位相操作機能
利用可能なプラットフォーム:
*
Axial winder (巻出 / 巻取制御)
シャフトを駆動するタイプのワインダは、
ロールからロールへとウェブ素材を加工する
機械の中心的なテクノロジーを構成しま
す。一般的に 1 台または数台のモータで
シャフトを駆動し, 加工前または加工後の素
材を巻出しまたは巻取ります。この場合, ド
ライブの速度とトルクは, 最高の張力精度と
安定性を得るため, 巻径に合わせて最適化
されます。Converting Toolbox のファンク
ションブロックを使うことで, 様々な種類の
素材の幅広い巻出 / 巻取機を実現できます
- 例えば, 紙, プラスチックフィルム, 金属
箔, 段ボール紙, 繊維, ティッシュ, など。
ハイライト:
•制御方式: ダンサーロールまたは張力フィー
ドバックによる速度補正またはトルク制限に
よる張力制御とトルク制御による間接的な
張力制御をパラメータで選択可能
•巻径演算: 測定または計算による –
ウェブ素材とワインダ軸の速度比より、
また巻取 / 巻出長とワインダ軸角度
の比より (最高レベルの要求を満たすために)
•張力テーパ特性: 直線, 多点補間テーブル, また
は, 双曲線
•トルクプリコントロール
•張力制御, ダンサー位置制御, 速度制御コント
ローラのゲインアダプション
•ウェブ切れ検出
*) このファンクションブロックは, ドライブベースのプラットフォームには不要です。
ドライブ内蔵の簡易位置決め機能で対応可能です。
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Accumulator (アキュムレータ制御)
アキュムレータはライン全体を止めずに, ワ
インダ (またはアンワインダ) のみを止めて
紙継ぎ・枠替えを行うときに使用されます。
ターレットワインダを使った自動枠替えとは
逆に, 枠替え時に巻取 / 巻出ロールは停止
され, アンワインダの場合はアキュムレータ
に溜め込んでいたウェブをラインへ供給, ワ
インダの場合はラインからのウェブをア
キュムレータへ溜め込むことで枠替え時間を
産み出します。枠替えが完了するとア
キュムレータは次の枠替えまで中立位置へ
復帰します。アキュームレータの能力はそ
の貯線量で制限されるため, 低速の機械に
のみ適しています。
ハイライト:
•ワインダとアンワインダに使用可能
•プルロール制御
•アキュムレータ軸制御
•溜め込みと吐き出しの自動切り替え
•アキュムレータ軸の保持ブレーキ制御
•アキュムレータ内での閉ループテンション
制御
•貯線量演算
•アキュムレータ位置の監視
•ウェブ切れ監視
•オプション: 機械取付けのエンコーダによ
るアキュムレータ位置検出
Automatic roll change - splice control
(自動枠替え – 紙継ぎ制御)
最高レベルの生産性を実現するために, ワイ
ンダには, 自動枠替え機能 (スプライス制御)
が備わっています。枠替え中の停止と再加
速時に生じる不要な外乱が回避されるので,
枠替え時間が短縮され, 機械処理が安定し
ます。この場合, 枠替えは新ウェブ原反 (ま
たは空コア) への紙継ぎ・切断中に合わせて
実行されます。その後, 空コア (または満巻
のコア) は交換位置へ移動します。プロセス
を中断せずに, ロールは簡単に交換されま
す。
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ハイライト:
•紙継ぎのオーバーラップ量を最小限にす
るための最高レベルの精度と再現性を実
現する位置ベースの切り替え信号演算
•追加のオートメーションコンポーネントが
不要
•ターレット回転中の変動補正
Tension control (張力制御)
巻取制御に加え, 張力制御は, コンバーティ
ング装置で二番目に重要な機能です。これ
は, ウェブ素材の張力を一定に保つために使
用されます。これにより, ウェブ素材をダ
メージや破断から守ります。一般的に制御
に関連するコンポーネントは, 複数の張力
ゾーンやワインダも含む大型の機械やシス
テムの一部となっています。様々な制御方
式と張力検出システムがファンクションブロ
ック内で実行されます - 例えば、ダンサー
ロールによる張力制御。
ハイライト:
•閉ループ制御方式:
トルク制限または速度補正による張力制
御; ダンサーロール制御による速度補正
•開ループ制御方式:
トルク制限による間接的張力制御, ドロー
制御 (速度カスケード)
•トルクプリコントロール (張力, 摩擦, 加速
補償)
•閉ループ制御なしでのラインオペレーショ
ン
•張力設定値用ランプ関数付の張力制御器
Traversing drive (トラバース制御)
トラバースドライブは一般的にワインダドライ
ブの位置指令または速度指令に同期しま
す。コアまたは類似の機構上の正確な位置
に素材を巻き取るために使用します - 例え
ば, 巻姿が予め設定された形になるように。
トラバーサ装置付きのワインダは, 例えば,
フラットワイヤ, シェープドワイヤ, 箔など細く
て平らな素材の巻取りに使用されます。
Converting Toolbox には, ベーシックアプリ
ケーション向け SINAMICS S120 ベースのソ
リューションと高機能アプリケーション向け
SIMOTION ベースのソリューションの 2 種類
があります。
ハイライト:
•すべての制御パラメータが運転中に変更
可能
•パラメータの妥当性チェック
•運転中の即時移動方向反転
•ワインディングステップ, 待機距離 (角度),
加速角 (距離) などのパラメータによるト
ラバースプロファイルの定義
更に, SIMOTION Traversing Drive では:
•オフセット角制御
•左右端で個別に設定可能なスパイク量
•ストロークアダプション
•角度ベースのワインダとの高精度同期
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Rotary knife (ロータリナイフ)
ロータリナイフは, ウェブ素材 (紙, 金属, プ
ラスチック, など) の切断 / 裁断や穴あけ加
工に使用されます。一般的に 1 つまたは複
数の刃物が装着された 1 つまたは 2 つの回
転するロールで構成されます。ロールの
モーションプロファイルは 2 つの区間に分け
られます; 同期区間では刃物が素材に同期
します, 最も単純なケースでは速度を同期さ
せます。フォーマット区間では切断長の調整
と刃物を待機位置へ移動する動作が実行さ
れます。この時, 刃物は素材に接触しませ
ん。オプションでエネルギー管理機能を拡
張することが出できます。
ハイライト:
• ドラムタイプとエキセントリックタイプの切断機
に対応
• モーションプロファイルは, パラメータで選択す
ることができます: 例えば, 定加速, 加加速度制
限, 多項式, 正弦波またはその組み合わせ
• 切断プロファイル (刃物の入 / 出速度プロファ
イル): linear (素材速度と同じ), overspeed (素
材速度よりも高速度), 補間点で自由に定義可
能な多項式 – 例えば, 余弦補正
• 運転モード管理: 自動切断, 周長切断, 手動切
断, 切断プログラム
• マルチナイフシステムに対応
• シフトレジスター付きプリントマーク補正
• エネルギー管理
• 切断条件は運転中に変更可
• 機械取付けの外部エンコーダによるリアルマス
タ同期または素材搬送軸の指令による内部同
期
Flying saw/flying shear
(フライングソー / フライングシャー)
フライングソーとフライングシャーは, 特に製
造中の素材を巻き取ることができない場合
に, ウェブ素材を製品サイズに切断するとき
に使用されます。これらは, 素材に同期する
スライド機構から構成されます。つまり: 鋸
または刃物が素材と同じ速度で移動しま
す。切断後, スライド機構はスタート位置に
戻ります。切断に加えて, 例えば, 穴あけ, エ
ンボスまたはダイカッターなどの他の動作も
可能です。
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ハイライト:
• 運転モードマネージャ:
自動運転, 即時切断 / 裁断
• 切断長指定またはプリントマークによる切
断
• ギャップの挿入
• 正確な位置に合わせて同期
• 機械取付けの外部エンコーダによるリアル
マスタ同期または素材搬送軸の指令によ
る内部同期
Load sharing (負荷分担制御)
複数のモータが機械的に連結された機構は,
様々なアプリケーションに使用されています
- 例えば, 複数のモータで駆動されるワイ
ンダ。連結にはリジット (機械的に直接) とフ
レキシブル (ウェブ素材を介して) の 2 つの
場合があります。これらの場合には, 負荷は
結合されたドライブ間で分散される必要が
あります。
Disturbance compensation
(外乱補償による速度リップル抑制制御)
本アプリケーションは, 速度リップルを低減
するためにシステムに依存する周期的な外
乱振動を抑制するために使用されます。そ
の結果, 張力制御精度を向上させます。こ
れは, 特に低速時および低負荷時用です。
ハイライト:
• トルク連結 (マスタが速度制御, スレーブが
トルク制御)
• マスタ速度 +α 速度でスレーブをトルク制
限に掛けながら制御
• ドループ制御 (垂下特性)
ハイライト:
• 特定の機械装置にフレキシブルな適合が
可能
• 最大 3 つの正弦波・定周期トルク波形によ
る独立した補正
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関連情報:
www.siemens.com/converting
安川シーメンス
オートメーション・ドライブ株式会社
〒 141-0032
東京都品川区大崎 1-11-1
ゲートシティ大崎ウエストタワー 7F
TEL: 03-5745-8018
FAX: 03-5745-8025
E-mail: [email protected]
http://www.ysad.co.jp
本書の内容は予告なしに変更されることが
あります。
資料番号: E20001-A1570-P620-X-5Z00
© Siemens AG 2015
本書に記載された情報には, 性能についての一般的な説明, また
は, 特徴が含まれていますが, 実際に使用する際には記載どおりで
はない場合, あるいは, 今後の製品開発の結果変更される場合が
あります。該当する特性の提供義務は, 契約により明示的に合意
された場合にのみ発生します。製品の利用可能性および技術仕様
は, 予告なしに変更されることがあります。
各製品名は, すべて Siemens AG または各社の商標あるいは登録
商標であり, 第三者が自らの目的のためにこれを使用すると, 所有
者の権利を侵害するおそれがあります。
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