Inteligence integrovaná do pohonu

Inteligentní servoměniče disponují funkcemi, které přesahují rámec pouhé regulace. Zajišťují řízení pohybu, monitorování a komunikaci, a umožňují tak decentralizované koncepce pohonů. Díky přesunu funkcí z centrálního řízení do měniče se procesy zrychlují, architektura strojů se stává modulární a umožňuje se využití IoT a umělé inteligence. Inteligentní měniče společnosti Baumüller nabízejí vysokou flexibilitu, protože jsou kompatibilní s nadřazenými řídicími systémy jiných výrobců.

Drive Intelligence

Společnost Baumüller zavedla pro koncept inteligentních servoměničů pojem Drive Intelligence. Inteligentní servoměniče b maXX kromě regulačních úkolů přebírají také řídicí funkce, během provozu se samy optimalizují a jsou kompatibilní s IoT.

Společnost Baumüller je průkopníkem v oblasti inteligence integrované do pohonů.

Naší hlavní specializací je vysoce přesné řízení složitých, vysoce dynamických a přesných pohybů. Naším cílem je, aby každý výrobce strojů mohl ve svých strojích využívat tento vysoce výkonný systém řízení pohybu. Proto jsme již před více než 30 lety uvedli na trh inteligentní měniče, abychom mohli tato řešení nezávisle a flexibilně integrovat do jakékoli stávající topologie strojů. Díky tomu naši zákazníci dosahují vyššího výkonu strojů, rychleji se dostávají na trh a mohou flexibilně reagovat na požadavky zákazníků.

Výhody řešení Drive Intelligence

Systémy s řídicí technikou integrovanou do pohonu jsou zvláště vhodné pro:

• Aplikace s vysoce synchronním řízením pohybu
• Aplikace s vysokými nároky na rychlost a kvalitu
• modulární koncepce strojů
• Aplikace s omezeným montážním prostorem

Inteligentní řešení integrované do pohonu realizujeme pomocí našich měničů b maXX, které pokrývají výkonový rozsah až do 400 kW.
S produkty b maXX softdrivePLC a b maXX drivePLC nabízíme dvě různé platformy, které umožňují přesunout inteligenci do měniče.

Klasické koncepce pohonu s centrální řídicí architekturou se hodí pro následující aplikace:

• Samostatné stroje bez napojení na výrobní linku
• Aplikace vyžadující pouze jednoduché pohyby

Centrální řídicí architektury realizujeme pomocí nového řadiče Baumüller b maXX controllerPLC. Řídicí jednotka b maXX controllerPLC spojuje schopnost zpracování v reálném čase vestavěného PLC, flexibilitu průmyslového počítače a moderní připojení k internetu věcí (IoT) v jedné platformě.

Platformy

Komunikace v reálném čase

Komunikace mezi drivePLC a servoměničem neprobíhá přes polní sběrnici, ale přes interní rozhraní. Tímto způsobem je zajištěn přístup k parametrům pohonu, například k napětí, proudu, výkonu, točivému momentu, otáčkám nebo poloze, v „tvrdém reálném čase“. Servopohon tak přebírá funkce senzoru a umožňuje inteligentní monitorování s minimálním úsilím.

Díky rozhraním jako OPC UA, MQTT, EtherCAT a Ethernet je b maXX drivePLC optimálně připravena na požadavky v oblasti automatizace a IoT. Tato komplexní otevřenost zvyšuje efektivitu vývoje, zkracuje dobu uvedení na trh a zvyšuje flexibilitu. Digitální a analogové vstupy jednotky drivePLC jsou optimalizovány z hlediska rychlosti. Prostřednictvím digitálních vstupů reaguje b maXX drivePLC v reálném čase na důležité události, například signály z měřicích sond.

Výhoda: Řízení funguje efektivněji a bezpečněji, což je výhodou zejména u aplikací s vysokými nároky na dynamiku a přesnost, kde jsou vyžadovány rychlé reakční časy.

Máte zájem o koupi našich produktů?

Napište nám zprávu, naši prodejní experti vám rádi poradí.

Nyní kontaktujte prodej

Často kladené otázky
týkající se systému Drive Intelligence od společnosti Baumüller

• Jaké výhody nabízejí inteligentní servopohony oproti konvenčním pohonným řešením?

  Inteligentní servopohony zvyšují rychlost komunikace v systému. Komunikace již neprobíhá výhradně přes polní sběrnici, ale souběžně s ním v rychlejším taktu řízení pohonu. Tento vyšší takt je základem pro kratší doby cyklu. Inteligentní servopohony navíc umožňují distribuovanou inteligenci, a tím i modulární architekturu strojů. Tím se sníží zátěž řídicí jednotky. Jsou-li bezpečnostní funkce integrovány přímo v pohonu, odpadají prodlevy v polní sběrnici, například při spuštění funkce STO. Tímto způsobem lze zvýšit rychlost a zkrátit dobu cyklu stroje, aniž by se zvýšilo riziko spojené s jeho provozem. Integrované monitorovací funkce navíc přispívají ke zkrácení prostojů. Celkově se tak zvyšuje produktivita a zlepšuje se ukazatel OEE.

• Jaký je vztah mezi inteligentními servopohony a decentralizovanými řídicími architekturami?

  Právě díky přesunu inteligence do měniče se stávají možné decentralizované řídicí architektury, které fungují bez nadřazeného řídicího centra.

• Kdy se z ekonomického hlediska vyplatí použít inteligentní servoměnič?

  Inteligentní servopohony otevírají možnosti pro zvýšení produktivity v případech, kdy klasické architektury již neumožňují další zvýšení rychlosti stroje. Výkon roste a OEE se zlepšuje. Z ekonomického hlediska se projevují především dva efekty. Za prvé lze upustit od samostatného řídicího hardwaru, protože funkce řízení pohybu a PLC běží v regulátoru; v závislosti na koncepci až po nadřazený PLC. Za druhé lze strojní moduly vyrábět nezávisle na sobě a uvést je do provozu již předem. Strojní moduly, které byly uvedeny do provozu předem, výrazně zkracují dobu uvedení celého zařízení do provozu u zákazníka.

• Jsou řídicí funkce v měniči předmětem licence, nebo jsou součástí hardwaru?

  To, zda jsou řídicí funkce v měniči licencovány, nebo zda jsou součástí hardwaru, závisí na platformě. Bezlicenční základní verze b maXX softdrivePLC běží jako součást firmwaru a je ve firmwaru standardně integrována. Volitelná varianta Extended, na kterou se vztahuje povinnost zakoupení licence, se nasazuje s předkonfigurovanými softwarovými moduly společnosti Baumüller nebo ji může naprogramovat i výrobce stroje. Obě varianty lze používat přímo prostřednictvím nástroje pro parametrizaci ProDrive. Možnosti se v závislosti na verzi pohybují od logických operátorů, škálování a jednoduchých regulačních úkolů až po analytické aplikace a aplikace pro řízení pohybu. b maXX drivePLC s rozšířeným výpočetním výkonem a komunikačními možnostmi je v servopohonu realizován jako doplňkový hardware.

• Čím se programuje řídicí jednotka integrovaná do pohonu?

  Řídicí jednotky b maXX softdrivePLC a b maXX drivePLC integrované do pohonu lze programovat podle normy IEC 61131-3. softdrivePLC integrovaný do firmwaru se programuje pomocí parametrizačního nástroje ProDrive. Pro aplikace s vyšší mírou složitosti a konektivity, které vyžadují použití hardwarového řešení drivePLC, se realizují prostřednictvím inženýrského rámce ProMaster s programovacím prostředím ProPROG. Obsahuje nástroje, jako je například: editor vaček ProCAM. Základem pro tyto a další funkce je vlastní vývojové běhové prostředí podle normy IEC 61131-3 založené na systému Linux s rozšířením pro práci v reálném čase. Mnoho aplikací lze realizovat bez vlastního programování: společnost Baumüller poskytuje předkonfigurované softwarové moduly, například hotové strojní moduly, jako je servočerpadlo nebo příčný řezák („Crosscutter“).

• Jak se synchronizují více os, pokud s nimi neběží žádná nadřazená řídicí jednotka v taktu?

  Zařízení b maXX drivePLC synchronizuje několik os bez nadřazeného řídicího systému tím, že jako EtherCAT master řídí další servoměniče. Díky tomu lze snížit zátěž centrálního PLC, zmenšit jeho velikost nebo jej ve vhodných případech zcela vynechat. Zařízení b maXX drivePLC lze použít jak jako podřízené zařízení, tak jako hlavní zařízení. Díky tomu jsou možné hybridní řídicí koncepce s klastry složenými z několika submodulů. U řídicí jednotky b maXX softdrivePLC není nutná komunikace po polní sběrnici mezi dvěma osami. Funkce typu master-slave lze pomocí b maXX softdrivePLC snadno realizovat. U dvojitých os je možný přístup k parametrům napříč osami.

• Jaké polní sběrnice podporují inteligentní servoměniče?

  Servoměniče b maXX podporují všechny důležité systémy polních sběrnic, mimo jiné EtherCAT, ProfiNet, Powerlink, Varan, CANopen, EtherNet/IP a Modbus TCP. b maXX drivePLC navíc podporuje komunikační protokoly OPC UA a MQTT a kromě rozhraní RS484 a CAN nabízí také rozhraní 1 Gigabit Ethernet.

• Jak získám přístup k diagnostickým a procesním údajům z pohonu?

  drivePLC nekomunikuje se servoměničem přes polní sběrnici, ale přes interní rozhraní. Díky tomu je k dispozici přístup v tvrdém reálném čase k parametrům pohonu, jako jsou napětí, proud, výkon, točivý moment, otáčky nebo poloha. drivePLC poskytuje tato diagnostická a procesní data vlastním i externím systémům prostřednictvím rozhraní OPC serveru. Kromě toho je drivePLC vybavena analogovými vysokorychlostními vstupy s minimální dobou vzorkování 1 µs. K těmto vstupům lze přímo připojit externí senzory bez nutnosti dalšího hardwaru. Zpracování dat probíhá prostřednictvím modulů sady nástrojů SmartValue přímo v pohonu.

• Jak se využívají data o pohonu v aplikacích umělé inteligence?

  Data o pohonu z inteligentních servoměničů lze předzpracovat přímo v pohonu a sdílet je s umělou inteligencí v cloudu prostřednictvím stávajících rozhraní, jako je Ethernet, a integrovaných standardních protokolů, jako jsou OPC UA a MQTT. Tento přenos dat probíhá rychleji než prostřednictvím klasické komunikace přes polní sběrnici. Rychlý přenos umožňuje využívat komplexní aplikace umělé inteligence k automatické optimalizaci procesů. Základem jsou naměřené hodnoty, které jsou v pohonu k dispozici. K tomu není zapotřebí žádná další senzorika. Modul Smart Condition Monitoring provádí analýzu vibrací přímo v pohonu a rozpozná opotřebení motoru ještě předtím, než dojde k zastavení. Modul Smart Energy Monitoring zaznamenává spotřebu energie jednotlivých os nebo celého stroje. Servopohon zde funguje jako datový rozbočovač. Pokud se připojí další senzory, slouží servopohon také jako senzorový rozbočovač.

• Lze bezpečnostní funkce, jako jsou STO a SS1, implementovat přímo v pohonu?

  Ano, bezpečnostní funkce, jako jsou STO a SS1, lze implementovat přímo v pohonu, a to ve škálovatelném rozsahu od jednoduchého vypnutí až po pokročilé funkce. U modelu b maXX 5000 zajišťují bezpečnostní funkce tři zásuvné moduly. V závislosti na modulu sahají bezpečné funkce od STO (bezpečně vypnutý moment) až po SP (bezpečná poloha). Moduly lze řídit prostřednictvím zabezpečených vstupů nebo přes EtherCAT-FSoE. Řada b maXX 6000 rovněž nabízí škálovatelné bezpečnostní varianty, které již nejsou realizovány ve formě modulů, ale jsou pevně zabudovány. Řada b maXX 6000 reaguje na bezpečnostní události během 1 ms a dokáže předat bezpečnou polohu do bezpečnostního řídicího systému. Digitální snímače lze v řadě b maXX 6000 použít jako bezpečnostní snímače. Řízení pohonů probíhá i v tomto případě prostřednictvím bezpečných vstupů a výstupů; existují také varianty, které lze navíc řídit přes EtherCAT-FSoE. Bezpečnostní řešení splňují požadavky normy EN ISO 13849-1 až do úrovně výkonu e a normy EN IEC 62061 až do úrovně SIL 3. Parametrizace se provádí pomocí nástroje ProSafePara v souladu s normou IEC 61508; jedná se o samostatný nástroj, který je však také integrován do systému ProMaster.

• Mohu stávající stroje vybavit inteligentními pohony?

  Ano, inteligentní servoměniče lze začlenit jako submoduly do stávajících architektur, aniž by to vyžadovalo zásadní změny topologie. Ani generační obměna v rámci rodiny b maXX nepředstavuje žádný problém. Firmware řady b maXX 6000 je plně kompatibilní s předchozí řadou b maXX 5000. Sady parametrů lze přenést. Funkce založené na Drive a projekty softdrivePLC lze nadále používat beze změn. Pouze nastavení parametrů FSoE vyžaduje minimální úsilí při přizpůsobování.

• Jaká opatření v oblasti kyberbezpečnosti jsou nezbytná?

  Inteligentní servoměniče Baumüller splňují požadavky aktu CRA („Cyber Resilience Act“). V IT ekosystému vyhovujícím požadavkům CRA tedy nejsou zapotřebí žádná dodatečná opatření.