A-Drive und die Stellzylinder für verschiedene Applikationen

Während Prozesse und Abläufe immer ­komplexer werden, erwarten Kunden von ihren Lieferanten zunehmend betriebsbereite Komplettlösungen. Ein Hersteller von Stellzylindern begegnet dieser Herausforderung jetzt mit einem individuellen Lösungskonzept, das auf drei Schritten basiert: Applikation, Konstruktion und Integration. Gestützt wird dieses Konzept von einem parametrierbaren Servopositionierregler.

Kunden wünschen einbaufertige Antriebslösungen, bei denen bereits alle Schnittstellen miteinander verbunden sind. Um das zu erreichen, bietet das Unternehmen A-Drive jetzt einen individuellen Lösungsweg mit den Punkten Applikation, Konstruktion und Integration. Zur Applikation gehören die Definition der Aufgabe und die Beschreibung der Gegebenheiten. Diese Parameter schaffen den ersten Rahmen für die Gestaltung der Antriebslösung. Im zweiten Schritt steht die Frage nach dem Lösungskonzept und der benötigten Komponenten im Mittelpunkt. Dabei wird auch die genaue Ausführung der einzelnen Elemente festgelegt, von Baugröße bis zu Anschlusstyp. Zum Thema Integration gehört dann die Auswahl der mechanischen und elektronischen Schnittstellen und wie diese eingesetzt werden.
Dieses Lösungskonzept wird im Folgenden am Beispiel des Elektrostellzylinders beschrieben, mit Schwerpunkt auf den Kommunikationsschnittstellen. Denn diese spielen bei der Integration in Automatisierungssysteme eine immer wichtigere Rolle. Der Grund dafür ist die enorme Datenmenge, die sich mit steigendem Automatisierungsgrad aus den dezentralen Aktoren und Sensoren ergibt.

Hand in Hand

Bei den verschiedenen Schnittstellen, mit denen ein Elektrostellzylinder in die Applikation eingebunden ist, und die entsprechend angepasst werden müssen, lassen sich Mechanik, Elektronik und Kommunikation unterscheiden. Zu den mechanischen Schnittstellen der Elektrostellzylinder zählen verschiedene Montagekonfigurationen und Motoranbauarten. Die Versorgung wird über die passende Leistungselektronik abgedeckt, die es in zentraler und dezentraler Bauart gibt. Für die Kommunikation werden Feldbussysteme, Echtzeit-Ethernet und drahtlose Übertragungssysteme eingesetzt. Die maschinennahe Vernetzung ist in den meisten Fällen Teil einer geschlossenen Wirkungskette und muss daher zur Sicherstellung der Dynamik-Anforderungen Echtzeit-Bedingungen erfüllen. Normierte Protokolle legen hierfür einen geregelten Ablauf fest. Wichtig ist auch, dass die Bediener der Anlagen über ausreichende Informationen verfügen, um die richtigen Entscheidungen zur treffen. Dabei ist ein intuitives Verständnis der Abläufe und Fehlertoleranzen erforderlich.

Regler mit Intelligenz

An der Steuerungsschnittstelle erfolgt das Startsignal für jeden im Regler hinterlegten Bewegungsablauf. Die Schnittstelle synchronisiert dabei die Signale schneller als die Steuerung. Wenn diese nur die Start- bzw. Stoppsignale geben muss, wird sie deutlich entlastet und günstiger. Ein Grund für die Leistungsfähigkeit der Schnittstelle ist die gestiegene Verarbeitungsgeschwindigkeit der Prozessoren. In vielen Fällen ist der Servopositionierregler ARS2000 die richtige Wahl. Es handelt sich hier um intelligente AC-Servo­umrichter mit integrierter Steuerungsfunktionalität, die durch umfangreiche Parametrier-Möglichkeiten und Erweiterungsoptionen eine flexible Anpassung bieten. Vielseitige Drehgeberauswertungen und Feldbusoptionen sowie frei programmierbare Ein-/Ausgänge erlauben eine einfache Integration in Automatisierungssysteme. Neben Punkt-zu-Punkt-Positionierung, Drehzahl- und Winkelsynchronlauf mit elektronischem Getriebe sind Bahn­steuerungen und zeitsynchronisierte Mehrachsanwendungen über das implementierte CANopen-Protokoll DSP402 realisierbar. Mit der menügeführten Parametrier-Software Metronix ServoCommander und der automatischen Motoridentifikation wird der ARS2000 an die Antriebsaufgabe angepasst. Die Regler sind für einen Leistungsbereich von 500 W bis 25 kW verfügbar und können zur Regelung von Drehzahl oder Drehmoment sowie zur Positionierung und zur Synchronisierung von Betriebsarten eingesetzt werden. Das Gerät verfügt über ein Bremsmodul und einen EMV-Filter sowie eine Leistungsfaktorkontrolle zur Vermeidung von Netzrückwirkungen. In die Baureihe FS sind zusätzlich Sicherheitsfunktionen wie „Sicherer Halt" integriert.