Témata
Reklama

Moderní stroje bez PLC

Inteligentní pohony přebírají stále více úkoly PLC. Při použití servoměniče 9300 Servo PLC od firmy Lenze mohou na stroji odpadnout malé jednotky PLC, protože všechny funkce PLC mohou být nyní zpracovány v servoměniči, a to s pomocí obvyklých jazyků pro programování PLC.

Požadavky na specifické přizpůsobení stroje požadavkům výroby, krátké časy uvádění do provozu dosažitelné pomocí předem testovaných modulů a minimální časy přípravy při změně výrobků nutí dnešní konstruktéry strojů k modulární decentralizované konstrukci. Inteligentní regulátory pohonu zde hrají hlavní roli. Nestarají se jen o decentralizovanou přeměnu energie v jednotlivých modulech, ale také odlehčují centrální řídicí jednotku PLC tím, že přebírají řídicí funkce a speciální funkce pro provádění pohybů. U menších strojů může měnič úplně nahradit PLC.
Při prvním čtení se může zdát, že v úvodu článku došlo k tiskové chybě, ale Lenze před jistým časem představil servoměnič 9300 Servo PLC, čímž se tato slova stala v mnoha strojích realitou.
Reklama
Reklama
Reklama

Měnič 9300 Servo PLC

Měnič 9300 Servo PLC je možné programovat jako PLC podle normy IEC 1131-3, a to bez dodatečného hardwaru. Norma IEC 1131-3 se ve světě řídicích jednotek PLC prosadila jako norma programovacích jazyků. To pro uživatele znamená, že se nemusí učit nové jazyky, ale programuje v jazycích, které jsou mu známé. Měnič 9300 podporuje pět jazyků, určených normou:
  • seznam příkazů;
  • kontaktové schéma;
  • jazyk funkčních bloků;
  • strukturovaný text;
  • jazyk vývojových diagramů.
  • Stejně jako dříve však nikdo neočekává, že se programátor PLC vypořádá s celou technikou pohonů. Může však sáhnout po předem konfigurovaných funkcích, jaké jsou už známé ze standardních servoměničů firmy Lenze, ve kterých je již "vyregulována" souhra mezi měničem a motorem. Tyto funkce mohou být v případě potřeby vloženy do vlastního programu PLC, takže se tím uspoří nákladný čas na vývoj. Programátor se pak může koncentrovat na zcela specifické řídicí funkce, typické pro daný stroj.
    Aby tyto funkce mohly být v měniči frekvence včas zpracovány, je v něm použit multitaskingový operační systém. Ten nyní umožňuje kromě regulace servomotoru také při různých dílčích úlohách (tasks) převzít funkci PLC. Kromě cyklických úloh může uživatel také programovat časově řízené události a řízené úlohy, které reagují na změnu stavu digitálních vstupů nebo reagují na booleovské proměnné. S tímto systémem se 9300 Servo PLC vyrovná svými funkcemi konvenčním jednotkám PLC a v mnoha případech je dokonce překonává.

    Výhody servopohonu

    Na příkladu hydraulických rázových nůžek můžeme demonstrovat, jak se použitím měniče 9300 Servo PLC výrazně mění jejich parametry. U hydraulických rázových nůžek je nosník nože poháněn dvěma hydraulickými válci, které jsou napájeny hydraulickým agregátem. Ten byl dosud poháněn standardním třífázovým motorem s pevnými otáčkami 1500 min-1 o jmenovitém výkonu 11,0 kW. U nové koncepce se hydraulické čerpadlo pohání dynamickým servomotorem. Proti konvenčnímu řešení poskytuje tento princip množství výhod. Mezi významné vlastnosti servomotoru patří za prvé to, že po krátký čas může servomotor dodat několikanásobek jmenovitého výkonu, za druhé může dosáhnout otáček, které leží vysoko nad jmenovitými otáčkami. Využitím charakteristiky servopohonu může být hydraulické zařízení dimenzováno nově a levněji.
    U rázových nůžek jsou určující dva parametry: špičkové zatížení nože při stříhání plechu a rychlost nosníku nože při zpětném pohybu. Zatížení nože je možné pokrýt několikanásobkem jmenovitého momentu servomotoru. Velká rychlost při zpětném pohybu při malé zátěži je umožněna provozem čerpadla s otáčkami daleko nad jmenovitými otáčkami servomotoru. Proto také stačí levnější čerpadlo s relativně menším čerpacím objemem. Použitím malého čerpadla s kompaktním servomotorem vznikne hydraulický agregát s vysokou hustotou výkonu.

    Redukce spotřeby energie

    Protože konvenční hydraulický agregát je poháněn trvale, spotřebovává energii také při chodu naprázdno. U nového servohydraulického agregátu je možné průměrnou spotřebu energie značně snížit, protože čerpadlo je poháněno jenom tehdy, když skutečně potřebuje dodávat tlakový olej. Tím je možné proti konvenčním hydraulickým agregátům uspořit ztrátový výkon asi 1,5 kW při chodu naprázdno.

    Snížení hluku

    K tomu, aby byl nosník nože spouštěn a zvedán, musí být hydraulický olej veden přes ventily. Protože u konvenčního stroje tyto spínací pochody probíhají pod plným tlakem hydraulického oleje, dochází k tlakovým špičkám v hydraulickém systému, které způsobují hluk. Jestliže se použijí tzv. proporcionální ventily, je možné tento efekt vyloučit, ale tyto ventily jsou bohužel značně drahé. Pokud je stroj vybaven servohydraulickým agregátem, je možné používat levnější ventily a spínat je při stojícím servomotoru, tedy bez tlaku. Dynamický servomotor velmi rychle vytvoří potřebný tlak v hydraulickém systému až po sepnutí ventilů, a to bez hluku.

    Úspora PLC

    Pro řízení systému složeného z ventilů a servomotoru je potřebná jednotka PLC, která spíná hydraulické ventily a řídí servoměnič. Zde má Servo PLC rozhodující výhodu proti "normální" jednotce PLC, protože je již integrována se servoměniči. Tím je možné dosud používané jednotky PLC ušetřit, čímž je zvýšení nákladů na servopohon proti dřívějším neregulovaným pohonům opět vyrovnáno.

    Měření bez snímačů

    To ale ještě není všechno, Servo PLC poskytuje ještě další výhody, které jsou v této aplikaci využity: když servoměnič a PLC tvoří jednu jednotku jako zde v Servo PLC, může program PLC využívat všechna data pohonu. V případě rázových nůžek mohou být určité senzory zbytečné, protože je možné použít motor jako snímač.
    Tak například pohyb při stříhání je řízen bez použití snímače na noži. Dráha se vypočítává z matematického modelu hydraulického systému. Vstupními veličinami jsou při tom počet otáček čerpadla odpovídající otáčkám servomotoru a tlak oleje, který je úměrný točivému momentu servomotoru. Do výpočtu se přitom zahrnuje typický únik u hydraulického čerpadla. Část oleje během provozu čerpadla protéká z vysokotlaké strany zpět na nízkotlakovou stranu, a tím nemůže být ve skutečnosti využit. Tento ztrátový objem se odečítá od teoretického čerpaného objemu. V matematickém modelu se ještě započítává stlačitelnost oleje, jehož objem je nepřímo úměrný tlaku v systému.
    Uvedený příklad ukazuje velmi zřetelně, jaké trendy se v budoucnosti budou na trhu prosazovat. Při konstrukci inovativních rázových nůžek byly použitím 9300 Servo PLC docíleny značné výhody:
  • nižší spotřeba energie;
  • zjednodušení hydraulického systému;
  • snížený hluk;
  • harmonický pohyb nože.
  • Tato zlepšení rázových nůžek přesahují dosavadní systém natolik, že tento typ byl nyní ohlášen k patentování.
    Reklama
    Vydání #3
    Kód článku: 20324
    Datum: 13. 03. 2002
    Rubrika: Trendy / Automatizace
    Autor:
    Firmy
    Související články
    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.

    Inovace senzorů na veletrhu Amper 2015

    Na brněnském výstavišti proběhne ve dnech 24. až 27. března 2015 mezinárodni veletrh elektroniky Amper, na kterém představí novinky v sortimentu senzorů také společnost Micro-Epsilon.

    Související články
    Šetřete svoje síly!

    Jednou ze zásadních myšlenek vedoucích k pokroku a zvyšování produktivity je dělba práce. Specializace na různé technologie umožňuje posouvat jejich hranice.

    Reklama
    Reklama
    Reklama
    Reklama
    Související články
    Strojové učení pro senzory

    Dnes je možné nalézt mikrokontroléry (jednočipové počítače) v prakticky jakémkoli technickém zařízení počínaje pračkami až k měřičům tlaku a nositelné elektronice. Výzkumní pracovníci Fraunhoferova institutu mikroelektronických obvodů a integrovaných systémů řízení (IMS, ISŘ) vyvinuli AIfES, koncept umělé inteligence (AI) pro mikrokontroléry a senzory, který obsahuje plně nastavitelnou umělou neuronovou síť. AIfES je na platformě nezávislá knihovna pro strojové učení, kterou lze využít k realizaci samostudijní mikroelektroniky, která nevyžaduje spojení s cloudem nebo vysoce výkonným počítačem. Systém umělé inteligence určený pro senzory je schopen rozeznat rukopis a gesto, což umožňuje například zadávání vstupních dat gestem, běží-li knihovna na nositelné elektronice.

    Solární článek Amorton na Amperu

    Kromě nových technologií v oblasti automatizační techniky, elektromechanických i polovodičových relé bude společnost Panasonic na Amperu 2019 představovat amorfní křemíkový solární článek - Amorton. Tento unikátní zdroj energie s dostatečným výkonem pro napájení elektroniky nezatěžuje životní prostředí žádnými CO2 či jinými skleníkovými plyny a je tak ideální ekologickou alternativou standardních baterií.

    Harmonizace ve svařování

    Mezinárodní harmonizace norem a pravidel pro svařování je důležitá z mnoha důvodů. Primárním důvodem je skutečnost, že svařování je považováno za "zvláštní proces" (EN ISO 9001), při kterém nelze zcela zjistit jakost po skončení procesu inspekcí, ale jakost musí být sledována před i v průběhu celého procesu svařování.

    Velmi rychlá dvojčata

    SolidCAM a InventorCAM jsou jeden a tentýž CAM program integrovaný v různých CADech (SolidWorks a Autodesk Inventor), proto má smysl mluvit o obou najednou. Neliší se funkčně totiž opravdu vůbec, pouze je uživatel ovládá ve svém oblíbeném CADu.

    Nové komponenty pro stavbu strojů

    Tým fluidní techniky divize Lin-Tech společnosti Hennlich i v letošním roce představí na Mezinárodním strojírenském veletrhu v Brně řadu novinek.

    Komplexní řešení pro vysledovatelnost: Plně automatizované značení za rozumnou cenu od Brady

    Přesvědčte se, jak praktická může být integrace automatizované identifikace PCB. Podívejte se na přehlednou infografiku od společnosti Brady!

    Pomocník pro plánování výroby

    Většina lidí dnes ví, že žádná firma, která chce být konkurenceschopná, neobejde bez kvalitního ERP. Díky němu lze především řídit procesy, a to doslova všechny. Ne každý si však uvědomuje, jak velké mohou být rozdíly mezi systémy pro jednotlivé oblasti podnikání. Asi nejsofistikovanější ERP najdeme bezesporu ve výrobních firmách.

    Praktický výzkum nám dělá svět lepším

    Prof. Ing. Milan Gregor, PhD. se narodil v Prievidzi a dětství prožil v Necpaloch. Zde u příležitosti oslav 600. výročí první písemné zmínky byl v roce 2015 oceněn Cenou primátorky Prievidzy za mimořádné zásluhy v rozvoji hospodářství, vědy a techniky a šíření dobrého jména Slovenské republiky v zahraničí.

    Opřít se o silného partnera

    V dnešní době hospodářského růstu mnoho firem přemýšlí o rozšíření výroby. To se však neobejde bez úvah o tom, kde získat prostředky na nové stroje a zařízení. Řešení má jméno SGEF.

    Upínače jsou stejně důležité jako stroj nebo nástroj

    Výrobní zařízení pro třískové obrábění s nástupem CNC řízení a víceosých technologií významně změnily požadavky na složitost obrobků, řezné nástroje a v konečném důsledku také na automatizaci a robotizaci. Čemu se však často nevěnuje tolik pozornosti, jsou upínací technologie i přesto, že mohou mít zásadní vliv na výslednou kvalitu obráběného dílu, ale i na náklady.

    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