Passende Antriebe für Simatic Micro-Drive Kompakte Antriebssysteme mit breitem Einsatzspektrum

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Die Anforderungen zur Bewegungssteuerung im Automatisierungsumfeld nehmen kontinuierlich zu und werden immer komplexer. Siemens hat darauf mit dem Servoantriebssystem Simatic Micro-Drive reagiert; im modularen Antriebssystem von ebm-papst finden sich die dazu passenden Antriebe.

Der Name Simatic Micro-Drive ist dank zahlreicher Zulassungen der Name für ein weltweit einsetzbares Servoantriebssystem für den Schutzkleinspannungsbereich von 24 und 48 V DC. Dazu gehören ein kompakter Antriebsregler für einfachere Anwendungen und Leistungen bis 280 Watt (F-TM ServoDrive), ein Antriebsregler für anspruchsvollere Aufgaben (PDC, PROFI Drive Control) sowie flexibel einsetzbare Motoren und industrietaugliche Anschlusstechnik. Im Rahmen einer Produktpartnerschaft mit Siemens bietet ebm-papst hierfür passende Motoren in verschiedenen Baugrössen, mit unterschiedlichen Getrieben, integrierten Encodern und Bremsen im Leistungsbereich von 50 bis 750 Watt. Profitieren kann der Anwender davon gleich in mehrerlei Hinsicht, angefangen von der Konfiguration, Parametrierung und Inbetriebnahme bis hin zu Diagnose oder Wartung.

Schnellere und einfacher: Motion-Control-Anwendungen

Die robusten, elektronisch kommutierten BLDC-Motoren aus dem modularen ECI Antriebssysteme von ebm-papst bieten bei kleinem Bauraum eine hohe Leistungsdichte und haben sich bereits in vielen Anwendungen in unterschiedlichen Branchen bewährt. Jetzt erleichtern die im TIA-Portal hinterlegten Motordaten bei Motion-Control-Anwendungen bereits die Projektierung; der Engineering-Aufwand sinkt und die Konsistenz innerhalb des Projekts ist sichergestellt. Motion-Control-Anwendungen lassen sich so deutlich schneller und einfacher realisieren. Über die Simatic Micro-Drive Antriebsregler lassen sich die Antriebe dann komfortabel parametrieren und in Betrieb nehmen. Die Steuerung erkennt automatisch den jeweiligen Antrieb. Während des Betriebs liefern Systemdiagnosemeldungen wichtige Informationen wie die Motor-Temperatur, die sich zum Beispiel für vorbeugende Wartungsmassnahmen nutzen lassen. Über die standardisierte Kommunikation auf Basis von Industrial Ethernet (Profidrive und Profisave) lässt sich darauf ohne weiteren technischen Aufwand zugreifen, entweder über das TIA-Portal, die Steuerung sowie per HMI oder Web-Server, bei Bedarf auch aus der Ferne.

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Das Thema Sicherheit spielt ebenfalls in der Antriebstechnik oft eine wichtige Rolle. Während sich der kompakte F-TM Servo-Drive Regler für Anwendungen mit einfachen Sicherheitsanforderungen (STO) und Leistungen bis 280 Watt eignet, erfüllt der PDC-Servoregler mit STO, SS1, SLT, SLS und SSM über Profisave höchste Ansprüche. Die Kombination aus dem Servoregler und einem ECI-Antrieb hat sich beispielsweise bei fahrerlosen Transportfahrzeugen (FTF) bereits in den unterschiedlichsten Logistikanwendungen bewährt, angefangen vom Online-Handel bis hin zur Automobilfertigung oder auch in der Krankenhauslogistik. Wenn sich die Antriebe nahtlos in das Steuerungssystem des FTF einbinden lassen, ist der Fahrzeughersteller auf der sicheren Seite. Denn wenn die Kommunikation läuft und Safety-Anforderungen erfüllt sind, unterstützt ihn das beim Erstellen des eigenen Sicherheitskonzepts und vereinfacht die nachgelagerte Freigabe des Gesamtfahrzeuges bei der TÜV-Prüfstelle.

Unterschiedliche Leistungsklassen für zahlreiche Applikationen

Die bürstenlosen, elektronisch kommutierten Innenläufermotoren von ebm-papst gibt es in drei Baugrössen: Die ECI-42 Motoren mit 42 mm Durchmesser erreichen mit Statorbaulängen von 20 oder 40 mm Leistungen von 45 bis zu 92 Watt bei 110 bzw. 220 mNm Nenndrehmoment und 4.000 U/min Nenndrehzahl. Mit Statorbaulängen von 20, 40 oder 60 mm decken die grösseren ECI-63 Motoren den Leistungsbereich von 150 bis 370 Watt ab, bei bis zu 880 mNm Nenndrehmoment und 4000 U/min Nenndrehzahl. Ihr Wirkungsgrad liegt bei über 90 %. Bei den ECI-80 Motoren stehen ebenfalls eichen drei Statorbaulängen zur Verfügung. Sie haben einen Durchmesser von 80 mm und erreichen Nennleistungen bis 750 Watt.

Alle Ausführungen können mit Planetengetrieben in der gleichen Baugrösse wie der Motor kombiniert und mit hochauflösenden integrierten Encodern ausgestattet werden, so dass sich auch Anwendungen mit hohen Anforderungen an die Positioniergenauigkeit realisieren lassen.

Individuelle Umrüstung der Formatverstellung

Dafür findet sich ein Beispiel bei der Kolbus GmbH, die ECI-42 Antriebe als Ersatz für einen älteren Motortyp in Kombination mit dem kompakten Servo-Antriebsregler Simatic F-TM ServoDrive HF v2 zur Formatverstellung an Deckenmaschinen einsetzt, mit denen hochwertige Buchdecken, Ordner, Displays, Kalenderrückseiten oder Spielbretter hergestellt werden.

Bei der Umrüstung der Formatverstellung waren den Maschinenbauern neben der hohen Positioniergenauigkeit vor allem zwei Punkte wichtig: Die nahtlose Integration des neuen Motors in die Siemens-Steuerungsumgebung der Maschinen sowie ein mechanischer 1:1 Ersatz für die bisherige Antrieblösung. In diesem Zusammenhang kam die b-drives GmbH ins Spiel. Als Systempartner von ebm-papst hat das Team von b-drives über zehn Jahre Erfahrung in der Auslegung, Regelung und Applikation von elektrischen Antrieben, wovon jetzt die Maschinenbauer profitieren.

Robert Nohr, Projektingenieur bei b-drives berichtet: «Als 1:1 Ersatz für die bisherige Lösung haben wir einen ECI-42 Motor mit 90 Watt Leistung mit einem hochauflösenden Multiturngebersystem aus dem Antriebsbaukasten sowie einem speziell an diese Applikation angepassten Schneckengetriebe kombiniert. Die Versorgungsspannung wurde mit 48 V ebenfalls auf die Anwendung abgestimmt (Bild 5).» Durch Absolut-Multiturngeber an allen Achsen ist nach einem Maschinenstillstand keine Referenzfahrt notwendig, da der Positionswert erhalten bleibt.

Für den Maschinenbauer ergab sich dadurch eine Plug-and-play-fähige Umrüst-Lösung. «Die kompakten Servoregler bezieht Kolbus direkt bei Siemens. Zur Verbindung mit dem Motor genügt ein Hybrid-Kabel, das am Motor über einen industriegerechten Stecker angeschlossen wird», ergänzt Robert Nohr. Die F-TM Module aus dem ET200SP Verbund werden im TIA-Portal über eine GSD-Datei eingebunden und im Anschluss wird der Motor parametriert. Zusätzlich ist ein TO-Antriebsobjekt als Hardwareschnittstelle anzulegen. An den Deckenmaschinen setzt Kolbus heute je nach Ausbaustufe bis zu 20 der ECI-42 Antriebssysteme ein. Alle Beteiligten sind mit dem Ergebnis der Umrüstung zufrieden und wollen auch in Zukunft bei weiteren Projekten gerne wieder zusammenarbeiten.

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