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DER KONSTRUKTEUR 5/2019

DER KONSTRUKTEUR 5/2019

SMARTE KOMPONENTEN Bei

SMARTE KOMPONENTEN Bei dem hochintegrierten Servomotor BG 95 dPro sind die Antriebskomponenten – Motor, Getriebe, Bremse und Geber – als Gesamtantrieb konfiguriert und abgestimmt, die gesamte Elektronik ist im Antrieb integriert, mehr noch: Hardware und Software sind keine abgeschlossenen Einzelkomponenten mehr SPECIAL Betriebes keine übergeordnete Steuerung notwendig, was sie auch in puncto Kosten unschlagbar macht. BUS-BETRIEB Doch auch für den Bus-Betrieb gibt es eine Vielzahl von Argumenten. Wenn Bewegungsabläufe synchronisiert werden müssen oder ein einzelner Motor immer neue Bewegungsprofile ausführen muss, STATUSINFORMATIONEN SIND BEI MANCHEN ANWENDUNGEN SOGAR WICHTIGER ALS DIE FAHRBEFEHLE schickt eine übergeordnete Steuerung Fahrbefehle per Bus an den jeweiligen Motor. Gleichzeitig gibt der Motor auch Statusinformationen an die Steuerung zurück, beispielsweile Positions-, Strom oder Temperaturinformationen. Statusinformationen sind bei manchen Anwendungen sogar wichtiger als die Fahrbefehle. Nehmen wir die Fließbandanwendung: In vielen Fällen genügt es, dass der Motor im Fehlerfall einen digitalen Ausgang setzt. Eine Lampe geht an. Der Instandhalter korrigiert den Fehler. Der Motor generiert aber deutlich mehr Informationen, die erst durch eine Bus-Verbindung nach außen transportiert, dort analysiert werden und einen Mehrwert erzeugen. Mit seinen Sensoren kann der Motor feststellen, ob das Fließband mehr Energie benötigt, als direkt nach der Inbetriebnahme. Dies kann ein Hinweis auf Verschleiß im Band sein. Über den Verlauf des Energieverbrauchs können Rückschlüsse zur Nutzung des Bandes gezogen werden: Wird das Band zyklisch/azyklisch benutzt, welche Anzahl Güter wird transportiert, wird das Band oft unzulässig überladen oder läuft das Band ständig in Unterlast? FLEXIBLER STANDARD Im Stand-alone- oder im Bus-Betrieb bieten sich viele Möglichkeiten. Die schier unendliche Vielzahl von möglichen Anwendungen macht es essenziell, dass die Motoren zum einen sehr flexibel sind, zum anderen muss es unkomplizierte Wege geben, die Motoren einzurichten und in Betrieb zu nehmen. Die große Herausforderung bei Dunkermotoren, einem Hersteller intelligenter Servomotoren, war es, Motoren und Inbetriebnahmetools für beide Betriebsarten, sowohl den Bus- als auch den Standalone-Betrieb auf einer Plattform zu vereinen. Bei der neu entwickelten Motor-Control-Plattform standen die Flexibilität und die unkomplizierte Inbetriebnahme im Vordergrund. So hatte sich in der Vergangenheit gezeigt, dass viele Anwender Sonderfunktionen im Stand-alone-Betrieb wünschen. Beispielsweise einen Alarm bei einem Schleppfehler, einen Boost-Eingang für kurzzeitige extreme Überlast oder die Wahl zwischen Drehzahl-, Stromregel- und Positionierbetrieb im Stand-alone-Betrieb. Diese mussten in der Regel als Sonderfirmware oder als Ablaufprogramm (Motion Programm) von Dunkermotoren realisiert werden. Wertvolle Projektzeit ging dabei verloren. Mit der Motor-Control-Plattform ist bereits der Standard sehr flexibel gestaltet: Anwender können im IO-Modus den digitalen Eingängen und Ausgängen beliebig Funktionen zuordnen. Sonderprogrammierungen entfallen in den meisten Fällen. Ideen der 34 DER KONSTRUKTEUR 5/2019

Anwender können schnell umgesetzt werden, Änderungen erfordern kein aufwändiges Umprogrammieren mehr, es müssen lediglich Parameter angepasst werden. Auch komplexe Aufgaben sind einfach mit der Motor­ Control-Plattform realisierbar: Ablaufprogramme, sogenannte MotionApps werden in der weit verbreiteten Sprache „C“ geschrieben und laufen dann stand-alone auf einem gewünschten Motor. Im einfachsten Fall wird damit beispielsweise ein Zyklen-Zähler programmiert. Die MotionApp erhöht nach jedem Positionierzyklus einen Wert, der dann jederzeit ausgelesen werden kann. Grenzen nach oben gibt es keine. Ganze Verpackungsmaschinen, elektronische Pressen oder Pickand-Place-Stationen können auf übergeordnete Steuerungen verzichten, wenn die Abläufe dezentral in Motoren mit Motion­ Apps programmiert wurden. Im Bus-Betrieb spielt der Motor ganz andere Stärken aus: Hier kommt es darauf an, dass der Motor möglichst schnell die Befehle ausführt, die ihm die übergeordnete Steuerung aufgetragen hat und möglichst detailliert seinen Betriebszustand kommuniziert. Inzwischen gibt es dafür mehr als 600 verschiedene Motion Parameter. Diese Vielzahl an Parametern sorgt für einen extrem flexiblen Einsatz des Motors. Es geht aber auch einfach. Möchte ein Anwender dem Motor über den Bus lediglich Start- und Stopp-Befehle senden, stehen dafür Quickstart-Befehle zur Verfügung: Drehzahl setzen, Startbefehl senden, Motor läuft. Aktuell kommunizieren Motoren von Dunkermotoren über die Bussysteme CANopen, EtherCAT, Profibus, Profinet und über die eher einfache RS485-Schnittstelle. INBETRIEBNAHME Einfach zu bedienen und flexibel sind die Motoren damit einerseits. Andererseits musste dies auch für die Inbetriebnahmesoftware gelten. Für die Entwicklung des Software- Tools war Voraussetzung, dass Benutzer zum einen mit wenigen Klicks die wichtigsten Parameter setzen können. Zum anderen war wichtig, dass die über 600 Parameter bei Bedarf einfach ausgelesen und verändert werden können. Entsprechend hat das Tool, Drive Assistant 5, viele grafische Elemente erhalten, die es erlauben, intuitiv Parameter zu verändern. Darüber hinaus kann der Benutzer mit ausklappbaren Bedienelementen Schritt für Schritt mehr Details anzeigen lassen und bearbeiten. Für die Inbetriebnahme von Motoren durften keine Wünsche offenbleiben. Somit hat das Tool eine erweiterte Oszilloskopfunktion erhalten, umfangreiche Tuning-Möglichkeiten und eine Skript-Funktion, die realitätsnah Betriebsfunktionen nachbildet. Motoren mit sämtlichen oben genannten Bussystemen können damit zukünftig in Betrieb genommen werden. Sowohl für den Stand-alone- als auch für den Bus-Betrieb stellt Drive Assistant 5 ein Inbetriebnahmetool dar, das es dem Benutzer erlaubt, die Funktionen der intelligenten Servomotoren möglichst effektiv zu nutzen. Und das, ohne dass sich der Anwender mit internen Messwerten oder mit komplexen Algorithmen auseinandersetzen muss. Bilder: Aufmacher: Kapitosh/Fotolia.de und Dunkermotoren, 01 und 02: Dunkermotoren www.dunkermotoren.de NACHGEFRAGT MICHAEL BURGERT, PRODUKTMANAGER BRUSHLESS DC MOTORS, DUNKERMOTOREN GMBH Welche Rolle spielt die Ansteuerung bei smarten Motoren? Selbst wenn smarte Motoren heute schon autonom komplexe Aufgaben bewältigen können, ist die Ansteuerung nach wie vor eine der wichtigsten Funktionen des Motors. Schließlich arbeitet ein Motor nie für sich allein. Er interagiert mit seiner Umgebung, beispielsweise einem nachfolgenden Prozessschritt in einer Verpackungsanlage, einem HMI in einem medizintechnischen Gerät oder mit der Steuerung eines fahrerlosen Transportsystems. Gleichgültig ob per Bus oder im stand-alone Betrieb muss die Ansteuerung zuverlässig und schnell funktionierem, damit der Motor genau so arbeitet, wie er soll. Was beinhaltet Ihre Motor-Control-Plattform? Sie umfasst Elektronik-Hard- und Software. Eigentlich müsste unsere Motor-Control-Plattform „Rundum sorglos Paket“ heißen. Egal wie der Motor angesteuert wird, per Bus oder im Stand-alone Betrieb, ist die Motor-Control-Plattform Garant dafür, dass der Motor wie gewünscht reagiert. Damit der Motor in jeder Applikation punktgenau Drehzahl, Position oder Strom regelt, beinhaltet die Motor-Control-Plattform umfangreiche Servofunktionen. Darüber hinaus sind in ihr auch Schutzmechanismen integriert, die den Motor bei unerwarteten Betriebszuständen zuverlässig schützen. Die Motor-Control Plattform ist modular aufgebaut und beliebig erweiterbar. Apropos modular – Ihr gesamtes Produktprogramm ist baukastenartig aufgebaut, richtig? Ja, das stimmt. Schon vor 20 Jahren hat Dunkermotoren erkannt, dass Kunden davon profitieren, wenn möglichst viele Komponenten, die sonst zusammenkonfiguriert werden mussten, im Motorgehäuse integriert sind. Dazu zählen Bremsen, Encoder, die Leistungselektronik und die Kommunikationsschnittstelle. In unserem modularen Baukastensystem sind die Komponenten flexibel kombinierbar. Das Ergebnis sind vollintegrierte smarte Motoren, natürlich auch inklusive der Steuerungselektronik – heute abgedeckt durch die Motor-Control-Plattform. Anwender müssen damit nicht mehr Einzelkomponenten auslegen und kombinieren. Sie erhalten einen kompakten Komplettantrieb, maßgeschneidert, der auch den Verkabelungsaufwand auf ein Mindestmaß reduziert. Das Interview führte Martina Klein. DER KONSTRUKTEUR 5/2019 35

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