Díky inteligenci k vyšší efektivitě

Inteligentní servo osa Lenze pro řízení pohybu přichází s funkcemi IIoT

Inovativní koncept řízení pohybu, který snižuje složitost a poskytuje moderní inteligentní funkce pro IIoT, vytváří výhody pro výrobce OEM a obsluhu strojů. Inteligentní servo osa Lenze dosahuje až o 20 % kratších dob cyklu. Řešení také ukazuje své výhody ve strojírenství.

Lenze navrhlo svou inteligentní servo osu jako pohon s vysokou škálovatelností. Kombinace měniče i950, planetové převodovky g700 a synchronního motoru m850 pokrývá vysoce přesné polohovací úkoly i dynamické manipulační a montážní aplikace, robotiku nebo dopravníkové aplikace. Zároveň se i950 představuje jako komplexní zdroj dat pro průmyslový internet věcí (Industrial Internet of Things – IIoT) a na něm založené modely služeb – díky inteligentnímu měniči není nutné používat další senzory.

Obr. 1. Ovládání servo osy i950

Síla i mozek

Přizpůsobení různých úkolů a konceptů v průmyslové automatizaci vyžaduje na jedné straně vysoký výpočetní výkon a na druhé straně inteligentní funkce, s nimiž lze efektivně implementovat požadavky Industry 4.0. Servoměnič Lenze i950 je navržen přesně pro tyto požadavky.

Jedním z příkladů je jeho neobvyklý výkon dynamického řízení. Optimalizovaná kinematika měniče zohledňuje jak samotnou hnací osu, tak i regulační dráhu za ní. To znamená, že poruchy a odchylky jsou odstraněny mnohem rychleji než u standardních servoměničů na trhu. Výsledkem je, že cílová hodnota je obnovena za kratší dobu a odchylka od normálního provozu servo osy je pouze minimální.

Během provozu se to vyplatí dvakrát. Na jedné straně stojí vysoká přesnost polohování, jak je požadováno např. v tiskárnách. Vysoce kvalitní tiskové produkty lze vyrábět pouze s přesnou aplikací inkoustu. Na druhé straně je vyšší rychlost, kterou lze pohony řídit. Při pohledu na celý tisk tato výhoda zvyšuje až o 20 % rychlost cyklu. Pro uživatele to znamená značný nárůst výkonu a efektivity, který se nekupuje na úkor nižší kvality, ale je doprovázen lepšími výsledky.

Informační centrum pro IIoT

Budoucí automatizace továren musí brát v úvahu vývoj směrem k průmyslovému internetu věcí (IIoT) – inteligentní využití dat k tomu, aby byly stroje chytřejší a flexibilnější, aby byl zefektivněn servis a údržba a aby byly umožněny nové modely prodeje a služeb OEM.

Odkud však pocházejí požadované údaje? Zdánlivě nejjednodušší odpovědí jsou další senzory. Vyžadují však hodně úsilí: elektroinstalace a řídicí systémy se stávají složitějšími, rostou náklady na plánování a instalaci, stejně jako náklady na materiál a údržbu. Lenze ale ukazuje, že existuje i jiná cesta. Inteligentní využití dat, která jsou již k dispozici ze servo os, činí další komponenty zbytečnými. Místo toho se samotný pohon stává senzorem, který vytváří základ pro služby, jako je monitorování stavu. Vývojoví experti Lenze radí svým partnerům, jak detekovat napětí řemenu, tření a anomálie momentu setrvačnosti ve stávajících datech a jak z těchto dat vygenerovat nové, výhodné servisní modely.

Obr. 2. Inteligentní servo osa pro řízení pohybu s funkcemi IIoT

Snadný přístup do cloudu

Zpracování dat pro monitorování stavu a prediktivní údržbu zvládne výkonný i950 velmi snadno. IIoT však také znamená vytvoření sítí mimo jednotlivý stroj, např. společné monitorování různých systémů, centrální správu různých lokací nebo stanovení srovnávacích úrovní. Takové složitější úkoly se obvykle řeší prostřednictvím cloudových služeb, které umožňují použití strojového učení (machine learning – ML) a umělé inteligence (artificial intelligence – AI). Jednoduchý způsob přenosu dat z hnacího ústrojí do IIoT je proto nezbytný.

S bránou x500 v kombinaci s platformou X4 Remote získávají výrobci strojů cloudové řešení od společnosti Lenze připravené k použití. To zahrnuje nepřetržité monitorování stavu, vzdálenou údržbu stroje a uživatelsky přívětivou správu aktiv. OEM a uživatelé si mohou svobodně vybrat poskytovatele cloudu, aby mohli vybudovat svou platformu IIoT.

Snadné připojení k síti

Lenze rovněž splňuje požadavky na strojírenství, pokud jde o elektroinstalaci. Standardizovaná technologie jednoho kabelu (One-Cable-Technology – OCT) dále zjednodušuje konstrukci stroje. Místo samostatného napájecího a datového vedení k motoru je zapotřebí pouze jedno jediné připojení. Otevřený protokol zpětné vazby motoru přenáší data motoru digitálně. Například v případě motorů řady MCS a m850 od Lenze také přenáší signál kodéru a teplotu motoru. Toto je též součástí konceptu „pohon jako snímač“, protože zde lze vynechat resolver a snímač teploty motoru. Méně kabeláže snižuje náklady na materiál a šetří místo v rozváděči. Kromě toho jsou omezeny potenciální zdroje chyb: chyby související s připojením a zapojením jsou méně časté a hledání příčiny je snazší, protože je třeba testovat méně možností.

Závěrem

Uživatel požaduje inteligentnější a flexibilnější stroje. Protože se také má současně zvyšovat efektivita, neustálé vylepšování – více senzorů, více rozhraní, více výpočetního výkonu – nevede k cíli. Odpověď Lenze zní: vyšší výkon navzdory menší složitosti, více dat navzdory menšímu hardwaru, lepší služby díky větší inteligenci a důsledná orientace na budoucí technologie, jako je IIoT. Inteligentní servo osa jako silný prvek řízení pohybu v automatizačním systému Lenze kombinuje několik přístupů, které přinášejí OEM časové a nákladové výhody a současně podporují cíle produktivity uživatele. Mechanika, elektronika a digitalizace se tak spojily a vytvořily inteligentní řešení.