Интеллектуальные решения от Sew-Eurodrive

Рост автоматизации во всех отраслях производства машин и оборудования требует постоянного сокращения производственных циклов и уменьшения простоев на переналадку при смене продукции. Эти задачи все реже реализуются с помощью обычных асинхронных приводов или гидравлических/пневматических компонентов, им на смену приходят современные сервоприводы.

Рис. 1. Сервотехника SEW-EURODRIVE

Отвечающие требованиям рынка разработки компании SEW-EURODRIVE учитывают это динамичное явление. Сервоприводы занимают значительную часть в производственной программе SEW-EURODRIVE. Фирма разрабатывает и производит синхронные и асинхронные серводвигатели, линейные двигатели, электроцилиндры, низколюфтовые редукторы для сервоприводов (Рис. 1). Следует отметить и такие экономически выгодные компоненты, как мотор-редукторы, состоящие из серводвигателей и редукторов стандартного исполнения.

SEW-EURODRIVE самостоятельно разрабатывает и производит на своем заводе в Германии электронику для управления приводами: преобразователи частоты, сервоусилители, устройства управления, фабрично подготовленные кабели и другие аксессуары. В итоге фирма поставляет как отдельные компоненты, так и комплектные сервоприводы с полным набором дополнительного оборудования и аксессуаров.

Сервоприводные системы компании SEW-EURODRIVE отличаются хорошими динамическими характеристиками, универсальностью для применений в различных отраслях и высокой экономической эффективностью при учете общей стоимости владения TCO (Total Cost of Ownership). Идет ли речь об отдельном серводвигателе или комплектном многоосевом приводе – ассортимент продукции SEW-EURODRIVE отличается своей универсальностью и практической направленностью на задачи потребителей.

1. Mногоосевые сервоусилители MOVIAXIS®

MOVIAXIS® – это современная модульная система (Рис. 2), которая состоит из следующих основных компонентов:

• Центральный модуль питания;

• Осевые модули;

• Модуль управления;

• Дополнительные устройства для расширения функций, а также широкий выбор принадлежностей.

От общего модуля питания несколько осевых приводов получают энергию через звено постоянного тока. Таким образом, для нескольких приводов нужен только один сетевой кабель и только один общий тормозной резистор. При использовании устройства рекуперации или буферного модуля тормозной резистор не используется. Это снижает габариты привода и трудоемкость монтажа.

Рис. 2. Сервоусилитель MOVIAXIS®

Инжиниринг, ввод в эксплуатацию, конфигурирование и диагностика производятся с помощью бесплатно поставляемого программного обеспечения ПО MOVITOOLS® MotionStudio.

Универсальность и высокое качество управления:

• Широкий спектр применяемых двигателей: синхронные и асинхронные двигатели, линейные двигатели и электроцилиндры.

• MOVIAXIS® обеспечивает широкий диапазон регулирования скорости (с разрешением ±0,001 об/мин), высокоточное управление позицией (65 536 отсчетов на оборот, многооборотное разрешение 16 разрядов) или моментом (± 0,001% от номинального тока двигателя).

• Поддержка всех современных систем датчиков.

Благодаря использованию современных цифровых технологий все модули MOVIAXIS® связаны в единую управляющую сеть для обмена данными между собой и устройством управления верхнего уровня.

Ведущие модули

Ведущие модули – это "голова" любой многоосевой системы. В зависимости от их исполнения вся многоосевая система управляется сторонним контроллером или используется вместе с устройствами управления MOVI-PLC® компании SEW EURODRIVE.

Ведущий модуль MOVIAXIS® выпускается в трех вариантах:

• Межсетевой шлюз с памятью данных.

• Конфигурируемое устройство управления (Configurable Control Unit-CCU) для простого графического ввода в эксплуатацию и диагностики аппликационных модулей.

• Устройство управления движением/сетевой интерфейс MOVI-PLC®.

Он обеспечивает контроль движения от линейного позиционирования до многоосевой интерполяции нестандартных кинематических систем.

Осевые модули

Осевые модули обмениваются данными либо напрямую с внешним контроллером через встроенные системные шины и опциональные интерфейсные модули, либо централизованно управляются ведущим модулем.

Характеристики:

• Номинальный длительный выходной ток от 2 до 133А.

• Максимальная перегрузочная способность 250% в течение 1 с (при меньших перегрузках их допустимая длительность увеличивается).

• Встроенный блок управления тормозом 24 В.

• Разнообразные функции управления движением и специальные функции.

• Универсальный разъем датчика двигателя, встроенный в базовый блок.

• Сдвоенный 7-сегментный индикатор состояния привода и кодов неисправности.

• Автоматическая перезагрузка всех параметров осей при замене устройства (в комбинации с ведущим модулем).

2. Преобразователи частоты серии MOVIDRIVE®B

Современной тенденцией в электроприводе является перенос задачи управления движением с верхнего уровня (контроллеры, ЧПУ) в силовые преобразователи.

Такое решение позволяет уменьшить вычислительную мощность системы управления. Обработка контура положения в приводе также снижает требования к быстродействию канала передачи данных между системой управления и приводом. Таким образом, уменьшается стоимость системы в целом.

Одним из примеров преобразователей частоты с функцией позиционирования является MOVIDRIVE®B.

Эта серия преобразователей широко используется в подъемно-транспортной технике, в оборудовании для пищевой, деревообрабатывающей, химической, автомобильной промышленности, в линиях по производству строительных материалов, в упаковочном и металлообрабатывающем оборудовании.

Особенности MOVIDRIVE®B

Основная особенность – универсальность по отношению к типам применяемых двигателей. Преобразователи MOVIDRIVE®B B могут работать как с асинхронными электродвигателями (стандартными, специальными, с различными датчиками или без них), так и с синхронными серводвигателями. Выпускается и модификация для управления линейными синхронными двигателями. Рекомендуемая мощность двигателя от
0,55 до 250 кВт, питающее напряжение 3х380..500 В или 3х200…240 В. Общий вид устройств этой серии представлен на рис. 3.

Рис. 3. Семейство преобразователей MOVIDRIVE®B

Преобразователи частоты MOVIDRIVE®B могут применяться для самых сложных задач электропривода, включая приводы подач. Для стандартного асинхронного двигателя без датчика обеспечивается значение 150% номинального крутящего момента, начиная с частоты 0,5 Гц, что соответствует диапазону регулирования 1:100.

При использовании двигателя с датчиком обратной связи по скорости диапазон регулирования составляет 1:5000.
Статическая точность регулирования скорости достигает 0,01%, а время реакции регулятора на скачок нагрузки – 1 миллисекунда. Перегрузочная способность по выходному току: 125% длительно, 150% не менее 1 минуты.

Режимы работы.

• Регулирование скорости.

• Регулирование положения.

• Регулирование момента.

• Синхронное управление.

• Электронный кулачок.

• Регулирование технологического параметра (ПИД-регулятор).

• "Подхват" вращающегося двигателя.

• Управление неуравновешенными подъемными механизмами.

Уже в стандартном исполнении преобразователь MOVIDRIVE®B способен решать широкий круг задач привода. Базовый блок включает в себя аналоговый вход, 8 двоичных входов, 6 двоичных выходов, вход для термодатчика двигателя, вход для системы безопасного останова, 2 порта RS-485, порт системной шины S-Bus (протокол CANopen или SEW MOVILINK), систему управления позиционированием и циклом работы IPOS plus, память для осциллографирования переходных процессов (с помощью утилиты SCOPE), тормозной ключ для четырехквадрантного режима работы, сетевой фильтр радиопомех (до 11 кВт включительно). Базовый блок преобразователя оснащен тремя разъемами для установки плат расширения функций. Поэтому можно гибко подбирать аппаратную конфигурацию под задачу заказчика.Предлагается широкий спектр дополнительных плат для расширения функций MOVIDRIVE®B.

Система управления позиционированием и циклом работы IPOSplus

Приводные преобразователи MOVIDRIVE®B в стандартном исполнении оснащены системой управления позиционированием и циклом работы IPOSplus. Эта система является аналогом программируемого логического контроллера (ПЛК), встроенного в преобразователь. С помощью IPOSplus разработчик установки может создать привод с необходимым именно ему уникальным алгоритмом работы. В дополнение к стандартным командам ПЛК IPOSplus имеет функции, необходимые для управления приводом. К ним относятся: доступ ко всем параметрам преобразователя и его дополнительных устройств, различные команды позиционирования и коммуникации как с системой верхнего уровня, так и с другими преобразователями.

Технологические модули – готовые решения для типовых задач привода

Основываясь на успешном многолетнем опыте применения системы IPOSplus, инженеры SEW-EURODRIVE создали готовые программы (технологические модули) для различных типовых задач привода:

• Позиционирование для механизмов с линейным или поворотным перемещением.

• Намотка/размотка с постоянным натяжением.

• Мерная подача бесконечного материала.

• Летучая пила.

• Электронный кулачок (Electronic Cam).

• Внутренняя синхронизация (ISYNC).

Основное преимущество использования технологических модулей – пользователю не требуются навыки программирования. Программа уже создана и отлажена разработчиками.

Экономия электроэнергии при использовании сервоприводной техники

Сервоприводы в целом имеют более высокий КПД по сравнению с обычными решениями приводов за счет высокого КПД каждого их компонента: синхронные серводвигатели с постоянными магнитами, планетарные редукторы и сервоусилители с рекуперацией энергии в сеть или обменом между осями.

Преимущества сервосистемы модульной конструкции особенно проявляются в сфере применения многоосевого
привода. Через общее звено постоянного тока осуществляется обмен энергией между модулем питания осевыми приводами. Этот обмен энергией начинается, когда один или несколько осевых приводов работают в двигательном режиме, в то время как остальные работают в генераторном режиме, возвращая энергию в звено постоянного тока. Такая структура снижает общее энергопотребление установки.

А. Г. Доррер,
ведущий инженер
ЗАО "СЕВ-ЕВРОДРАЙФ"

Фото и материалы предоставлены ЗАО "СЕВ-ЕВРОДРАЙФ"