Témata
Reklama

Flexibilní měniče pro zařízení textilních strojů

Pro provoz zařízení s proměnnými otáčkami se dnes používají téměř výhradně měniče frekvence, protože se mohou pružně přizpůsobit požadavkům výroby. Často se jimi nahrazují dosavadní mechanicky nastavované převody.

Pro zachování šancí v globální konkurenci na začátku nového tisíciletí je flexibilita výrobního procesu v každém ohledu nutností. Jen tak je možná rychlá reakce na průběžně se měnící požadavky zákazníka a zmenšující se výrobní dávky.
Dnes se celý systém určitého zařízení dělí do přehledných subsystémů. Takové subsystémy mohou být podle požadavků integrovány do větších zařízení jako samostatné decentralizované součásti. K nim se počítají také pohony v zařízení, které dodává např. skupina Lenze. Dnes se takové systémy s oblibou označují jako.mechatronické pohonné systémy. Součást pohonu se například skládá z převodovkového motoru s měničem frekvence, přímo namontovaným na motoru. Přirozeně je možné měnič - pokud je nutno - namontovat také dosud běžným způsobem do rozváděčové skříně. Převodovkový motor je technicky přizpůsoben měniči. Pro zjednodušení uvádění do provozu jsou již potřebná data motoru uložena v měniči. Použití takové součásti s proměnnými otáčkami má následující výhody:
  • decentralizovaná inteligence: instalace motoru a řídicí elektroniky je provedena přímo v místě použití, přímo v mechanickém procesu. Tím je možné zmenšit na minimum rozměry rozváděčových skříní a zapojení. Měnič frekvence je snadno přístupný;
  • automatizace v síti: připojením měničů frekvence do nadřízeného systému (např. programované logické řízení, PLC) pomocí sběrnice je možné provést integraci do celé automatizační koncepce zařízení;
  • otevřený stavebnicový systém: ulehčuje volbu specifických součástí aplikace. Tak je nutné koupit jen to, co je skutečně potřebné, odpadají dodatečné náklady na nevyužité vlastnosti;
  • dodržované normy: jsou splněny mezinárodní a národní normy, jako americká a kanadská norma UL, případně cUL, rovněž německé a evropské normy a směrnice podle CE, VDE, DIN, EN, GL.
  • Reklama
    Reklama
    Reklama

    Mechanické nastavované pohony

    Také dnes se ještě mnoho úkolů pohonové techniky řeší pomocí mechanických převodů, ke kterým je připojen měnič frekvence s motorem. Pokud jde o měnitelné převody, používají se běžně známé principy řemenových nastavitelných převodů a planetových nastavitelných převodů, které jsou již roky ověřené a úspěšně využívané. Řemenové nastavitelné převody značky Simplabelt firmy Lenze jsou robustní a mnohostranně použitelné. S jemně odstupňovanými otáčkami pokrývají rozsah výkonů od 0,25 do 45 kW. Jádrem převodu jsou bezúdržbové polygonální nastavitelné kotouče. Rozsah nastavení u různých konstrukčních velikostí je asi 1 : 8.
    Také nastavitelné planetové převody Disco jsou robustní a mnohostranně použitelné. Otáčky se mohou nastavit v rozsahu 1 - 6 plynule. Planetový princip umožňuje optimální dělení výkonu, takže při malých rozměrech lze přenášet velké výkony.
    Oba tyto značně rozšířené mechanické způsoby změny otáček nacházejí široké pole použití především v dopravní technice. Často se otáčky těchto pohonů nastavují pouze při seřizování nebo při změně výrobku pouze jednou. Toto optimalizování se provádí dálkově nebo přímo na objektu v místě. K častějším změnám otáček dochází u takových zařízeních jen velmi zřídka.

    Pohony řízené měničem frekvence

    Když se nehledí na ztráty, pracují oba zmíněné mechanicky nastavované převody principiálně v celém pracovním rozsahu s konstantním výkonem. Tím vznikají při malých otáčkách vysoké točivé momenty a při vysokých otáčkách malé momenty. Charakteristika má hyperbolický průběh. Takové chování není vždy žádoucí. Měničem řízené převody mohou proti tomu dávat až do určitých mezních otáček konstantní točivý moment při stoupajícím výkonu. Při dalším zvyšování otáček navazuje oblast konstantního výkonu, závislost otáček na točivém momentu probíhá od mezního bodu stejně jako charakteristika mechanických převodů hyperbolicky.
    Pohony řízené měničem budou v budoucnosti používány téměř ve všech oblastech průmyslové výroby a také v oblasti dopravy a technického vybavení budov; právě tam se ukazují jejich výhodné vlastnosti: robustnost, kompaktnost, spolehlivost, možnost připojení do sítě, flexibilnost a nízké náklady.
    Dnešní měniče frekvence jsou zárukou nejvyšší kvality pohonu. V rozsahu výkonu do 11 kW jsou to často malé měniče s integrovanou regulací, orientovanou na decentralizované řízení. Tímto regulačním postupem získávají tyto měniče ve stroji takové chování točivého momentu a otáček, které byly dosud známy hlavně u servopřevodů.
    Dosavadní technika měničů frekvence spočívala zpravidla v dosud známém řízení podle charakteristiky U/f. Vysokou konstantnost otáček a velkou tuhost v oblasti momentu mohl dosud uživatel znát jen ze systémů se zpětnou vazbou. To znamená, že bylo nutné na hřídel motoru namontovat snímač otáček, aby bylo možné dosáhnout očekávaných výsledků. Moderní decentralizované regulace v měničích frekvence jsou proti tomu bez snímačů.

    Decentralizovaná montáž a integrované funkce

    Měnič řídící pohon je nyní schopen pomocí svých integrovaných funkcí, tedy svou "inteligencí", provést všechny úkoly. Jeho "inteligence" se nevyznačuje jen chováním v oblasti točivého momentu, ale také možnostmi řízení. Ty jsou dnes téměř důležitější, protože dobré chování v oblasti momentu se již stalo samozřejmostí. Tak lze například využít digitální vstupy a výstupy na měniči, aby bylo možno decentralizovaně vyřídit úkoly regulace. Při použití několika měničů je často možná přímá komunikace po sběrnicovém systému mezi měniči navzájem. Tím se řídicí systém zpravidla nemusí zabývat věcmi, které mohou probíhat decentralizovaně v místě instalace pohonu.

    Příklad použití v textilním stroji

    V textilním stroji platí, že je třeba textil přivést rychle a jednoduše k určité stanici pro zpracování. Po příchodu pásu materiálu je tento veden přes zúžení a dělicí zařízení na různá pracoviště. Pásy, které po rozdělení hlavního pásu následují, mají značně proměnnou rychlost, podle toho, jaký objem materiálu musí být dopravován. Tato regulace může být provedena kaskádou rychlostí v softwaru měniče. V jedné takové kaskádě se přizpůsobují rychlosti jednotlivých pohybů rychlostí hlavního pohybu,. Buď běží všechny pohyby stejnou rychlostí, nebo se rychlosti nastavují navzájem v určitém poměru. Jestliže se množství materiálu vážou analogově, pak je často nastavení následujících pásů řízeno také analogově. K tomu je možné použít hodnoty řídicího napětí nebo předem nastavené pevné frekvence v měniči frekvence.
    Jestliže se data odečítají digitálně a například se dále zpracovávají přes CANbus, pak je možné všechna data zpracovat decentralizovaně ve "skupině měničů". Všechny měniče jsou trvale informovány o potřebných datech a běží otáčkami definovanými podle množství. Toto zpracování informací pro měniče může probíhat v řídicím modulu Drive PLC firmy Lenze. Tento automatizační prvek pro měniče frekvence má rovněž systémovou sběrnici (CANopen). Tím vznikne perfektní decentralizovaný doplněk k měniči frekvence.
    Nadřízenému systému zůstává jen funkce controlling v rámci celého zařízení, není zatěžován úkoly řízení jednotlivých pohonů. Z tohoto místa jsou nyní spravovány jen příkazy start a stop a také diagnostická data celého zařízení. Takový celkový systém znamená pro uživatele hospodárné a lehce rozšiřitelné zařízení.
    Dipl. ing. Jörg Wunder
    Umístění na MSV 2001: pavilon D, stánek 040
    Reklama
    Vydání #9
    Kód článku: 10941
    Datum: 05. 09. 2001
    Rubrika: Trendy / Automatizace
    Autor:
    Firmy
    Související články
    Platforma pro edgecomputing a průmyslový internet věcí

    Systém FIELD (FANUC Intelligent Edge Link and Drive) je platforma určená pro propojení provozních zařízení, která umožňuje rychlý a spolehlivý přístup k výrobním datům s cílem využít je k naplnění koncepce chytré, propojené výroby. Dovoluje realizovat edge computing, tedy shromažďovat a zpracovávat data přímo v provozu, nikoliv až v cloudu, a umožňuje tak činit rozhodnutí, která se týkají jednotlivých strojů a zařízení, mnohem rychleji než u cloudových aplikací. Přitom zůstává zachována možnost, nikoliv povinnost, předem zpracovaná data přenášet k centralizovanému zpracování v informačním systému podniku nebo v cloudu. Účelem je nejen monitorovat, ale i aktivně zasahovat do výrobního procesu ve smyslu regulační smyčky se zpětnou vazbou.

    Školní robot pro výuku automatizace

    Vzdělávání žáků pro život v první polovině 21. století, v naší tzv. industriální civilizaci.

    Strojírenská firma sází na kolaborativní aplikaci

    FT-Produktion, švédská strojírenská firma se zákazníky z automobilového, stavebního a nábytkářského průmyslu, zvýšila svou produktivitu díky robotickému řešení obsahujícímu dva uchopovače RG2 od společnosti OnRobot. Kolaborativní aplikace pomohla výrobci zvýšit produktivitu, zkrátit dodací lhůty a přijímat objednávky o mnohem větších objemech.

    Související články
    Demystifikace kolaborativních průmyslových robotů

    Mezinárodní federace robotiky (IFR, International Federation of Robotics) zveřejnila v prosinci 2018 zprávu nazvanou Demystifikace kolaborativních průmyslových robotů (Demystifying Collaborative Industrial Robots), která se snaží nalézt odpověď na otázku současné a budoucí úlohy kolaborativní robotiky. Níže uvádíme překlad podstatné části zprávy, kterou nám poskytl jeden ze členů IFR - společnost FANUC.

    Reklama
    Reklama
    Reklama
    Reklama
    Související články
    Roboty řeší nedostatek zaměstnanců v průmyslu

    Od svého uvedení na trh v roce 2010 dodala společnost KUKA více než 100 000 robotů řady KR Quantec. Důvodem zájmu o ně je jejich vysoká spolehlivost a univerzálnost s širokým spektrem aplikací.

    Doživotní přesnost servopohonů s dutou hřídelí

    Požadavky, se kterými se obor pohonné techniky dlouhodobě setkává, jsou velmi různorodé. Kompaktnost a velký výkon se jako klíčové atributy staly standardem v mnoha aplikacích. Zástavbový prostor, který je k dispozici, je stále zmenšován, avšak požadavky na výkon zůstávají buď stejné, nebo se zvyšují. Stále rostoucí globální konkurence vyžaduje trvalou optimalizaci výkonu.

    Zerobot - efektivní způsob automatizace

    V minulém příspěvku (www.mmspektrum.com/180112) jsme popsali tzv. nulový bod upínání (Zero point systém). Ukazuje se, že při dnešních trendech, kdy automatizace a zejména pak robotizace opět zažívají velkou renesanci, je výhodné spojit Zero point systém a robot. O trendech takového spojení pojednává tento příspěvek.

    Automatická obsluha mezioperačního skladu

    Důvodem pro nasazení automatu v obsluze skladu polotovarů v jičínském závodě Continental Automotive Czech Republic je speciální klima. Brzdové komponenty z plastů musejí po určitou dobu schnout a dozrávat za přísných teplotních, a hlavně vlhkostních podmínek, které nejsou vhodné pro delší pobyt člověka.

    Pro ergonomickou obsluhu strojů

    Optimální ergonomie je na pracovišti nezbytná. Stroje nejenže musejí splňovat bezpečnostní požadavky, ale musejí také být navrženy tak, aby jejich obsluha byla co nejsnadnější a bez námahy. Ovládací panely na strojích proto musejí být flexibilní a snadno polohovatelné prostřednictvím systémů nosných ramen.

    Když jde o prostor…

    Současné trendy směřují k mnohem větší míře využití elektroniky než doposud. To je hlavní, nikoliv však jediný důvod, proč se množí automatizace výroby menších zařízení, jakými jsou například mobilní telefony, tablety i ostatní elektronika. Ale nejde jen o ni, ale i o laboratoře, farmacii apod.

    Novinky ve vývoji řídicího systému SandRA

    Společnost ZAT každoročně představuje novinky ve vývoji českého řídicího systému SandRA. Nač se zaměří letos? „V roce 2016 jsme se věnovali vývoji a posílení vizualizace a komunikace, letos cílíme na kybernetickou bezpečnost a rozvoj aplikací a služeb směrem k Průmyslu 4.0,“ říká Pavel Kulík, ředitel útvaru Technický rozvoj společnosti ZAT a.s.

    Budoucnost patří spolupráci člověka s robotem

    Automatizaci si lze z dnešní výroby jen stěží odmyslet. V mnoha případech jsou její jednotlivé stupně zaváděny plynule. Průmyslové roboty postupně přebírají různé nové úkoly a spolupracují stále těsněji s člověkem. Spolupráce člověk–robot (Human-Robot-Collaboration – HRC) se tak stává nedílnou součástí automatizace.

    Monitoring výroby přinesl vyšší produktivitu

    Společnost Kopos Kolín patří mezi tradiční české elektroinstalační podniky působící řadu desetiletí na českém trhu. Firma se před časem rozhodla implementovat do výroby systém Plantyst, který spojuje monitorování technologií a jednoduchý shop floor management do jednoho nástroje. Výsledkem byl výrazný nárůst produktivity a přesné informace o stavu výroby.

    Vše je uvnitř!

    Pokud potřebujete elektrický pohon a uvažujete o tom, zda máte dostatečné kapacity a čas na řešení své aplikace, je na místě uvažovat o elektrickém pohonu EMCA od firmy Festo.

    Reklama
    Předplatné MM

    Dostáváte vydání MM Průmyslového spektra občasně zdarma na základě vaší registrace? Nejste ještě členem naší velké strojařské rodiny? Změňte to a staňte se naším stálým čtenářem. 

    Proč jsme nejlepší?

    • Autoři článků jsou špičkoví praktici a akademici 
    • Vysoký podíl redakčního obsahu
    • Úzká provázanost printového a on-line obsahu ve špičkové platformě

    a mnoho dalších benefitů.

    ... již 25 let zkušeností s odbornou novinařinou

        Předplatit