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antriebstechnik 11/2020

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antriebstechnik 11/2020

SPS CONNECT

SPS CONNECT 2020 ALTERNATIVE „DOCKING STATIONS“ JE NACH BEDARF Smarte Produkte wie die Getriebe mit Cynapse-Funktionalität von Wittenstein alpha sind moderne Feldkomponenten innerhalb von Maschinen, Anlagen und Produktionssystemen. Physikalisch kann ihre Einbindung über speicherprogrammierbare Steuerungen (SPS), über Industrie-PCs (IPC) oder über spezielle IoT-Gateways für das Edge Computing erfolgen. Abhängig von der Komplexität ihrer logischen Funktionen können smarte Geräte und deren digitale Services auch in der Cloud-Ebene ausgeführt werden – eingebettet als digitaler Zwilling in ein IIoT-Ökosystem. Mit der Anbindung und Vernetzung der smarten Komponenten stellt sich zugleich die Frage der vertikalen Kommunikation in die Informationswelt. Es geht um den transparenten Austausch von Daten vom kleinsten Feldgerät bis in die Cloud – um spätestens dort aus den Daten aussagekräftige und handlungsrelevante Informationen zu machen. OPC UA (Open Platform Communications Unified Architecture) hat sich hierfür als der Standard für einen plattformunabhängigen und interoperablen sowie funktions- und zukunftssicheren Informationsaustausch herausgebildet. OPC UA ermöglicht es dem Maschinenbauer unter anderem, IO-Link oder eine vorhandene Feldbusstruktur in standardisierter Weise in übergeordnete Systeme zu integrieren. SMARTE GERÄTE UND SERVICES INDIVIDUELL INTEGRIEREN Für die Integration smarter Getriebe und Services in Maschinen und Anlagen existieren somit sowohl maßgebliche Ordnungsrahmen als auch standardisierte Technologien. Auf diesem Fundament können Maschinenbauer nun individuell aufsetzen. Bei der Integration über eine SPS kann das smarte Cynapse-Getriebe dank integrierter IO-Link-Interface über einen IO-Link-Master, der seinerseits per Feldbus mit der Steuerung kommuniziert, eingebunden werden. Eine Verarbeitung der Daten findet dabei ausschließlich auf dem Getriebe selbst und in der SPS statt. Im Automatisierungssystem können über Bausteine oder direkt im Code die zyklisch übertragenen Sensordaten ausgewertet werden. Zusätzlich ist es möglich, durch azyklische Abfragen auch gezielt auf Parameter und die Historie des smarten Getriebes zuzugreifen. Gleichzeitig erlaubt der OPC UA Server der SPS als zentraler Baustein eine Integration der smarten Komponenten in übergeordnete IIoT-Systeme. Die bevorzugte Variante der Integration besteht über den IO- Link-Master selbst. Diese Module sind immer häufiger zumindest optional mit OPC UA als IIoT-Schnittstelle verfügbar. Damit lassen sich smarte Getriebe unabhängig von der SPS integrieren. Die Daten können direkt auf dem Gateway ausgewertet werden – es ist aber auch möglich, sie ohne Umweg durch ein übergeordnetes System auszulesen und in einer Cloud-Applikation zu nutzen. Ebenso können auch die smarten Services entweder auf dem Gateway ausgeführt oder in eine IIoT-Plattform, beispielsweise das Condition Monitoring Dashboard „Cynapse Monitor“, integriert werden. Die Möglichkeit, smarte Services Dritter mit wenig Aufwand integrieren und aktualisieren zu können, spricht ebenfalls für das Gateway-Konzept mit einem OPC UA-fähigen IO-Link- Master. Die zukünftige Ausbaustufe der Vernetzung dürfte die Einbindung und Abbildung eines smarten Antriebes als digitaler Zwilling in einem IIoT-Ökosystem darstellen. Durch den hohen Vernetzungsgrad kann ein smarter digitaler Service Daten aus der realen Komponente, der Steuerung und dem virtuellen Getriebeabbild des Getriebes beziehen. Dies ermöglicht die effiziente Nutzung bereits vorhandener Daten und erspart eine doppelte Erfassung von Daten mit redundanter Sensorik. Technische Spezifikationen der Komponente können bereitgestellt werden, um so eine Inbetriebnahme zu unterstützen oder um im Betrieb Steuerungsdaten abzugleichen. Der hohe Vernetzungsgrad ermöglicht es zudem, ganz neue Services zu schaffen – Stichwort „digitale Maschinen- Lebenslaufakte“. WHITEPAPER ZUM INTEGRATIONSKONZEPT ONLINE VERFÜGBAR Neben der traditionellen Steuerung von technischen Prozessen zur Herstellung von Gütern und Produkten liefern smarte Produkte und Services zusätzliche Nutzenangebote. Die technische Integration erfordert ein auf das Maschinenkonzept und den Anwendungsfall abgestimmtes und erweiterbares Integrationskonzept. Mit dem im Internet verfügbaren Whitepaper „Smarte Antriebssysteme und digitale Services im Industrial Internet of Things“ geht Wittenstein dezidiert auf verschiedene Integrationskonzepte im Maschinenund Anlagenbau ein. Für Unternehmen, die durch den Einsatz von smarten Produkten und Services die eigenen Produktionssysteme digitalisieren möchten, schafft es ein übergreifendes und zugleich tiefergehendes Verständnis rund um die Integration von smarten Produkten und Services. Bilder: Wittenstein www.alpha.wittenstein.de DIE IDEE „Smarte Getriebe müssen auch smart integriert werden. Dann können Smart Services wie Anomalie Erkennung, Predictive Availability oder Predictive Quality den Anwendern einen großen Nutzen bescheren. Physikalisch kann die Einbindung über speicherprogrammierbare Steuerungen (SPS), über Industrie- PCs (IPC) oder über spezielle IoT-Gateways für das Edge Computing erfolgen. Am Ende wird die Integration aber sehr spezifisch für die einzelnen Geräte sein. Wittenstein hat mit seinem Leitfaden zum Thema eine ausführliche Informationsquelle für Anwender geschaffen. “ Bernd Vojanec, Digitalization Center der Wittenstein SE 32 antriebstechnik 2020/11 www.antriebstechnik.de

SPS CONNECT 2020 NEUER FREQUENZUMRICHTER FÜR 2021 Auf dem Weg zur neuen SD4x-Serie von Frequenzumrichtern für Hochgeschwindigkeits-Anwendungen hat Sieb & Meyer die Softwarebasis und Regelungsplattform zur Serienreife gebracht. Dabei haben sich einige weitere Neuerungen ergeben: So können Anwender eine zusätzliche Antriebsfunktion nutzen, zudem wurde das Tool Motor Analyzer weiterentwickelt. Sieb & Meyer will Anfang 2021 die bereits vorgestellte SD4S-Variante ins Feld zu bringen. Diese Ausführung ist für kleine Hochgeschwindigkeitsspindeln bzw. -motoren im Leistungsbereich von wenigen hundert Watt konzipiert und schließt damit eine Lücke im Produktportfolio der Frequenzumrichter. Darüber hinaus hat Sieb & Meyer den aus dem Drivemaster 2 bereits bekannten „Motor Analyzer“ im Drivemaster 4 weiterentwickelt. Das Tool ermöglicht aussagekräftige Simulationen des Betriebs von Frequenzumrichtern. So lässt sich nun eine FFT-Analyse des simulierten Ausgangsstroms durchführen. Die Zahlen zum Gesamtoberschwingungsgehalt THD (Total Harmonic Distortion) des Motorstroms (TDHi) und der Motorspannung (THDu) ermöglichen dem Anwender, die Motorerwärmung genauer abschätzen zu können. www.sieb-meyer.de DATENLEITUNGEN FÜR DIE SMARTE FABRIK In der smarten Fabrik müssen Aktoren und Sensoren an jeder systemrelevanten Stelle Daten in Echtzeit liefern. Für die Ethernet-Technologie hat Lapp jetzt mehrere Datenübertragungssysteme im Portfolio. Die übertragungsstarke 4- bzw. 8-paarige Leitung Etherline LAN 1000 Cat.7A eignet sich zur strukturierten Gebäudeverkabelung innerhalb von LAN-Netzwerken und allen Ethernet-Anwendungen bis 10 GBase-T. Die robuste, ölbeständige Etherline Tray Cat.7 PLTC wurde für die USA entwickelt. Sie ist die erste ihrer Art mit PLTC-Einstufung nach UL und kann somit offen auf Kabelpritschen verlegt werden. Die Etherline PN Cat.6A FC eignet sich zur festen Verlegung im Profinet-Netzwerk (Typ A). Die Etherline PN Cat.6A FLEX FC wurde für den flexiblen Einsatz im Profinet- Netzwerk (Typ C) entwickelt und hat besondere EMV-Eigenschaften. Hart im Nehmen ist die Etherline PN Cat.6A FD FC für den hochflexiblen Schleppketteneinsatz im Profinet-Netzwerk (Typ C). www.lappkabel.de NEUARTIGER SCHRÄGVERZAHNUNGS-GETRIEBEMOTOR Bonfiglioli kündigt die Einführung des neuen Stirnrad-Reihengetriebemotors unter der neu geborenen Evox-Plattform an. Dank eines verbesserten Modularitätskonzepts stellt Evox einen Fortschritt für die Produktpalette von Bonfiglioli dar. Sie soll Lösungen für ein breites Spektrum von Anwendungen bieten. Die ersten Produkte der Evox-Getriebemotorenplattform sind der neue Stirnrad-Reihengetriebemotor CP kombiniert mit den neuen asynchronen IE3/Nema Premium-Elektromotoren mit hohem Wirkungsgrad. Die Evox-Plattform besitzt die ATEX-Einstufung (Explosionsschutz). Das Forschungs- und Entwicklungsteam von Bonfiglioli entwarf die gesamte Evox-Plattform, um eine Zustandsüberwachung und vorausschauende Wartung zu ermöglichen, sowohl sensorgesteuert als auch sensorlos. Während der Entwicklung des Getriebemotors Evox CP wurde ein vollständiges mathematisches Modell entwickelt, das das thermische Verhalten der Getriebemotoren mit den elektrischen Variablen in Beziehung setzt. Dies soll eine effektive sensorlose Zustandsüberwachung und vorbeugende Wartung ermöglichen. www.bonfiglioli.com www.antriebstechnik.de antriebstechnik 2020/11 33

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