Lexium PAC: технологии автоматизации и управление движением

Применение сервосистем в линиях сложных автоматизированных производств, а также в станках среднего и малого уровня автоматизации становится характеристикой дальновидной политики предприятия. Все более и более высокие требования к производительности и одновременно строжайший контроль качества (то есть точности) и гибкость производства продукции предъявляют в свою очередь очень высокие требования к функциональным характеристикам преобразовательной и микропроцессорной техники.

Определение сервопривода

Современные сервоприводы должны быть высокодинамичными, обеспечивать широкий диапазон регулирования по скорости, гарантировать перегрузочную способность, обеспечивать минимальную погрешность позиционирования, стабилизации скорости и момента вращения.

Данные требования продиктованы стремительно усложняющимися и в то же время ускоряющимися процессами.

Сервопривод — это система привода, которая в широком диапазоне регулирования скорости обеспечивает динамичные, высокоточные процессы и их хорошую повторяемость.

Достоинства серводвигателей (вентильных двигателей)

Вентильные двигатели с возбуждением от высокоэнергетических постоянных магнитов Nd-Fе-В в настоящее время остаются наиболее перспективными из всех типов электродвигателей, применяемых в современных регулируемых электроприводах малой и средней мощности. Это объясняется целым рядом конструктивных и технико-эксплуатационных преимуществ двигателя, к числу которых относятся:

1. бесконтактность и отсутствие узлов, требующих обслуживания;
2. высокое быстродействие;
3. большая перегрузочная способность по моменту (кратность максимального момента кратковременно может превышать 3);
4. имеют практически неограниченный диапазон регулирования частоты вращения (1:10 000 и более); показатели кпд вентильных двигателей превышают 90% и при изменении нагрузки двигателя по мощности и при колебаниях напряжения питающей сети меняются очень несущественно, тогда как у асинхронных электродвигателей максимальный кпд не превышает 86% и зависит от изменений нагрузки;
5. низкий перегрев вентильного электродвигателя благодаря отсутствию обмоток на роторе двигателя, что существенно увеличивает срок службы двигателя, работающего в режиме частых перегрузок;
6. большая плотность момента на единицу массы электродвигателя.

И это далеко не полный перечень преимуществ сервосистем перед приводами постоянного и переменного тока общепромышленного применения. Все перечисленные характеристики имеют огромное значение при модернизации старых технологических линий новыми электромеханическими узлами, а именно — сервосистемами.

Компания Schneider Electric представляет Lexium PAC (рис. 1): готовые комбинации управления движением и продуктов автоматизации, позволяющие оперативно осуществлять разработку программного приложения всех функций управления движением для автоматизации машины, выгодно отличающиеся по соотношению «цена/ качество». Lexium PAC гарантирует гибкость и точность системы.

Lexium PAC означает полный пакет, полное предложение по управлению движением, включающее как сами сервоприводы Lexium 05, Lexium 15, серводвигатели BSH и BDH, так и конроллер управления сихронными осями Lexium Motion Controller.

Предложение компании Schneider Electric включает следующие компоненты

Сервопреобразователи Lexium 05 (0,4-6 кВт), Lexium 15 (1-42,5 кВт), контроллер позиционирования Lexium Motion Controller, серводвигатели BSH и BDH с различными типами датчиков и дополнительным оснащением, компактные приводы IcLa (привод встроен в двигатель), дополнительное оборудование (фильтры ЭМС, дроссели, тормозные сопротивления, кабели), редукторы, операторские панели, программное обеспечение для настройки и диагностики приводов Power Suite, программное обеспечение контроллера с библиотекой функциональных блоков типичных применений — «летучие ножницы», «группировка/разгруппи-ровка», «дисковый нож», «намотка/размотка», возможность создания электронных кулачков, программное обеспечение Lexium Sizer для выбора системы «преобразователь/двигатель» для конкретного применения (механической системы).

Контроллеры перемещения Lexium Motion Controller

Контроллеры перемещения Lexium Motion Controller (рис. 2) обеспечивают координацию и синхронизацию осей по полевой шине, при этом максимальное количество синхронизируемых осей может достигать восьми.

Структура построения систем на базе контроллера Lexium Motion Controller может включать до 8 реальных осей синхронизации (при этом синхронизация для четырех осей составляет 2 мс, для восьми осей — 4 мс), виртуальные оси, кулачковые профили и свободно программируемую логику, «электронный редуктор», 2D1/2 осевую линейную и круговую интерполяцию, внешний датчик положения Master Encoder. Lexium Motion Controller легко интегрируется в архитектуры автоматизации: позволяет осуществлять удаленный доступ (Web-сервер встроен), а также поддерживает сети Modbus, Ethernet TCP/IP, Profibus D P, DeviceNet, шины автоматизации CANopen, синхронизованную специализированную Motion-шину CANsynch.

Новый контроллер управления позиционированием Lexium Motion Controller обладает большими возможностями для управления сервоосями. Использование Lexium Motion Controller и его интегрированных решений обеспечивает полный контроль машины. Благодаря наличию библиотеки функциональных блоков типовых применений программирование становится максимально простым, а предварительно настроенные функциональные блоки упрощают настройку существующей машины и значительно сокращают время разработки и отладки приложений для всей установки. Это решение идеально подходит для небольших машин благодаря компактности своих размеров.

Сервоприводы Lexium 05 и Lexium 15 

Серия Lexium 05 (рис. 3) включает в себя функции и компоненты, традиционно считающиеся внешними и не входящие в состав подобных устройств, что обеспечивает компактность и облегчает интеграцию сервопреобразователя в шкафы управления или в машины.

Компактные размеры сервопреобразователей Lexium 15 (рис. 4) сочетаются с широким диапазоном напряжений питания и выходных мощностей, что делает их идеальным решением для применения во всех типах оборудования.

Серводвигатели типов BSH и BDH

Серводвигатели BSH (рис. 5) отличаются хорошей динамикой и точностью. Пять размеров фланцев и несколько вариантов длины позволяют создавать решения, подходящие для большинства видов применения в диапазоне моментов от 0,42 до 90 Н•м и скоростей от 1250 до 8000 мин-1.

Благодаря передовым технологиям, использованным при разработке серводвигателей BDH (рис. 6), на свет появились компактные и быстродействующие устройства, обеспечивающие одно из самых лучших среди представленных на рынке двигателей соотношений «момент/объем». Семь размеров фланцев и различные варианты обмоток позволяют создать решение, подходящее для большинства видов применения в диапазоне моментов от 0,18 до 53 Н•м и скоростей от 1000 до 8000 мин-1.

Предлагаются следующие варианты исполнения серводвигателей BSH и BDH: со стояночным тормозом или без него; с резольвером, с одно- или многооборотным абсолютным датчиком положения ротора SinCos Hiperfase®, с гладким концом вала или со шпонкой, с установкой в соответствии с требованиями МЭК или NEMA.

Выводы

Schneider Electric выпускает продукцию, позволяющую реализовать сервосистемы любой сложности для любых отраслей промышленности. Компания предоставляет сервисное и гарантийное обслуживание в России и по всему миру, высокий уровень технической поддержки на всех этапах, начиная от проектирования и заканчивая наладкой, а благодаря специальным библиотекам функциональных блоков типичных применений для контроллеров процедура программирования существенно упрощается.

А. ГАНИН,
менеджер по продукции
ЗАО «Шнейдер Электрик».