KAS - nowa platforma automatyzacji firmy Kollmorgen

Firma Kollmorgen jako światowy dostawca podzespołów automatyki przemysłowej w odpowiedzi na współczesne wymagania branży budowy maszyn oferuje zintegrowany system automatyzacji Kollmorgen Automation Suite, w skrócie KAS. System ten przez wydajne układy sterujące, komunikację przemysłową czasu rzeczywistego oraz dynamiczne serwonapędy zapewnia precyzyjną synchronizację ruchu. Zwiększając produktywność maszyn, jednocześnie ogranicza czas i koszty związane z ich opracowaniem. Narzędzie programowe KAS zapewnia intuicyjne, modułowe i graficzne odzwierciedlenie struktury napędowej, zapewniając przejrzystość aplikacjom kontroli ruchu.

KAS - SKALOWALNY, A WIĘC ZAPEWNIAJĄCY OPTYMALIZACJĘ KOSZTÓW

Cechą charakterystyczną systemu KAS jest jego elastyczność, określana jako skalowalność w zależności od stopnia złożenia i przeznaczenia maszyny przemysłowej. Charakteryzując aplikację pod tym kątem, można wymienić cztery kluczowe układy systemowe:

• z nadrzędnym komputerem przemysłowym IPC oraz podrzędnym układem sterowników osi (rys. 1);
• z rozdzieloną strukturą składającą się z głównego sterownika PLC oraz pośredniczącego sterownika Motion Control (PDMM) zarządzającego wyłącznie elementami napędowymi maszyny (rys. 2),
• z programowalnym sterownikiem osi - serwofalownikiem AKD Basic w układzie 1-osiowym (rys. 3),
• w układzie synchronizacji - wielosiowym typu master-slave (rys. 4).

Rys. 1.

Rys. 2.

Rys. 3.

Rys. 4.

Każda z powyższych możliwości może być zrealizowana za pomocą tego samego narzędzia programowego, co zdecydowanie obniża koszty związane z wdrożeniem systemów napędowych. Jest to szczególnie istotne dla integratorów systemów automatyki napędowej, którzy często stają przed koniecznością stopniowego modernizowania układów sterujących w danej maszynie.

Motywowane jest to chęcią rozłożenia obciążenia finansowego przez odbiorcę ma kolejne etapy inwestycyjne lub też koniecznością zachowania ciągłości procesu produkcyjnego. System KAS pozwala w takich sytuacjach na integrację w skali adekwatnej do możliwości i potrzeb klienta końcowego. Umożliwia współpracę z jednostkami sterującymi firm trzecich oraz eliminuje elementy składowe systemu do niezbędnego minimum.

KAS TO ZWIĘKSZONA WYDAJNOŚĆ MASZYN

Rys. 5. Programowalny sterownik ruchu - PDMM motion control

Kluczowym ogniwem systemu KAS jest zaawansowany kontroler ruchu (Motion Control) - sterownik PDMM. Kontroler ten wykorzystuje komunikację w standardzie EtherCAT, a dzięki powiązaniu w jednym układzie jednostki PLC oraz sterownika napędu operacje wykonywane są w bardzo szybkiej pętli procesowej (do 250µs).

Program kompilowany jest z naciskiem na optymalizację cyklu pracy procesora sterującego, dzięki czemu lepiej wykorzystywane są zasoby obliczeniowe sterownika. W ramach struktury programowej KAS możliwe jest tworzenie programów sterujących niezależnych od aktualnej platformy, umożliwiając w perspektywie migrację na nowszy system w dynamicznie rozwijanej palecie rozwiązań firmy Kollmorgen.

KAS IDE - PLATFORMA PROGRAMISTYCZNA

KAS IDE zapewnia wiele szablonów, tzw. szkieletów typowych aplikacji przemysłowych w standardzie, stworzonych przez doświadczonych inżynierów automatyków pracujących dla Kollmorgen, nieustannie powiększających bazę aplikacyjną KAS. Wśród gotowych aplikacji kontroli ruchu należy wymienić takie jak latająca piła, nóż obrotowy, regulator technologiczny i krzywka, Szablony te mogą być importowane z bogatej bazy projektów i eksportowane do nowych aplikacji. Proces ten przebiega intuicyjnie - z wykorzystaniem kreatora projektu. W przypadku systemu automatyki całkowicie opartego na protokole EtherCAT konfiguracja warstwy komunikacyjnej przebiega w sposób automatyczny a proces mapowania parametrów jest niezwykle prosty.

PROGRAMOWANIE W OPARCIU NA STANDARDZIE PLC OPEN IEC 61131-3

Kollmorgen aktywnie wspiera standaryzację w automatyce przemysłowej, uczestnicząc w programie PLC Open. Środowisko KAS umożliwia swobodne wykorzystanie pięciu standaryzowanych języków programowania: tekstu strukturalnego ST, schematu blokowego FBD , listy instrukcji IL, grafu funkcji sekwencyjnych SFC, schematu drabinkowego FFLD.

Rys. 6. Środowisko KAS IDE

Rys. 7. Standardowe języki programowania

PROGRAMOWANIE W OPARCIU NA SCHEMACIE NAPĘDOWYM - PIPE NETWORK

Rys. 8. Struktura mechaniki napędowej oraz jej odzwierciedlenie w Pipe Network

W złożonych aplikacjach napędowych i wieloosiowych systemach synchronizacji ruchu KAS oferuje alternatywny standard programowania - Pipe Network. Standard ten opiera się na koncepcji przetworzenie istotnych elementów mechanicznej struktury napędowej maszyny na programowalne bloki funkcyjne odzwierciedlające podstawowe jej elementy, takie jak przekładnie, krzywki i sprzęgła.

W schematach mechanicznych maszyny występuje napęd główny, który rozdziela ruch na pozostałe układy za pośrednictwem przekładni i krzywek. W sieci Pipe Network funkcję napędu głównego przejmuje napęd wirtualny - Virtual Master, natomiast mechanizmy napędowe zostają zastąpione przez elektroniczne krzywki i przekładnie. W ramach pojedynczego bloku funkcyjnego możliwe jest programowanie w jednym z 5 standaryzowanych języków standaryzowanych.

Rys. 9. Graficzne programowanie w Pipe Network

Bardziej złożone aplikacje mogą zawierać w sobie część kodu zrealizowanego w oparciu na klasycznym PLC Open. Struktura tak zorganizowanej aplikacji jest przejrzysta i spójna. Stanowi dokładne odzwierciedlenie mechanicznego schematu napędowego. Realizacja nawet bardzo skomplikowanych układów synchronizacji wieloosiowej jest przez to prosta, pozwala na szybsze wdrożenie maszyny a co za tym idzie obniża koszty związane z jej uruchomieniem.

PEŁNA SYMULACJA PROCESU W STANDARDZIE

Rys. 10. KAS Symulator

Ważnym elementem środowiska programowego jest KAS Simulator. Narzędzie to umożliwia symulację pracy systemu docelowego bez użycia fizycznych napędów lub z ich współudziałem - łącząc osie fizyczne i wirtualne. Inżynierowie aplikacyjni dzięki tej funkcjonalności mogą szybciej i sprawniej przeprowadzić proces uruchomienia u klienta, a przez to zaoszczędzić koszty związane z uruchomieniem aplikacji.

WARTOŚĆ DODANA

Dzięki platformie KAS możemy Państwu zaoferować kompletne rozwiązanie od jednego dostawcy, przejmując odpowiedzialność za dobór platformy napędowej. Takie podejście znacząco p rzyspiesza i ułatwia integrację. W połączeniu z pełnym wsparciem technicznym oraz bogatą bazą gotowych aplikacji pomoże to Państwu odnieść sukces w tworzeniu najlepszych maszyn przemysłowych na rynku.

DEMERO SP.J.
www.demero.pl