Ein Schritt in Richtung „Integrale Automation“

ACOPOS – Intelligente Antriebe

ACOPOS (griech. mühelos, leicht) stand Pate für die Namensgebung einer neuen Servogeneration. Die Umsetzung des Anspruches der Leichtigkeit gelingt durch die Integration von Motor- und Antriebselektronik in eine Entwicklungsumgebung.

Die heutigen Anforderungen an Servomotoren beziehen sich hauptsächlich auf Kompaktheit und hohen Wirkungsgrad. Bei den Antrieben von Bernecker & Rainer kann unter Berücksichtigung der mechanischen Anforderungen wie Drehzahl und Drehmoment der jeweils richtige Motor ausgewählt werden. Die Baureihen MSA und MSB sind permanent-erregte, elektronisch kommutierte Synchronmotoren für Applikationen mit hohen Anforderungen an Dynamik und Positioniergenauigkeit. Hochenergetische Magnetkreise und eine patentierte Wicklungsanordnung erlauben eine äußerst kompakte Bauweise.

Maximale Sicherheit
Um maximale Sicherheit gewährleisten zu können, ist unter anderem das elektronische Typenschild am Motor verantwortlich. Dieses enthält alle mechanisch und elektronisch relevanten Daten für die Funktion des Motors. Aufwendige Parametrierarbeiten entfallen und die Inbetriebnahmezeiten werden wesentlich verkürzt. Sicherheit bedeutet aber auch, dass im Servicefall relevante Daten abgefragt und unsachgemäße Handhabung nachvollzogen werden können.
Um im rauhen Industriealltag einen einwandfreien Betrieb zu gewährleisten, wurde der EMV-Thematik besonderes Augenmerk geschenkt. So sind neben den von der Norm vorgeschriebenen Tests zusätzliche Feldtests unter erschwerten Bedingungen durchgeführt worden. Hier konnten die ausgezeichneten Messergebnisse aus den Prüflabors in der Praxis bestätigt werden. Weiters sind die notwendigen Filter zur Einhaltung der CE-Richtlinien im Gerät integriert. Damit wird eine wesentliche Montageerleichterung erzielt.

Bis an die Grenzen
Auch in punkto Betriebssicherheit ist durch die Überwachung der thermisch stark beanspruchten Komponenten (IGBT Module, Bremswiderstand, Motorwicklung) bestens vorgesorgt. Durch rechnergestützte Modelle können auch nicht direkt messbare Temperaturen am Bauelement ausgewertet werden. Ein Beispiel dafür ist die Sperrschichttemperatur Sie stellt die entscheidende Größe für die Belastbarkeit eines Halbleiters dar. Mit Hilfe dieser Modelle kann deren Wert ausreichend genau für jeden IGBT einzeln ermittelt und kontrolliert werden. Sogenannte „Hot Spots“ sind somit ausgeschlossen und die volle Dynamik der Geräte kann auch bei niedrigen Drehzahlen und im Stillstand genutzt werden. Der Bremswiderstand und die Motorwicklung werden analog überwacht. Diese Form der Überwachung ermöglicht eine bessere Nutzung der absoluten Grenzen des Gerätes und bringt den entscheidenden Vorteil von höherer Leistung bei niedrigeren Kosten.

Individuelle E/A-Anpassung
Die zum Betrieb einer Servoachse notwendigen Ein-/Ausgänge gehören bei den ACOPOS-Geräten zur Grundausstattung. Für präzise Vermessungsaufgaben bzw. zur Druckmarkensteuerung stehen dem Anwender zwei hochgenaue Triggereingän- ge zur Verfügung. Die Anpassung an die verwendeten Sensoren/Aktoren erfolgt ebenfalls über modulare Einschubmodule. Dieses modulare Konzept erlaubt es dem Anwender, für die jeweils applikationsspezifischen Erfordernisse die optimale Konfiguration zu finden.

Einfacher Service
Alle notwendigen Daten werden im Anwenderspeicher der Steuerung abgelegt, so dass sich der Serviceeinsatz nur auf den mechanischen Tausch der Geräte beschränkt und keine Veränderungen im Programm vorgenommen werden müssen. Nach dem Wiedereinschalten sorgt die Steuerung automatisch (oder auf Wunsch des Bedieners) für die Installation des in der Anlage verwendeten Betriebssystemes. Erst nach diesem Vorgang werden die Parameter in den Servoverstärker übertragen. Eventuell auftretende Probleme durch unterschiedliche SW-Versionen bzw. Parameter sind somit ausgeschlossen.

Soft- und Hardware als Einheit
Bernecker & Rainer setzt auf die Zusammenfassung und Integration aller relevanten Technologien in ein Werkzeug – dem B&R Automation Studio. Die Einbindung des B&R Servoreglers ACOPOS wird durch eine Windows Look & Feel Bedienoberfläche umgesetzt und nach kürzester Einarbeitungszeit zur Routine. Auswahlboxen und geführte Abfragen erleichtern die Auswahl und Parametrierung der Servoachsen. Die Darstellung des Zielsystemes erfolgt über eine übersichtliche Baumstruktur. Detaillierte Informationen über das Zielsystem mit integrierter Hardwaredokumentation von der Software bis zur Anschlussklemme reduzieren den Projektierungsaufwand um ein Vielfaches.
Die mittels Anwenderprogramm ansprechbaren NC-Objekte befinden sich, ebenso wie die Anwenderprogramme, in der CPU. Das Erstellen der NC-Objekte, egal ob Achsen, CNC-System oder auch Kurvenscheibe, erfolgt über Dialogboxen. Den einzelnen Hard- und Softwarekanälen wird dabei ein symbolischer Name zugeteilt. Dies erleichtert den Einstieg und erhöht die Übersichtlichkeit. Die Initialparameter werden in einem eigenen Editor im Klartext zugewiesen.

Umfangreiche Features
Mit dem eingebauten NC-Test kann ohne eine einzige Programmzeile die Kontrolle über die Achse übernommen werden. Wie im Bild 2 zu sehen ist, sind mehrere Editoren zu einem einzigen Fenster zusammengefasst. Jede Bewegung, von Punkt zu Punkt bis zur Getriebefunktion, kann mittels einer NC-Aktion abgesetzt werden. Die Reaktion der Achse kann online im Monitorfenster beobachtet werden. Bei eingeschalteter Tracefunktion werden relevante Daten – von der Position bis zur Motortemperatur im Antrieb aufgezeichnet. Die übersichtliche Darstellung im Tracefenster ermöglicht eine einfache Auswertung der Positionierergebnisse.
Modulare Plugins ermöglichen die homogene Integration von leistungsfähigen Werkzeugen wie z. B. dem Kurvenscheibeneditor. Die Maus dient als Werkzeug für Fixpunkte, synchrone Strecken oder Interpolationen. Auswirkungen der Positionsverhältnisse auf Geschwindigkeit, Beschleunigung und Ruck der verbundenen Slaveachse können online beobachtet werden.
Das Oszilloskop im Antrieb erlaubt die Überwachung der Bewegung in Echtzeit. Vielfältige Triggermöglichkeiten bringen in jeder Situation aussagefähige Daten für eine Analyse. Die graphische Darstellung der Diagnosedaten unterstützt den Anwender bei der Feinabstimmung und Optimierung der Bewegungsabläufe. Messcursor und Referenz erlauben eine Vermessung auf Mikrosekunden genau.

Bernecker & Rainer
Tel. (07748) 65 86-0
Fax (07748) 65 86-26
ESonline 03000

Bildtexte:
Bild 1: Typisches Beispiel für eine Anlagen- oder Maschinenkonfiguration mit bis zu 32 synchronen Achsen.
Bild 2: Implementierter NC-Test mit graphischer Anzeige.

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