antriebstechnik 8/2016

SENSORIK UND MESSTECHNIK

SENSORIK UND MESSTECHNIK Diagnosedaten frei Haus Digitale Geber-Schnittstelle für Servoaktuatoren ermöglicht Kommunikation über zwei Adern Clemens Bitsch, Klaus Oberkötter Das kontinuierliche Condition Monitoring von elektrischen Antrieben erlebt eine wachsende Aufmerksamkeit, denn die rein digitale Geber-Schnittstelle Hiperface DSL (Digital Servo Link) ermöglicht es, Zustandsdaten wie die Temperatur von Servoaktuatoren in steuerungstechnisch auswertbarer Weise bereitzustellen. Lesen Sie mehr. D ie voll skalierbare Servoaktuatoren- Plattform Premo von Wittenstein Motion Control nutzt nicht nur das Potenzial von Hiperface DSL, sondern profitiert auch von zahlreichen konstruktiven und sicherheitstechnischen Vorteilen. Denn digitale Daten und digitale Protokolle sind die Voraussetzung, um in eine Maschine hinein und in ihr bis hinab zur Motorwelle schauen zu können. Motorfeedback-Systeme wie die Produktfamilien EKS/EKM36 und EFS/ EFM50 von Sick Stegmann bieten aufgrund ihrer digitalen Geber-Schnittstelle die Voraussetzung für ein effizientes Condition Monitoring. An die Geber kann ein externer Temperatursensor angeschlossen werden, dessen Werte zusammen mit weiteren Prozessdaten aus dem Antriebsregler wie Drehzahl, Spannung, mechanischen Umdrehungen oder aktuellem Diodenstrom – bei optischen EKS/EKM36 und EFS/EFM50 – erfasst und digital in die Steuerung übertragen und ausgewertet werden. „Dies alles erlaubt grundsätzlich eine gewisse Ableitung von Aussagen über den Zustand und die voraussichtliche Entwicklung von Antriebs- und Maschinenzuständen“, erläutert Jörg Peters, Leiter Produktmanagement bei der Wittenstein Motion Control GmbH. „Es ist aktuell zu beobachten, dass gerade das Thema Industrie 4.0 viele Maschinenbauer für eine intelligente, zukunftssichere Servotechnik sensibilisiert. Antriebslösungen mit Hiperface DSL-fähigen Gebern bieten mithilfe ihrer Übertragungstechnologie einen Weg, Daten bereitzustellen, die für ein kontinuierliches Condition Monitoring und zur vorbeugenden Instandhaltung genutzt werden können.“ Daher sei es nur konsequent, dass das Unternehmen in allen Ausstattungspaketen der neuen Servoaktuatoren-Plattform Premo optional Motorfeedback-Systeme mit Hiperface DSL anbietet. Voll skalierbar in leistungsgerechter Abstufung Mit der voll skalierbaren Servoaktuatoren- Plattform Premo (Precise Motion) gelingt es Wittenstein, Motoren und Getriebe mit applikationsgerecht abgestuften Leistungsmerkmalen aus einem besonderen Baukastensystem heraus zu individuellen Motor- Getriebe-Einheiten zu konfigurieren. Peters: „Rein theoretisch ergeben sich aus der konsequenten Modularität insgesamt mehr als 40 Millionen mögliche Premo-Varianten.“ Antriebstechnisch überzeugen die Servoaktuatoren durch ihre Leistungsdichte: Sie sind aufgrund des Flex-Modulsystems in der Bauform weiterhin kompakt und dazu flexibel geworden und bieten gleichzeitig ein höheres Drehmoment wie die Vorgängerbaureihe. „Die verfügbaren Ausstattungspakete Base Line, Advanced Line und High Line bieten für jeden Anwendungsbereich eine hohe Konnektivität“, erklärt Peters. „Mechanisch gesehen stehen Wellen- und Flanschversionen am Abtrieb zur Verfügung; elektrisch reicht die Palette vom analogen Resolver als Grundausstattung der Premo base line bis zur digitalen Hiperface DSL-Schnittstelle als Standard in der Premo high line“. Damit die digitale Einkabeltechnik in allen Leistungsabstufungen zur Verfügung steht, können die Einstiegsklasse base line und die Dynamikklasse advanced line optional mit Hiperface DSL-Motorfeedback- Systemen von Sick Stegmann aufgewertet werden. Auf führende Standards setzen Für Wittenstein Motion Control besitzt die digitale Einkabeltechnik in mehrfacher Clemens Bitsch ist Business Development Manager bei der Sick Stegmann GmbH in Donaueschingen und Klaus Oberkötter ist Geschäftsführer der TBO GmbH in Brachttal 01 Antriebstechnisch überzeugen die Servoaktuatoren durch ihre Leistungsdichte 02 Die Servoaktuatoren sind kompakt und bieten gleichzeitig ein höheres Drehmoment als die Vorgängerbaureihe 34 antriebstechnik 8/2016

Hinsicht ein großes Begeisterungspoten zial. Gerätetechnisch halbiert Hiperface DSL den Aufwand für Anschlussstecker und Kabel. Dieses reduziert nicht nur die Anzahl der Komponenten an der Motor-Getriebe-Einheit, sondern auch den Verkabelungsaufwand. Bei der Integration von Premo-Servoaktuatoren in Robotern, in mitfahrenden Achsen oder in beweglichen Maschinenstrukturen ergeben sich zudem aus der Reduzierung von Masse und Gewicht eine Einsparung kinetischer Energie und mehr Energieeffizienz für den kompletten Antriebsstrang. „Im Hygieneumfeld kommt hinzu, dass der Verzicht auf den zweiten Anschlussstecker das Risiko eines Flüssigkeitseintritts entsprechend vermindert“, sagt Peters. Anwendungstechnisch könne jeder Maschinenhersteller die Aktuatoren so flexibel konfigurieren, dass sie in jeder Aufgabenstellung aufgrund der Motorfeedback- Systeme mit Hiperface DSL über eine zukunftssichere Kommunikationsschnittstelle verfügen. Schließlich sei die Datenkommunikation per Hiperface DSL sicherheitstechnisch für Applikationen bis SIL2 nach IEC 61508 geeignet. „Aus meiner Sicht entwickelt sich Hiperface DSL zu einem der führenden Standardprotokolle bei digi talen Feedback-Systemen für Servoantriebstechnik“, beurteilt Peters die aktuelle Marktsituation. „Als Entwickler der digitalen Schnittstelle ist Sick Stegmann nicht nur in der gerätetechnischen Umsetzung einen Schritt voraus, sondern auch in der Lage, im eigenen Testlabor in Donau eschingen Support für Hiperface DSL-Anwendungen zu leisten und bei der Implementierung zu unterstützen.“ Vorbereitet für Condition Monitoring 03 Die verfügbaren Ausstattungspakete bieten für jeden Anwendungsbereich eine hohe Konnektivität Servoaktuatoren der Premo-Plattform und Motorfeedback-Systeme mit digitaler Hiperface DSL-Schnittstelle bieten die Möglichkeit, mithilfe des Sensoreingangs am Geber und eines im Antrieb integrierten Sensors – z. B. zur Temperaturmessung – Zustände und Auslastung des Maschinenteils zu überwachen und dadurch auch gegebenenfalls als Condition Monitoring durch zusätzliche Auswertungslogik in der Steuerung zu nutzen. Unterstützt durch die Funktionalität des elektronischen Typenschild können über Hiperface DSL zudem auch Motorkenndaten, Serien- und Artikelnummern sowie weitere Daten, die im Service- oder Austauschfall schnell helfen, übertragen werden. „Es gibt eine Reihe technologischer, betriebstechnischer und wirtschaftlicher Gründe, weshalb sich der Betreiber einer Maschine und Anlage rechtzeitig mit der geplanten Servoaktuatorik und ihrer Eignung für Condition Monitoring auseinander setzen sollte“, rät Peters. „Die Möglichkeit der Analyse von Sensordaten erlaubt eine schnellere Klärung von Störfaktoren und Schadensursachen.“ Das zweite Ziel, das sich mit dem Condition Monitoring verbindet, sei die Effizienzoptimierung der Maschine, um eine hohe Produktivität zu erreichen. „Hierfür ist die permanente Zustandsüberwachung eine zwingend erforderliche Voraussetzung für eine bedarfsgerechte Instandhaltung – und damit für einen optimalen Maschinenbetrieb. Neue CM-Szenarien in der Umsetzung Smarte Servoaktuatoren wie die Baureihe Premo mit digitalen Motorfeedback-Systemen und Hiperface DSL werden es künftig noch umfassender ermöglichen, Trendentwicklungen relevanter Antriebs- und Maschinenparameter zu verfolgen und aus zuwerten. Bereits heute ist es denkbar, in den Motorfeedback-Systemen der Produktfamilien EKS/EKM36 und EFS/EFM50 anstelle der Temperatur andere Größen zu erfassen und auszuwerten, z. B. die Feuchtigkeit. Andere Szenarien beschreiben, wie sich Drehmomente, Querkräfte oder Lastprofile erfassen und melden lassen, um z. B. Materialbruch, Lagerschäden oder Ermüdungserscheinungen im Antriebsstrang frühzeitig zu erkennen. Mit S-Hub arbeitet Sick Stegmann an einer multisensorfähigen Umsetzung, die Servomotoren noch smarter macht, in dem zusätzliche Sensoren neue Informationen für noch intelligentere Wartungskonzepte liefern. Parallel dazu könnte es zu einer Trennung von steuerungs- und wartungsrelevanten Daten kommen, um letztere z. B. auch über Bluetooth- oder NFC-Gateways (für: NFC Near Field Communication) als Histogramme in der Cloud zugänglich zu machen. Damit bietet Hiperface DSL die Grundlage für neue Geschäftsmodelle in den Bereichen Internet of Things und Condition Monitoring – von denen dann auch wieder smarte Servoaktuatoren profitieren können, wenn sie wie Premo „Hiperface DSL ready“ sind. www.sick.com 13.- 17.09.2016 Wir stellen aus: Eingang Ost | Stand E2-148 antriebstechnik 8/2016 35 Isel_NEU_NEU.indd 1 18.07.2016 13:49:56