Интеллектуальный привод становится умнее

Изменение потребностей мирового рынка, увеличение индивидуализации выпускаемых продуктов требует появления новых, более гибких машин. Это, в свою очередь, открывает зеленый свет приводам, способным реализовывать сложные движения, обладающим широким функционалом и высокой безопасностью. Растет ли число "умных" приводов в России? Какие технологические операции они научились выполнять? Что такое идеальный привод? На эти и другие вопросы искали ответы эксперты КМ.

Какие функции сегодня можно считать базовыми для интеллектуального привода: безопасность машин, диагностика, сопряжение с системами управления верхнего уровня…?

Алексей Доррер, "Сев-Евродрайф"

Границы классов приводов "малобюджетный", "стандартный", "интеллектуальный" достаточно условны и не формализованы. Например, сопряжение с системами верхнего уровня по шинным интерфейсам в настоящее время стало обязательной функцией приводов класса "стандарт", и постепенно появляется в малобюджетных системах.

По моему мнению, привод становится "интеллектуальным", когда получает часть функций программируемого логического контроллера. Таким образом, интеллектуальный привод становится нелинейным объектом с собственной логикой "принятия решений" на основе анализа подключенных сенсоров, вычислений и даже "прогноза" будущих состояний системы.

Например, в системах с функциями контроля безопасности персонала, привод меняет скорость перемещения и траекторию движения в зависимости от текущих координат, информации от датчиков наличия препятствий в его рабочей зоне.

В сервоприводах на основании информации от датчиков температуры двигателя и силовой части преобразователя меняются коэффициенты регуляторов для сохранения температуры системы в допустимых пределах.

Дмитрий Васильев, "Фесто-РФ"

Действительно функции безопасности, защиты от нештатных ситуаций (перегрева, КЗ и т.д.) и связь с системами верхнего уровня являются самыми базовыми. Например, самый простой и экономичный шаговый сервопривод Festo на базе контроллера двигателя CMMO-ST и шагового двигателя EMMS-ST имеет встроенные функции позиционирования, управления скоростью и усилием, встроенные функции безопасности и возможность удаленной настройки, управления и диагностики через Ethernet.

Андрей Тихонов, "Сервотехника"

Безопасность и диагностика понятия тесно связанные и, безусловно, являются неотъемлемой частью любой современной интеллектуальной системы. Для всех исполнительных систем функция безопасности является базовой. Очевидно и то, что привод сам по себе, как «черный ящик», не представляет собой интереса для пользователя, поэтому предоставление интерфейса управления, а желательно и его вариантности, также являются неотъемлемой частью сервопривода.

Дмитрий Черняков, "Б+Р Промышленная автоматизация"

К функциям, перечисленным в вопросе, стоит добавить автонастройку, переключение режимов работы (по моменту или по координате) на лету, электронные кулачки/валы/редукторы, функции подавления вибрации и прочее. Сейчас на рынке наибольшей популярностью пользуются многофункциональные, требующие минимума внимания и усилий по освоению системы, обладающие высокой надежностью.

Насколько активно расширяется список технологических операций, реализуемых интеллектуальным приводом?

Андрей Тихонов, "Сервотехника"

Современный привод все чаще имеет внутренние средства реализации прикладной логики. Нередко вся технологическая операция, возлагаемая на автоматическую систему из нескольких приводов, выполняется средствами исключительно самих приводов. Реализуя алгоритмы, заложенные пользователем, приводы автономно выполняют поставленную задачу автоматизации, т.е. без использования контроллера верхнего уровня. В этом случае группа приводов представляет собой полноценную распределенную систему.

Дмитрий Черняков, "Б+Р Промышленная автоматизация"

Довольно активно. Функционал увеличивается по мере увеличения производительности, вычислительных мощностей современной техники. Немалую роль играет и ужесточение требований конечных заказчиков к функционалу серврприводов. И чем больше умеет делать привод, тем меньшая нагрузка падает на систему в целом.

Алексей Доррер, "Сев-Евродрайф"

В продукции SEW-EURODRIVE регулярно появляются новые высокотехнологические функции. Например, удалённая диагностика оборудования как через сеть Интернет, так и по каналам сотовой связи. Это стало возможным благодаря наличию портов Ethernet в сетевых картах преобразователей частоты и в контроллерах MOVI-PLC. В крановых приводах подъема преобразователь частоты MOVITRAC или MOVIDRIVE самостоятельно анализирует вес нагрузки и выбирает максимально возможную скорость подъема груза с учетом защиты двигателя от "опрокидывания". Также для крановых приводов фирма SEW-EURODRIVE разработала интеллектуальную функцию защиты от раскачки груза.

Востребована ли опция "рекуперация энергии при торможении"?

Дмитрий Черняков, "Б+Р Промышленная автоматизация"

Данная функция весьма популярна в странах Западной Европы и, в меньшей степени, в США. В нашей стране, хоть и подписавшей Киотский протокол, энергосбережению и охране окружающей среды уделяется гораздо меньше внимания. Но год от года мы делаем шаги в данном направлении, и хочется верить, что и у нас в ближайшем будущем будут обращать особое внимание на наличие данной функции в номенклатуре поставщиков сервоприводов.

Дмитрий Васильев, "Фесто-РФ"

Данная функция в комплектных электроприводах появилась лет 10-15 назад и тогда активно продвигалась. Был даже проект испытательной машины коробки передач, когда два двигателя по 15 кВт каждый потребляли из сети всего 1 кВт. Но в реальности подобные задачи весьма редки. Для задач позиционирования и перекладки эта опция дает малую выгоду.

Алексей Доррер, "Сев-Евродрайф"

Дополнительные затраты на аппаратную часть электропривода с рекуперацией энергии в питающую сеть оправдывает себя только при разумном сроке окупаемости (не более 2-3 лет). Поэтому успешные предприятия не гоняются за модными трендами и лозунгами, а прежде всего, считают экономическую эффективность технических решений. По опыту нашей фирмы, экономическая эффективность привода с рекуперацией энергии в сеть наступает при совпадении нескольких условий: мощность двигателя более 30 кВт, большая относительная продолжительность включения привода в тормозном режиме и двух- или трех-сменная работа оборудования. Есть и менее затратное решение по рекуперации энергии, которую производители оборудования только начинают использовать – с накоплением энергии в буферных конденсаторных модулях и/или обменом энергией между приводами, работающими в генераторном и двигательном режимах.

Андрей Тихонов, "Сервотехника"

Сама по себе функция очень интересная и правильная с точки зрения энергетики. Особую актуальность рекуперация энергии приобретает в мобильных устройствах, таких как автомобиль. В стационарных установках данная функция интересна только при относительно высоких мощностях, более 30кВт. Т.к. получаемая энергия в сопоставлении с экономическими затратами на ее извлечение, на меньших мощностях не велика.

Интеллектуальные приводы чаще продаются сегодня в составе комплексных решений "под ключ" или как отдельные продукты?

Дмитрий Васильев, "Фесто-РФ"

Если под интеллектуальным приводом мы понимаем электропривод, который помимо собственно обеспечения заданного движения, имеет дополнительные встроенные функции и способен самостоятельно реагировать на внешние события, то можно сказать, что большая часть приводов уже являются интеллектуальными и поставляются, как в составе законченных решений, так и в виде отдельных компонентов.

Алексей Доррер, "Сев-Евродрайф"

В нашей практике встречаются оба варианта. Комплексные решения "под ключ" чаще востребованы предприятиями, которые проводят модернизацию оборудования. Такие заказчики обычно не располагают необходимым штатом специалистов для ввода в эксплуатацию и программирования современных приводов. Также решения "под ключ" востребованы небольшими машиностроительными фирмами. Другой случай - средние и крупные производители высокотехнологичного оборудования. Такие фирмы, как правило, имеют в своей структуре отдел систем управления и предпочитают самостоятельно выполнять работы по интеграции компонентов привода.

Андрей Тихонов, "Сервотехника"

Привод не является конечным продуктом потребления. В любом случае он интегрируется в некоторый исполнительный механизм, который уже может реализовывать конечный продукт. Другое дело, что интегрированный привод является более простым устройством с точки зрения пуско-наладки. Поэтому, на мой взгляд, доля продаж интегрированного привода как отдельного продукта должна быть выше.

Дмитрий Черняков, "Б+Р Промышленная автоматизация"

Полагаю, что в составе решений "под ключ". Сервопривод включается в состав комплексных решений, поставляемых конечному заказчику. Довольно редко интеллектуальный привод, система управления и исполнительная часть заказывается у разных поставщиков. Такие решения могут привести к проблемам при интеграции, неразберихой при гарантийных случаях, сложностью обучения. В случае поломки привода, как правило, требуется комплексная диагностика и "лечение" всей системы. Мало кого интересует только сервопривод, пусть даже и чрезвычайно самостоятельный.

Применение интеллектуального привода в механизме типа Flying saw ("Летучая пила"): резка движущегося бесконечного материала на заготовки заданной длины

Способны ли ваши приводы рассчитывать количество сэкономленной энергии?

Алексей Доррер, "Сев-Евродрайф"

Преобразователи частоты производства SEW-EURODRIVE подсчитывают потребленную из сети электроэнергию в киловатт-часах, что облегчает энергоаудит производства. Количество сэкономленной энергии подсчитывается в программах проектирования, которые сравнивают несколько вариантов привода по критерию энергоэффективности для заданной циклограммы нагрузки.

Андрей Тихонов, "Сервотехника"

Мощность наших приводов ограничена 2 кВт. Поэтому данная функция не актуальна.

Главная идея новой промышленной революции - Industrie 4.0 – высокая индивидуализация выпускаемых продуктов в условиях массового производства. Готовятся ли к такому будущему российские OEM?

Дмитрий Черняков, "Б+Р Промышленная автоматизация"

Данная идея или, скорее, концепция, является детищем западноевропейской культуры производства. В наших палестинах пока еще очень далеко до осознания основного посыла этой концепции – в России все нацелено на выживание.

Так что и Промышленный Интернет и Industrie 4.0 для России – вопрос достаточно эфемерный, на мой взгляд.

Дмитрий Васильев, "Фесто-РФ"

Если говорить о первом шаге в этом направлении – об адаптивных машинах, которые могут быстро автоматически перестроится с формата на формат, с продукта на продукт, то такие машины уже производятся, например, автоматы групповой упаковки SPM компании "Таурас-Феникс", построенные на базе техники Festo.

Что будет включать в себя идеальный привод для Industrie 4.0?

Дмитрий Черняков, "Б+Р Промышленная автоматизация"

Это должен быть многофункциональный, энергосберегающий сервопривод, оснащенный всеми необходимыми для интеграции в любую существующую систему шин интерфейсами. Выполненный из экологически безопасных материалов и имеющий высочайший КПД при минимальных размерах. А глобально, каких-то специализированных требований к приводам эта концепция не предъявляет. Все необходимые предпосылки для сравнительно простой интеграции существующего интеллектуального привода в Industie 4.0 уже существуют.

Дмитрий Васильев, "Фесто-РФ"

В рамках концепции Industrie 4.0 говорится о самостоятельности в принятии решении и в обмене данными с окружением для станков, машин, механизмов, узлов и, конечно, производимых продуктов. Также говорится о переходе от различных сетевых интерфейсов к общему "Интернет-интерфейсу". Поэтому можно предположить, что идеальный привод для Industrie 4.0 будет обязательно иметь интерфейс обмена данными на базе Ethernet реального времени, со встроенным WEB-сервером и уметь общаться с окружающими его датчиками, приводами и контроллерами, а на основании полученных данных самостоятельно принимать решения об управлении движением.

Конструктор. Машиностроитель, 2014-4