Sigmatek auf der SPS Nürnberg Neue Safety-Funktionen im Drive und Digitaler Zwilling

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Unter dem Motto «We Max Up Your Automation» erweitert und optimiert Sigmatek laufend sein Portfolio. Der Anwender soll über Flexibilität und Komfort bei der Umsetzung seiner Anwendung verfügen. Zwei Highlights zur SPS in Nürnberg sind die umfangreichen, TÜV-zertifizierten Safety-Funktionen der Servodrives MDD 2000, die hohe Leistung mit grösstmöglicher Sicherheit kombinieren, und die modellbasierte Entwicklung mit dem Digitalen Zwilling. Diese hilft Maschinenherstellern, in kürzerer Zeit bessere Maschinen zu bauen.

Die Sigmatek DIAS-Drive 2000 Serie kombiniert hohe Leistungsdichte und Flexibilität zur Steuerung von Servomotoren in einem hochkompakten Design. Jetzt sind noch mehr Safety-Funktionen in den MDD 2000- Servodrives integriert. Zu den wichtigsten bisher bereits enthaltenen Funktionen Safe Torque Off (STO), Safe Stop 1 (SS1), Safe Operating Stop (SOS), Safe Brake Control (SBC) sowie Safely-Limited Speed (SLS) sind nun standardmässig 12 weitere Safetyfunktionen verfügbar: sichere Geschwindigkeits-, Beschleunigungs-, Positions- und Drehrichtungs-Funktionen – alle SIL 3, PL e, Kat. 4 und TÜV-zertifiziert.

Für passgenaue Antriebslösungen kann das flexible Servosystem ein- oder dreiphasig mit 230-480 VAC betrieben werden. Neben ein bis drei Achsen sind Versorgung, Netzfilter, Bremswiderstand und Zwischenkreis ebenfalls an board – und das auf nur 75x240x219 mm in Baugrösse 1. Somit wird höchste Leistungsdichte erzielt.

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Baugrösse 1 bietet eine Leistung von bis zu 3x 5 A Nenn- bzw. 3x 15 A Spitzenstrom, die doppeltbreite Baugrösse 2 bis zu 3x 10 A Nenn- bzw. 3x 30 A Spitzenstrom. Der Überlastfaktor liegt bei bis zu 300 Prozent. Sehr kurze Reglerzykluszeiten von 62,5 µs verleihen den DIAS-Drives eine exzellente Servo-Performance. Die Module können standalone oder im Verbund mit beliebig vielen MDD-2000-Achsmodulen beider Baugrössen eingesetzt werden. Dabei lassen sie sich in Anreihtechnik werkzeuglos verbinden. So entfällt eine aufwendige Einzelverdrahtung für Strom, Zwischenkreiskopplung und Echtzeit-Ethernet-Kommunikation. Im Standard integriert ist die Einkabellösung Hiperface DSL, womit sich der Verkabelungsaufwand minimiert.

Digitaler Zwilling in Lasal: Schneller zu besseren Maschinen durch Parallelisierung

Die Software- Entwicklungsumgebung Lasal von Sigmatek unterstützt eine modellbasierte Entwicklung und virtuelle Inbetriebnahme mit dem Digitalen Zwilling. Dabei wird, gemeinsam mit 3D-Modellen der Mechanik, für die physikbasierte 3D-Simulation ein vollständiger Digitaler Zwilling erstellt. Dieser fungiert als valide Grundlage für die detaillierte Softwareentwicklung, Elektroplanung und Konstruktion einer Maschine oder Anlage. So ist es möglich, alle Entwicklungsschritte von der Planung bis zur Inbetriebnahme virtuell darzustellen, zu simulieren, zu testen und abzusichern – ob einzelne Maschinenfunktionen oder komplette Anlagen.

Ein Vorteil dieser modellbasierten Entwicklung mit dem Digitalen Zwilling ist, die Entwicklung zu parallelisieren und damit zu beschleunigen. Zudem muss mit Abstimmungen und Tests nicht erst auf das Vorliegen der echten Mechanik und Hardware gewartet werden. Als weiteren wesentlich Schritt hin zu besseren Maschinen, gibt es die Möglichkeit einer virtuellen Inbetriebnahme. Dabei ersetzt der Digitale Zwilling die reale Maschine oder Anlage. Diese wird zunächst noch komplett als Computermodell mit «Software in the Loop» simuliert. Erst danach folgt die Übertragung der Programme auf die echte Steuerungshardware («Hardware in the Loop»).

Um dies zu ermöglichen, wurden im Entwicklungstool Lasal alle nach aussen gerichteten I/O-Objektklassen erheblich erweitert. Diese «advanced I/Os» brauchen an ihrem «äusseren» Ende nicht mehr notwendigerweise echte Verbindungen, sondern können in verschiedenen Modi mit vorgegebenen, simulierten oder im Digitalen Zwilling entstehenden Werten arbeiten. Das hilft, die Entwicklungszeit zu verkürzen, das Entwicklungsrisiko zu minimieren und Nacharbeiten zu eliminieren. So können Maschinen- und Anlagenhersteller schneller bessere Maschinen entwickeln und ihre Marktposition absichern.

Mit der Inbetriebnahme sind die Anwendungsmöglichkeiten des Digitalen Zwillings allerdings noch lange nicht erschöpft. Dieser kann im Betrieb mitlaufen, um Abweichungen aufzudecken und entsprechend gegenzusteuern. So werden Produktionsprozesse optimiert. Die Fehlertoleranz und Lebensdauer der Maschine wird vergrössert und eine vorausschauende Wartung ermöglicht.

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