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DER KONSTRUKTEUR 11/2015

DER KONSTRUKTEUR 11/2015

ANTRIEBSTECHNIK I TITEL

ANTRIEBSTECHNIK I TITEL Mit den neuen Varianten mit geringem Trägheitsmoment hat Siemens das Einsatzspektrum seines Basis-Servoantriebssystems Sinamics V90 wesentlich erweitert. Maschinenbauer können damit nun auch einfache dynamische Servoanwendungen schnell, komfortabel und kostenoptimiert umsetzen. Die Betreiber profitieren dabei von den vielfältigen Regelungsmöglichkeiten und können sich laut Anbieter auf das perfekte Zusammenspiel aller Antriebs-Komponenten und einen dauerhaft zuverlässigen Betrieb aller Systemkomponenten verlassen. 01 Das intuitiv bedienbare Inbetriebnahme-Tool dient für Parametereinstellungen, Testbetrieb, Fehlerbehebung und enthält Oszilloskop- sowie Überwachungsfunktionen me von Serienmaschinen als auch den Gerätetausch nach einem eventuellen Ausfall. Maschinenbauer können damit ohne großen Aufwand vorkonfigurierte (Ersatz-)Geräte für ihre Maschinen bereitstellen. Für die Übernahme von Positions- und Geschwindigkeits-Sollwerten von einem Controller hat das Sinamics-V90-Servosystem eine Puls-Richtungsschnittstelle an Bord, die wahlweise ein 5-V-Differentialsignal (RS422-Standard) oder ein 24-V-Signal verarbeiten kann. Damit können drei bis vier Achsen via Controller auch parallel gesteuert werden. Dazu gibt es unter www.siemens.com\sinamics-applications ein funktionsfähiges Applikationsbeispiel. Größere Mengengerüste und aufwandsärmere Anbindung erlaubt die Kommunikation über das Standard-Interface für Modbus RTU/USS (RS485). Die als überlagerte Steuerung prädestinierte Simatic S7-1200 des Anbieters lässt sich um maximal zwei Kommunikationsbaugruppen erweitern, woran jeweils bis zu 31 Umrichter bzw. Achsen betrieben werden können; damit ist auch ein einfacher Austausch von Antriebs-Statusmeldungen möglich. Den Anschluss von Motor, Geber und optionaler Haltebremse vereinfacht die Systemverkabelung Motion-Connect MC300 mit vorkonfektionierten Kabeln. Die Motoranschlüsse können über einen drehbaren Steckverbinder frei ausgerichtet und an die Gegebenheiten der Maschine oder Anlage angepasst werden. Die Ankopplung der Geber- und Bremsleitungen über einen einzigen schraubenlosen Schnellverbindungsstecker erleichtert und beschleunigt die Installation. Um Verwechslungen zu vermeiden, sind die Stecker für Absolutwert- und Inkrementalgeber an den Motoren codiert. Servo-Performance optimiert Der Sinamics V90 ist mit einer weiterentwickelten Autotuning-Funktion ausgestattet, die sowohl bei der Inbetriebnahme des Systems als auch im laufenden Betrieb genutzt werden kann, etwa wenn sich die Lastverhältnisse verändern. Ist die Funktion aktiv, stellt der Servo-Umrichter seine Regelungsparameter durch Erfassen des Lastverhaltens automatisch ein. Damit lassen sich in vielen Applikationen hohe dynamische Performance und ruckfreier Betrieb realisieren. Mit dem „Advanced One Button Autotuning“ steht eine neue Option zur Verfügung: Dabei werden die Regelungsparameter auf Knopfdruck einmalig mit vordefinierten Signalen im Antrieb optimiert, was eine einfache und präzise Optimierung des Regelverhaltens für die jeweilige Maschine ermöglicht. Im ersten Schritt wird es für die Low- Inertia Servomotoren einen 13-bit Inkrementalwertgeber geben. In naher Zukunft soll das Geberangebot, vergleichbar wie bei den High-Inertia Servomotoren, mit Absolutwertgebern ausgebaut werden und zusätzlich noch um einen hochauflösenden 20-bit-Inkrementalwertgeber erweitert werden. Damit sollen auch bei hohen Drehzahlen und kurzen Reaktionszeiten noch höhere Positioniergenauigkeiten – und damit optimale Servo-Performance – gewährleistet werden. 02 Die vier Bauformen mit geringem Trägheitsmoment erweitern das Einsatzspektrum des Servoantriebssystems um Anwendungen mit Fokus auf dynamischem Bewegen und Verarbeiten 16 Der Konstrukteur 11/2015

Alles drin Der Sinamics V90 beherrscht von Haus aus gängige Regelungsarten. Neben der Positionierung mit Impulsfolge-Befehlen oder analogen Spannungssignalen zur Regelung von Drehzahl und Drehmoment gibt es auch einen internen Positionierer mit Verfahrsatztabelle (IPos). Dieser ermöglicht die Vorgabe von Positions-, Geschwindigkeits- und Beschleunigungswerten und enthält Referenzier-Funktionen. Die Sollwertberechnung erfolgt autark im Antrieb, was die überlagerte Steuerung entlastet. Damit ist präzises absolutes und relatives Positionieren von Achsen auch ohne Positionierfunktionalität im überlagerten Controller möglich. Der Positionierschritt kann über einen externen Digitaleingang oder via Modbus- RTU/USS initiiert werden. All das reduziert die Gesamt-Systemkosten einer Maschine und macht die Konfiguration flexibler. Zusätzlich zu den typischen Regelungsarten unterstützt der Umrichter auch schnelles Umschalten zwischen den Betriebsarten Positionieren, Drehzahl- und Drehmomentregelung, was beispielsweise an Verpackungsmaschinen häufig gefordert ist. Charakteristisch für viele Servo-Anwendungen sind häufige Start- und Stopp- Zyklen, wobei die beim Abbremsen generierte kinetische Energie in der hier relevanten Geräteklasse üblicherweise über einen Bremswiderstand absorbiert wird. Beim Sinamics V90 ist dieser bereits integriert, was zusätzliche Kosten und Installationsaufwand erspart. Für bestimmte Anforderungen und Applikationen kann alternativ ein externer Bremswiderstand angeschlossen werden. Zuverlässig und fehlersicher Für den Einsatz im rauen Industrieumfeld sind alle Servomotoren Simotics S-1FL6 in Schutzart IP65 ausgeführt, einschließlich Kabelanschlüssen und Wellenende, das ein Wellendichtring schützt. Weiteren Aufwand und damit Kosten spart die integrierte Sicherheitsfunktion Safe Torque Off (STO). Die sichere Drehmomentabschaltung sorgt dafür, dass keine drehmomentbildende Energie an den Motor abgegeben wird, und verhindert dadurch sicher unerwünschtes Wiederanlaufen des Motors. Das alles ohne zusätz liche konventionelle Sicherheitstechnik, Verdrahtung und Wartung – und dazu deutlich schneller als herkömmliche elektro- mechanische Lösungen. Die Sicherheitsfunktion erfüllt Safety Integrity Level 2 (SIL2) gemäß der Sicherheitsnorm IEC 61508. www.siemens.com Merkmale des Basis-Servoantriebssystems n Autotuning für flexible Lasten n Integrierte interne Positionierfunktion (IPos) n Integrierter Bremswiderstand in allen Baugrößen n Integrierte Regelungsarten: Impuls-Eingang, interne Positionierung, Drehzahlund Drehmomentregelung n Einfache Inbetriebnahme und Diagnose mit Software-Assistent n Einfache Controller-Anbindung via Modbus RTU/USS n Parameter-Klonen per MicroSD-Karte n Die unterschiedlichen Achshöhen und Flanschmaße der Motoren sind perfekt für den asiatischen Markt ausgelegt n Schutzart IP65 und Wellendichtring sind Standard n Integrierte sichere Drehmomentabschaltung (Safe Torque Off, STO) Batterie! Stromanbindung! Ohne Ohne Mehr Infos hier! Der Konstrukteur 11/2015 17 PM-DM.indd 1 29.10.2015 12:18:36

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