Témata
Reklama

Regulované pohony

16. 11. 2004

Nejvýraznějšími tématy dneška v regulovaných pohonech jsou příchod nové rodiny pohonů Sinamics a dále řešení polohových aplikací na výrobních strojích.V současném střednědobém plánování vývoje mají nové pohony Sinamics za úkol postupně nahradit střídavé regulované pohony s frekvenčními měniči. Do vzdálenější budoucnosti v řádu pěti let se počítá i s nahrazením stejnosměrných pohonů, do nichž Siemens jako jeden z mála dodavatelů stále úspěšně investuje.

Celá rodina pohonů Sinamics se skládá z několika řad rozdělených jednak podle výkonu pohonů, dále pak podle výpočetních možností a schopností inteligence a nakonec podle aplikační vhodnosti pohonu. V základu je lze rozdělit na dvě velké skupiny s označením Sinamics Sxxx pro náročné aplikace a Sinamics Gxxx pro základní aplikace. Hlavními důvody pro zavedení tohoto konceptu je modularita napájecích jednotek, motorových výkonových jednotek, řídicích jednotek a jednotek vstupů a výstupů, kompaktnost a jednotný inženýring pohonů.
Modularita je spojena s požadavkem trhu na maximalizaci poměru výkonu k ceně pohonu. Moderní součástková základna a komunikační sběrnice umožňují čím dál více modularitu dotáhnout do praktického provedení frekvenčních měničů jako stavebnice poskládané z výše uvedených kompatibilních jednotek.
Požadavkem trhu je i druhý významný rys nové rodiny pohonů Sinamics - kompaktnost. Opět díky moderní součástkové základně a možnosti vyšší koncentrace výkonu (energetického i výpočetního) na menší ploše polovodiče roste šance na zmenšení rozměrů frekvenčních měničů a souvisejícího chlazení. To se týká všech stavebních provedení měniče: kompaktního přístroje označovaného anglickým termínem "blocksize", typického modulárního provedení "booksize", vestavného provedení "chassis" i skříňového měniče "cabinet".
Moderním trendem plně podporujícím myšlenku firmy Siemens ve světě automatizační techniky, totiž Totally Integrated Automation, je propojení měničů jednou výkonnou komunikační sběrnicí. Řada Sinamics (s výjimkou nejmenšího zástupce, jež je záměrně koncipován s orientací na nejnižší cenu) v celé šíři podporuje napojení na Profibus DP a výhledově Profinet čili implementaci vlastností deterministické sítě Profibus na fyzické vrstvě Ethernet.
Vzhledem k dosavadním rozdílným platformám frekvenčních měničů je inženýring (konfigurace a uvádění do provozu) s nimi spojený soustředěn do více softwarových nástrojů. Tyto nástroje lze do prostředí TIA (Totally Integrated Automation) integrovat prostřednictvím rozšíření základního nástroje Simatic Manager o rozhraní pro správu pohonů Drive ES (Drive Engineering System). Nicméně nové pohony používají jednotné softwarové nástroje. Pro konfiguraci pohonu univerzální databázový nástroj Sizer a pro uvádění do provozu nástroj Starter, který lze opět prostřednictvím rozhraní Drive ES integrovat do Simatic Manageru.
Reklama
Reklama
Reklama

Frekvenční měnič v decentrální periferii ET 200S FC

Do uvedené skupiny pohonů patří také frekvenční měnič zabudovaný do decentrální periferie ET-200S. Tento výrobek získal na Mezinárodním strojírenském veletrhu 2004 v Brně zlatou medaili jako inovativní prvek, který zatím nemá obdobu u jiných dodavatelů.
Princip řešení automatizačních úloh s decentralizovanou filozofií výstavby získává čím dál více na popularitě a dá se říci, že v dnešní době jsou především řešení s použitím sběrnice Profibus DP přinejmenším stejně oblíbená jako centrální řešení. V rámci nabídky decentrálních periferií existuje několik variant, z nichž nejuniverzálnější je ET 200S. Jedná se o modulární decentrální periferii s jemnou modularitou, čili jeden vstupně/výstupní modul pro např. jen dva vstupy/výstupy. V rámci této periferie mimo vstupně výstupních modulů lze použít mimo jiné i modul čítače, polohovací modul a další speciální moduly s autonomním vyhodnocením a předáním výsledné hodnoty.
Dále lze v rámci decentrální periferie ET 200S zabudovat motorový spouštěč či softstartér a nyní zcela nově i frekvenční měnič, a to plnohodnotný vektorový měnič se schopnostmi rekuperace energie do sítě. Měnič se skládá z řídicí jednotky a výkonového modulu.

Způsoby řešení polohovacích aplikací

Siemens v minulých letech disponoval řešením polohování ve více osách prostřednictvím řídicího systému Sinumerik specializovaného na obráběcí stroje, tedy především na interpolace, obrábění v prostorových křivkách apod. Pro jiné výrobní stroje, kde je několik řízených os se vzájemnou synchronizací, je tento systém nevhodný. Alternativně byly k dispozici jednoosé či víceosé karty pro Simatic, určené pro ovládání servomotorů a krokových motorů.
Nově jsou k dispozici dvě platformy k řízení víceosých aplikací: nový řídicí systém pohonů Simotion a technologické CPU pro Simatic S7-300, označené CPU 317T-2DP.
Uživatelé řídicích systémů Simatic mají k dispozici řešení založené na standardním CPU 317-2DP, které je rozšířeno o druhý procesor, zabývající se řešením polohovacích úloh ve vlastním rychlém cyklu. Mezi tímto koprocesorem a základním procesorem probíhá komunikace pomocí bloků dle standardu PLC-Open. Tento dvojitý procesor disponuje dvěma rozhraními Profibus-DP, jedno z nich je určeno k běžné komunikaci s nadřazeným systémem, operátorskými panely či PLC mezi sebou. Druhé je určeno pro provozování v izochronním režimu výhodném pro přesné časování, což je důležité pro ovládání frekvenčního měniče. Použít se dá Simovert Masterdrives Motion Control, Simodrive nebo nově Sinamics S120.
Vývojové prostředí pro základní procesor Simatic je běžný Step7, pro technologický koprocesor je určen doplněk zvaný Simatic Technology.
Platforma řídicího systému Simotion je založena na principu multitaskingového systému, kde se jednotlivé úlohy (tasky) programují v grafických blocích podobných vývojovému diagramu nebo v programovacím jazyku podobném např. Pascalu, případně v grafickém programovacím prostředku Ladder.
Řídicí systém pohonů Simotion existuje ve třech provedeních, označených jako C, P a D. Simotion C je stavební forma podobná řídicím systémům S7-300, vhodná pro aplikace s více centrálními vstupy/výstupy, na něž se použijí běžné karty od systému Simatic S7-300. Izochronní sběrnicí Profibus DP se připojí frekvenční měnič a přes druhé rozhraní Profibus DP, nadřazená řídicí úroveň, operátorský panel apod. Simotion P je průmyslové panelové PC s rozhraním na frekvenční měnič přes izochronní Profibus DP. Výhodou je integrovaný displej a to, že na výkonném PC mohou kromě aplikace Simotion běžet i další programy. Simotion D je v provedení řídicí jednotky pro Sinamics S120. Přes Profibus se připojí nadřazená úroveň či operátorský panel a veškeré výpočty jsou prováděny přímo ve frekvenčním měniči.
Programování systému probíhá ve vývojovém prostředí Scout, v němž je integrováno rozhraní pro pohony (Drive ES) a Starter pro práci s měniči Sinamics. Nadstavbou může být např. konfigurační software pro programování vaček CamTool.
Trendy v automatizační technice vedou k rychlejším procesorům, díky nimž lze v jednom řídicím systému v krátkém taktu řídit více os a také zvyšovat počet vstupů a výstupů přímo na pohonech, případně ve specializovaném řídicím systému. V rozumné míře pokračuje miniaturizace, neboť zastavěný prostor v rozvaděči je především ekonomickou záležitostí. A nejvýraznějším rysem nejbližších let je modularita, která dále snižuje náklady. Stejně tak vestavba frekvenčního měniče do decentrální periferie je důsledkem trendu miniaturizace a modularity.
Ing. Petr Boček
Reklama
Vydání #11
Kód článku: 41122
Datum: 16. 11. 2004
Rubrika: Trendy / Pohony
Autor:
Firmy
Související články
Místo převodovky řemenové pohony

Synchronní řemeny se v mnoha průmyslových odvětvích prosazují jako nejlepší volba.

Lineární vedení NSK s vylepšeným těsněním

Společnost NSK představila na veletrhu EMO 2019 optimalizovanou řadu válečkového vedení RA s vylepšeným těsněním. Lineární vedení RA jsou vybavena novými těsněními V1 a vylepšeným krytem, které pomáhají prodloužit životnost a spolehlivost obráběcích strojů.

Řemenové převody přinášejí dynamiku do intralogistiky

Na hannoverském veletrhu se mohli návštěvníci seznámit s inovativními řešeními pro skladovou logistiku, jež vyvinula společnost Continental. Jedná se například o ozubené řemeny Conti Synchrodrive, které nacházejí uplatnění u sloupových zakladačů vysokoregálových skladů, ploché pásy Conti Polyflat pro zdvihací a závěsné systémy či drážkové řemeny Conti Multirib, které se používají v pohonu válečkových tratí.

Související články
Kompaktní pohony s dutou hřídelí

Kompaktní, robustní, cenově výhodné… Jsou-li stanoveny požadavky na stroje, musí zareagovat i poskytovatelé řídicí a pohonné techniky. Jejich inovace jsou důležité pro vývoj konstrukcí strojů.

Reklama
Reklama
Reklama
Reklama
Související články
Ready made lineární osy s ozubeným řemenem

Pomocí lineární osy je realizován pohyb v přímém směru a jedná se tak o výborný výchozí konstrukční prvek pro stavbu strojů, automatizačních linek a polohovacích zařízení s potřebou přesného lineárního pohybu ve více osách (typicky například CNC stroje). V posledních letech došlo navíc k výraznému snížení cen a lineární osy se tak stávají dostupné i pro dosud zapovězené oblasti. V neposlední řadě je podstatnou výhodou u tzv. ready made produktů dodávka již smontovaného dílu připraveného k okamžitému použití v zákaznické aplikaci.

Nová koncepce dvoupotrubních centrálních mazacích systémů

Oproti jiným typům ztrátových centrálních mazacích systémů, dále jen CMS, mají dvoupotrubní mazací systémy zásadní přednost v tom, že dávkovače jsou plněny novým mazivem přetlakově. To je předpoklad pro spolehlivé mazání strojů a strojních zařízení.

Inteligentní motor střižený na míru

Mechatronická pohonná jednotka g350 představuje nový kompaktní mechatronický pohonný balíček, který firma Lenze uvádí na trh ve třech výkonnostních provedeních. Zařízení je koncipováno speciálně pro horizontální přepravní techniku.

Univerzální kyvný pohon

Modulární, odolný, univerzální – to jsou hlavní vlastnosti nového čtvrtotáčkového pohonu DFPD společnosti Festo. Tento pohon s ozubeným hřebenem a pastorkem je určen pro splnění nejrůznějších požadavků ve zpracovatelském průmyslu.

Výpočet zbývající doby běhu valivých ložisek

Na veletrhu Hannover Messe 2016 představila společnost Schaeffler novou digitální službu – výpočet nominální zbývající doby běhu valivých ložisek v provozu na základě reálného souboru zatížení.

Bezúdržbové klínové řemeny

U klínových řemenů uživatelé oceňují tichý chod, jednoduchou instalaci a funkci bezpečnostní spojky při přetížení, kterou klínové řemeny plní díky možnosti krátkodobého prokluzu. Nicméně klínové řemeny vyžadují ne vždy levnou a snadnou údržbu. Obzvláště v nepřetržitých provozech či těžko dostupných pohonech se obecné doporučení kontrolovat a dopínat klínové řemeny každých 2 000 provozních hodin obtížně splňuje. Výsledkem bývají ztráty účinnosti, energie a krátká životnost pohonu. Klínové řemeny, jak je známo, bez dopnutí prokluzují. Co ale bývá zanedbáváno, je vliv zvýšených vibrací při nízkém napnutí klínových řemenů. Tyto vibrace mají velmi negativní vliv na životnost ložisek a jiných součástí zařízení. Zde se zaměříme na správnou údržbu a na novinku na trhu – bezúdržbové klínové řemeny.

Certifikace testovacího postupu pro výpočty životnosti valivých ložisek

Certifikátor Germanischer Lloyd (GL) udělil společnosti Schaeffler osvědčení „Assessment of the method to investigate rolling bearing rating life“ (Posouzení metody zjišťování jmenovité životnosti valivých ložisek). Poprvé tak byl certifikován samotný postup, a ne každý jednotlivý faktor ovlivňující životnost, jak bylo dosud vyžadováno.

Ložiska pro lineární pohyb

Během posledních let se neustále zvyšují nároky na moderní lineární technologii, zejména pokud jde o únosnost, tuhost a životnost. Souběžně však rostou rovněž požadavky uživatelů na jednoduchost montáže a snižování nákladů na údržbu. Aby firma SKF dokázala uspokojit všechny tyto požadavky zákazníků, přichází na trh s novou řadou D lineárních kuličkových ložisek LBC.

Syntetická maziva šetří energii i přírodní zdroje

Ochrana životního prostředí stejně jako co nejvyšší energetická účinnost jsou již delší čas velmi důležitými pojmy v rámci řízení a údržby každého podniku. Výrobci hledají různé způsoby pro snížení spotřeby surovin a energie, aby zlepšili bilanci oxidu uhličitého. A díky neustálému zvyšování nákladů na energie se tedy pro mnoho firem stávají možnosti jejich úspor stále atraktivnější.

Spojky používané v dolech

Spojka iLok je odpovědí na tradiční skobové spojky používané v dolech. Je navržena speciálně pro zvýšení bezpečnosti a podstatné zkrácení odstávky při odpojování a opětovném spojování spojky, což je u důlních instalací využívajících metodu „longwall“ klíčový problém.

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