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Funktionale Sicherheit

Skalierbare Sicherheits- und Antriebslösungen

20. November 2014, 9:25 Uhr | Von Christof Dörge

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Fortsetzung des Artikels von Teil 1

Auf Achssteuerungs-Anforderungen im Maschinenbau reagieren

Der Kinetix 5500 bietet ergänzend zu den Antrieben Kinetix 350 und Kinetix 6500 weitere Optionen, auf die Achssteuerungs-Anforderungen im Maschinenbau zu reagieren. So kann durch die integrierte Achssteuerung mit EtherNet/IP-Anbindung auf ein spezielles Achssteuerungs-Netzwerk verzichtet werden. Das reduziert zum einen den Verdrahtungsaufwand um bis zu 60 Prozent und zudem kann auf Gateways verzichtet werden, um Informationen mit separaten Netzwerken auszutauschen.

Dafür ist der Kinetix 5500 mit neuer Wicklungstechnik und dem DSL-Encoder der trägheitsarmen Motoren der VPL-Serie sowie der neuen Smart-Cable-Technologie ausgestattet. Auf diese Weise ist es möglich, die Stromversorgung und die Kommunikation mit dem Kinetix 5500-Antrieb über ein und dasselbe Kabel zu führen. Das vereinfacht das Applikations-Design und verringert die Zahl der möglichen Fehlerquellen, was auch eine höhere Zuverlässigkeit und eine unkomplizierte Wartung zur Folge hat.

Bedarfsgerechte Skalierbarkeit

Zum Einsatz kommen der Kinetix 5500 und das Antriebs-Motor-System der VPL-Serie insbesondere in der Verpackungs‑ und Fördertechnik sowie bei Produktveredelungssystemen mit mehr als sechs Achsen. Die bedarfsgerechte Skalierbarkeit sorgt dafür, dass auf eine separate Stromversorgungs-Leitung oder weiteres Zubehör verzichtet werden kann. Im Vergleich zu ähnlichen Lösungen halbiert sich der Energiebedarf durch die optimale Abstimmung der Kenndaten von Motor und Antrieb. Eine maximale Performance leistet sie schon bei einer Regelkreis-Ansprechzeit von nur 125 µs.

Für die programmierbaren Automatisierungssteuerungen ControlLogix 5570 und CompactLogix 5370 stellt der Kinetix 5500 zusammen mit dem integrierten Motion Encoder über EtherNet/IP eine rein rückführungsbasierte Achslösung dar. Dies ermöglicht die Synchronisation mit anderen Teilen einer Maschine oder Anlage und steigert die Produktionseffizienz.

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Die Produkte (Kinetix 5500 und VPL-Servo-Motor) sind in dem kostenlosen Motion Analyzer von Rockwell Automation enthalten. In allen Entwicklungsbereichen kann dieser zur Optimierung des Maschinendesigns eingesetzt werden. Basierend auf den Applikationsdaten schlägt das Werkzeug einen geeigneten Antrieb vor. Dabei werden örtliche Gegebenheiten wie Versorgungsspannung und Aufstellhöhe mit einbezogen. Außerdem ist es mit dem Motion Analyzer möglich, einen Kosten- und Performancevergleich für unterschiedliche Antriebstechnologien durchzuführen. Der Anwender kann dann die Variante auswählen, die der Maschinennutzung am besten entspricht.

Des Weiteren bildet das Simulationstool Motion Analyzer die Reaktion des Antriebs nach, vor allem unter Berücksichtigung seiner Kopplung an die Applikation: Hier sind besonders die Auswirkungen von wenig steifer Kupplungen oder von Kupplungen mit Spiel ersichtlich. Aufbauend darauf ist es dann für die mechanische Konstruktion möglich, die verschiedenen Konstruktionsaufbauten im Hinblick auf ihre Brauchbarkeit zu beurteilen, um gegebenenfalls Anpassungen vorzunehmen. Der Motion Analyzer bietet einen sehr nützlichen Nebeneffekt, denn es entstehen hier bereits ganz nebenbei Regler-Einstellungen für das Steuerungssystem. Dabei rechnet der Motion Analyzer mit exakt den gleichen Werten wie das Entwicklungstool für die gesamte Steuerungsumgebung RS Logix 5000. Diese Parametrierung wird ebenso an die Steuerung übergeben, was das langwierige Tuning der Servoantriebe drastisch verkürzt – ein großer Vorteil insbesondere bei der Inbetriebnahme vor Ort.

Einfache Installation und Konfiguration

Neben den Motion-Produkten wurden auch die kompakten Frequenzumrichter der PowerFlex-Familie weiterentwickelt. Der PowerFlex 525 (Bild 2) ist ausgestattet mit EtherNet/IP, Sicherheitsfunktionen, USB-Programmierung, Möglichkeiten zur Energieeinsparung sowie einer Vielzahl von Motorsteuerungsoptionen. Dadurch ist er sowohl für den Einsatz auf Maschinen-Ebene, für Stand-Alone-Anwendungen als auch für einfache Systemintegration geeignet. Ein besonderer Vorteil des PowerFlex 525 ist die Programmierung und Konfiguration der Steuerelektronik über den USB-Anschluss. So kann der Maschinenbauer bequem am Schreibtisch die notwendigen Einstellungen vornehmen.

Die eingebaute EtherNet/IP-Anbindung optimiert die Integration in speicher-programmierbare Steuerungen und erhöht die Anwendungsflexibilität. Eine optional verfügbare Dual-Port-EtherNet/IP-Konnektivität unterstützt außerdem die DLR-Topologie (Device Level Ring) und sorgt für eine robuste Netzwerk-Infrastruktur.