Integrierte Antriebstechnik

Höher, schneller, weiter – aber kleiner

Gefühlt bietet nahezu jedes namhafte Antriebstechnikunternehmen integrierte Antriebstechnik an. Doch Integration ist nicht gleich Integration. Was sein Unternehmen diesbezüglich von anderen Anbietern unterscheidet, verrät Peter Schoch, Antriebsexperte bei Rockwell Automation, im Gespräch mit SCOPE-Redakteur Johannes Gillar.
Peter Schoch: Sowohl der Frequenzumrichter als auch der Servoantrieb lassen sich miteinander verknüpfen, beide lassen sich mit dem Entwicklungstool Studio 5000 konfigurieren.

SCOPE: Das Thema Motion ist für Rockwell Automation ein wichtiger Bereich. Welche Trends sehen Sie hier?

Schoch: Generell sieht Rockwell Automation in diesem Bereich die Tendenz ‚höher, schneller, weiter‘, aber kleiner. Es wird stark auf Kompaktheit geachtet, gerade im mittleren Automatisierungsbereich, also bei mittleren bis kleinen Maschinen – bei gleicher Leistung. Bei diesen Maschinentypen gibt es immer seltener Schaltschränke, es kommen vermehrt Schaltkästen zum Einsatz, die in die Maschine integriert sind. Die Leistung muss aber der von High-End-Geräten entsprechen. Wir fokussieren uns mit unseren Systemen auf den mittleren Bereich von der Steuerung oder der Visualisierung bis hin zur Antriebstechnik. Ebenfalls eine große Rolle spielt die Energieeffizienz. Das Thema wird stark über die Endkunden getrieben. Das wird zwangsläufig dazu führen, dass dieses Thema über kurz oder lang auch bei den Maschinenbauern ankommt. Eine weitere wichtige Entwicklung ist die Integration der Leistungselektronik in die Antriebe.

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SCOPE: Gerade in diesem Bereich nehmen Sie ja für sich in Anspruch ‚truly integrated motion‘ anzubieten. Was genau bedeutet das?

Schoch: Für Rockwell Automation ist diese Integration ein Schwerpunkt, weil wir unsere Systeme, die Antriebstechnik, sowohl Servotechnik als auch die Frequenzumrichter, in unsere Steuerungen integrieren. Das Programmieren erfolgt nur noch über ein Entwicklungstool – Studio 5000. Dies wird durch den in die Steuerung integrierten Motion-Planer ermöglicht. Dieser macht die Grobplanung und gibt diese Informationen an die Antriebstechnik weiter; dort wird dann eine Feininterpolation durchgeführt und der Regelkreis geschlossen. Bei uns ist ein Servosteller, vereinfacht ausgedrückt, eigentlich nur ein digitaler E/A-Punkt. Die ganze Intelligenz des Antriebes sitzt in der Steuerung – das ist was wir unter wirklicher Integration verstehen.

SCOPE: Wirklich zu integrieren nimmt fast jeder Automatisierer für sich in Anspruch. Wie hebt sich Rockwell Automation diesbezüglich von seinen Wettbewerbern ab?

Schoch: Wir fokussieren die Integration nicht nur auf die Servotechnik, sondern sehen das Thema multidisziplinär. Das heißt, wir haben nicht nur die Servotechnik integriert, sondern auch die Prozesstechnik. Es gibt einen speziellen Befehlssatz für die Antriebstechnik oder für die Prozesstechnik, um diese Bereiche wirklich zu integrieren. Diese Dinge ermöglichen es, Maschinen schneller auf den Markt zu bringen.

SCOPE: Zwei Innovationen, mit denen Sie den Entwicklungen in der Antriebstechnik Rechnung tragen, sind der Umrichter Powerflex und der Servoantrieb Kinetix. Welche Vorteile bieten diese Geräte?

Schoch: Beim Powerflex 525 haben wir darauf geachtet, eine einfache Integration in unser System zu realisieren. Ein wichtiger Punkt dabei ist die Kommunikation zu den Antrieben, die über Ethernet/IP realisiert wurde. Mithilfe integrierter Profile ist es möglich, den Antrieb in der Steuerung zu parametrieren und zu konfigurieren. Die Sicherheitsfunktionalität in den Antrieben ist uns dabei sehr wichtig gewesen, so dass man einen sicheren Halt realisieren kann. Zu den weiteren Vorteilen gehören die geringen Abmaße. Des Weiteren sind die Betriebstemperaturen der Antriebe sehr hoch. Wir können hier bis zu 70° realisieren. Das Highlight des Umrichters ist aber die einfache Handhabung. So kann man die Steuerelektronik separat abnehmen, einfach über einen USB-Stecker mit einem Programmiergerät verbinden und Parametrierung durchführen ohne dass dafür Leistungselektronik nötig ist. Der Techniker muss also nicht am Schaltschrank sitzen und die Geräte parametrieren, sondern kann dies am Schreibtisch durchführen.

SCOPE: Und welche Vorteile bietet der Servoantrieb?

Schoch: Auch beim Kinetix 5550 haben wir den Fokus auf die Abmessungen gelegt. So können wir bei den Antrieben um bis zu 50 % Schaltschrankplatz einsparen. Des Weiteren haben wir auf eine intelligente Einspeisungsphilosophie gesetzt. Wir können verschiedene Einspeisungsvariationen nutzen. So können wir, wenn ein Antrieb beschleunigt und der andere bremst, die für die Beschleunigung benötigte Energie über die Energierückgewinnung beim Bremsen bereitstellen. Ein weiterer Pluspunkt des Servoantriebs ist die flache Drehzahl-Drehmoment-Kennlinie. Das heißt, man kann bei gleichem Drehmoment den Strom reduzieren und damit die Antriebe ein bis zwei Stufen kleiner wählen. Dazu kommt die Einkabeltechnologie: Wir führen durch ein Kabel Leistung, Feedback und Bremse. Hier verwenden wir ein Kabel mit einem Speedtec-Verbinder. Und schließlich können wir nicht nur Servomotoren, sondern auch AC-Motoren ansteuern.

SCOPE: Stichwort Integrierte Antriebe: Lassen sich die beiden Produkte zu einem integrierten Antriebssystem verknüpfen und welche weiteren Komponenten und Systeme lassen sich einbinden?

Schoch: Selbstverständlich lassen sie sich verknüpfen, denn beide können mit dem Entwicklungstool Studio 5000 parametriert und konfiguriert werden. Dadurch sind alle notwendigen Informationen zur Verknüpfung der beiden Antriebskomponenten automatisch in unserem Logix-Steuerungssystem verfügbar. Zusätzlich wird dies vereinfacht durch eine einheitliche Kommunikation über EtherNet/IP. Rockwell setzt auf Standard-EtherNet. Es ist ein Netzwerk, über das sich die Antriebe verbinden und ansteuern lassen, aber auch dezentrale E/As und Visualisierungssysteme wie unsere Panel Views. Zudem erlaubt uns die Nutzung von Standard-Ethernet, alle Möglichkeiten der IT Welt zu nutzen. So haben alle unsere Produkte, die über eine Ethernet/IP Schnittstelle verfügen, einen Webbrowser integriert. Dadurch schaffen wir die Anbindung an die Welt der übergeordneten Steuerungssysteme.

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