antriebstechnik 6/2019

SPECIAL: SMARTE ANTRIEBE

SPECIAL: SMARTE ANTRIEBE 01 Danach stellt der Bediener die Zugkraft per analogem Eingang über ein Potentiometer stufenlos ein und startet den Spannvorgang per digitalem Eingang. n Oft führen intelligente Servomotoren auch komplexere Standalone-Aufgaben aus, z. B. können sie während Fahrbewegungen selbstständig Hindernisse erkennen, Korrekturbewegungen ausführen und unerwartete Betriebszustände anzeigen. In jedem dieser Fälle wird der Motor für eine bestimmte Anwendung vorbereitet und führt Aufgaben in Abhängigkeit von Vorgaben über digitale und analoge Eingänge aus. Betriebszustände gibt der Motor über digitale Ausgänge aus, weswegen dieser Betrieb auch IO-Betrieb (engl.: input/output) genannt wird. Motoren im IO- Modus sind sehr beliebt, weil sie sehr viele Anwendungsbereiche abdecken. Gleichzeitig ist während des Betriebes keine übergeordnete Steuerung notwendig. SYNCHRONISIERTE BEWEGUNGSABLÄUFE MITTELS BUS-BETRIEB 02 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, schickt eine übergeordnete Steuerung Fahrbefehle per Bus an den jeweiligen Motor. Gleichzeitig gibt der Motor auch Statusinformationen an die Steuerung zurück, z. B. 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? 01 Intelligenter Servomotor BG 95 dPro 02 Intelligente Servomotoren können unterschiedlich angesteuert werden 03 Intuitive Softwaretools erleichtern die Inbetriebnahme 03 BEIDE METHODEN AUF EINER PLATTFORM VEREINT Im Stand-alone- oder im Bus-Betrieb bieten sich viele Möglichkeiten. Die schier unendliche Vielzahl von möglichen Anwendungen macht es essenziell, dass die Motoren sehr flexibel sind. Es muss aber auch 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 Stand-alone-Betrieb auf einer Plattform zu vereinen. Bei der 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 ein 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 i. d. R. 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 54 antriebstechnik 2019/06 www.antriebstechnik.de

Eingängen und Ausgängen beliebig Funk tionen zuordnen. Sonderprogrammierungen entfallen in den meisten Fällen. Ideen der 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, so genannte „MotionApps“ werden in der weit verbreiteten Sprache „C“ geschrieben und laufen dann Standalone auf einem gewünschten Motor. Im einfachsten Fall wird damit z. B. ein Zyklen-Zähler programmiert. Die Motion- App erhöht nach jedem Positionierzyklus einen Wert, der dann jederzeit, ausgelesen werden kann. Grenzen nach oben gibt es keine. Ganze Verpackungsmaschinen, elektronische Pressen oder Pick-&-Place-Stationen können auf überge ordnete 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 da rauf 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 Dunkermotoren über die Bussysteme CANopen, EtherCAT, Profibus, Profinet und über die eher einfache RS485-Schnittstelle. FLEXIBLE INBETRIEBNAHME- SOFTWARE 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 sowohl mit wenigen Klicks die wichtigsten Parameter setzen können, als auch die über 600 Parameter bei Bedarf einfach auszulesen und zu verändern. 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, dass 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. Fotos: Dunkermotoren GmbH www.dunkermotoren.de DIE IDEE „Durch eine integrierte Steuerungselektronik können moderne smarte Elektromotoren neben einfacher Strom-, Drehzahl- und Positionierregelung auch komplexe Fahrprofile ausführen. Nutzer dieser Motoren wollen aber alles andere als komplexe Systeme programmieren. Deshalb müssen smarte Elektromotoren im Bus-Betrieb viele Sprachen sprechen, um Befehle von Steuerungen auszuführen. Zum anderen müssen bedienerfreundliche Tools zur Verfügung stehen, die helfen, Motoren für den Stand-alone-Betrieb einzurichten.“ Michael Burgert, Produktmanager Brushless DC Motors, Dunkermotoren GmbH Kabel & Leitungen • Über 33.000 Produkte ab Lager • Kundenindividuelle Lösungen • Alle Branchen und Anwendungen • Eigene Produktion in Spitzenqualität QUALITÄT Made in Germany helukabel.com