Pohon s budoucností

Pohon s budoucností

Frekvenční měniče a servo-měniče (pozn. reakce: servo-měnič – „inteligentní“ digitalizovaný měnič, který na rozdíl od „běžných“ měničů plní vedle standardní funkce regulovaného servopohonu i další „inteligentní“ úkoly, dané implementovaným operačním systémem) nacházejí při konstrukci zařízení stále širší uplatnění. Důvodem jsou technické vlastnosti decentrálních pohonů: velký krouticí moment, exaktní kruhovitost běhu ve spodním rozsahu počtu otáček, inteligentní řídicí a regulační funkce.

Standardní pohon stroje se v současné době skládá z frekvenčního měniče a elektropřevodovky. Vnitřní regulační struktura frekvenčního měniče zaručuje v provozu velký rozběhový moment a velkou přetížitelnost.

Pohon s frekvenčním měničem
Základem kvalitního provozu pohonu je vektorově orientovaná regulace (vector control). Motor je do činnosti uváděn zpravidla frekvenčním měničem jakožto bezsenzorovým pohonem, bez zpětné vazby. Uživatel očekává přesný provoz s pevným počtem otáček. Tak je např. realizována regulace průběžných nebo vratných poloh (válcovací stolice, přepravníky apod.) bez zpětné vazby. Frekvenční měnič Global-Drive-Vector 8200 firmy Lenze ve výkonovém rozsahu 0,25 až 11 kW tyto požadavky plní pomocí nové a přesné regulace, která zajišťuje velmi dobrou kruhovitost běhu a velký rozsah počtu otáček.

Jako pohon se používají axiální motory (čelní a ploché elektropřevodovky) nebo úhlové elektropřevodovky (kuželo-čelní a čelně-šnekové elektropřevodovky). Strojním dílcům jsou přizpůsobeny příslušnými převody a hřídeli či přírubou. Tento pohon s měničem může zároveň zajistit i úkoly řízení: různé funkce a napojení na sběrnici lze realizovat násuvnými funkčními moduly.

Servo-měnič jako „hnací síla“
Využitím servo-měniče lze plnit velmi náročné úkoly, např. paralelní běh několika textilních pásů. I zde jsou základem zařízení technické vlastnosti pohonu: velká přetížitelnost a velmi přesná kruhovitost běhu. „Provozní systém“ pohonné techniky je zaručen vektorově orientovanou regulací. Regulační chování je obdobné jako u frekvenčního měniče. Precizní souběh, přesný i při opakování, je zajištěn zpětnými vazbami. Rezolver (speciální servomechanismus, např. indukční stroj s dvoufázově vinutým statorem a rotorem, pozn. red.) nebo čidlo absolutních hodnot mohou být interně vyhodnoceny v servo-měniči jako systémy zpětné vazby. Velmi přesná rozlišení do 215 nejsou v tomto případě žádnou vzácností.

Pro pohon se používají velmi dynamické synchronní nebo asynchronní servomotory, přičemž jsou vyžadovány jejich co nejmenší momenty setrvačnosti. Synchronní motor zajišťuje velký měrný výkon na velmi malé ploše, asynchronní motor zabezpečuje velmi široký rozsah počtu otáček. I zde je možné využít kombinaci se zmíněnými převodovkami.

Servo-měnič 9300 firmy Lenze nabízí jako inteligentní pohon tento „provozní systém“, jenž může být základem pro další procesní vlastnosti stroje. Dílčí procesy, např. elektronická vačka nebo regulace registru, jsou v měniči řešeny kompletně a několika parametry je lze přizpůsobit zařízení. Jako technologická funkce je – kromě již uvedených funkcí – integrována regulace polohování. Proto mohou být vynechána externí řízení polohování nebo mohou být dosavadní mechanická řešení (mechanická vačka, regulace registru) nahrazena elektronickými řešeními, bez opotřebení. Tento postup snižuje náklady na instalaci a optimalizuje dobu potřebnou na údržbu a přestavbu zařízení.

Servo-měnič může díky funkcím PLC řešit další úkoly podle IEC 1131. Díky této všeobecně platné normě pro programovací jazyky získává servo-měnič schopnosti menšího automatu PLC, takže s jeho využitím mohou být realizovány individuální úkoly řízení; prostřednictvím systémové sběrnice Lenze vzájemně komunikují pohony mezi sebou.

Balicí linky
Spolupráci pohonů je možné objasnit na příkladu z průmyslu obalů – stroje na svařování fólií. Dopravní pohony jsou zde vybaveny frekvenčními měniči. Měnič musí umět zpracovat rázová zatížení, která vznikají v důsledku vzájemné přilnavosti jednotlivých vrstev fólií. Na dráze zboží jsou umístěny servo-měniče pro posun, řezání a lepení. Jestliže se balí různé výrobky, mohou být místa, na kterých se obaly slepují, vybavena servovačkami. Přitom jde o tentýž servoregulátor.

Všechny pohony je možné bez velkých nákladů a velmi rychle navzájem propojit systémovou sběrnicí. Propojení umožňuje okamžitou přímou komunikaci, jednotlivé pohony jsou přitom rovnoprávné. Propojení této decentrální stanice s řídicím centrem může být sledováno jedním přístrojem. Takto se pro stroj vytvoří přehledný a flexibilní systém, jenž je založen na pohonné vlastnosti pohonového regulátoru. Další možnosti automatizace uvnitř zařízení určují inteligentní pohony.

Frekvenční měniče a servo-měniče nabízejí vnitřní vlastnosti a možnosti, které lze navzájem kombinovat. Proto je možné pro vyřešení každého požadavku zvolit vhodné řešení. Vlivem použití decentrálních a inteligentních součástí zařízení se řídicí úkoly v nadřazeném systému redukují, a tak se uvolňují potřebné oblasti pro vizualizaci a diagnózu.