AMP8000: Więcej miejsca w szafie sterowniczej dzięki nowej technologii serwonapędów

AMP8000 integruje kompaktowy serwowzmacniacz bezpośrednio z serwosilnikiem. Ponieważ elektronika mocy została przeniesiona bezpośrednio do napędu, przestrzeń potrzebna w szafie sterowniczej jest zredukowana do rozmiaru pojedynczego modułu sprzęgającego, który zasila kilka serwonapędów za pomocą jednego przewodu poprzez moduł dystrybucji. Rezultat: znaczne oszczędności materiałowe i przestrzenne oraz redukcja kosztów i nakładów na instalację.

Moduł zasilania o wysokim stopniu ochrony IP pozwala nawet na przeniesienie całego systemu bezpośrednio do maszyny. Dzięki niewielu elementom system AMP8000 jest bardzo łatwy w konfiguracji, ponieważ do podłączenia modułów zasilania, modułów dystrybucji i napędów wymagany jest tylko jeden typ przewodu.

Inne komponenty, takie jak dławiki, zabezpieczenia lub filtry, nie są wymagane do działania systemu. Wszystkie moduły podłączeniowe i zasilające są również wyposażone w złącze EtherCAT P, umożliwiające podłączenie innych elementów sterowania firmy Beckhoff. Dzięki temu znacznie uproszczone jest połączenie z pozostałymi modułami I/O, enkoderami lub czujnikami.

Serwonapędy AMP8000 to połączenie sprawdzonych serwosilników AM8000 z wysokowydajnymi serwowzmacniaczami. Nowy elektroniczny końcowy stopień mocy, wykorzystujący technikę przełączania bez obciążenia (tzw. coldswitching), obniża straty mocy do niespotykanych dotąd wartości, a zapotrzebowanie na przestrzeń instalacyjną zostało zredukowane do absolutnego minimum.

Serwosilnik z wbudowaną końcówką mocy zachowuje swoją oryginalną wielkość oraz kompatybilność montażową, osiągając przy tym niemal identyczne parametry pracy jak silnik bez wbudowanej elektroniki. Takie podejście ułatwia użytkownikowi projektowanie systemów napędowych oraz zapewnia pełną elastyczność w wyborze rozwiązań w klasie IP20 lub IP65, zależnie od założeń projektowych. Zintegrowane, bezpieczne enkodery jedno- i wieloobrotowe pozwalają na zastosowanie serwonapędów AMP8000 w aplikacjach, w których kluczowe jest bezpieczeństwo funkcjonalne.

W większości przypadków nie ma już potrzeby stosowania mechanicznych wyłączników krańcowych. AMP8000 podłącza się za pomocą przewodu EtherCAT P - to wszystko, co jest potrzebne do poprawnej pracy.

Istotną zaletą systemu AMP8000 jest jego zdolność do pełnej integracji technologii napędowej z większością indywidualnie opracowanych projektów maszyn. Możliwe jest połączenie różnych systemów serwonapędów w celu zapewnienia wydajnego zarządzania energią.

Wszelkie rozwiązania w konstrukcji maszyn mogą być łatwo zaimplementowane za pomocą systemu AMP8000, który może być swobodnie adaptowany do indywidualnych wymagań - jego elastyczność może być wykorzystana do minimalizacji zajmowanej przestrzeni w szafie sterującej albo do całkowitej integracji systemu w maszynie jako wersja o stopniu ochrony IP 65.

Do zbudowania kompletnego systemu wymagany jest tylko jeden typ przewodu. Dostępne przewody konfekcjonowane znacząco redukują czas wytworzenia systemu oraz nakłady finansowe na logistykę, okablowanie oraz uruchomienie, zmniejszając jednocześnie ryzyko błędów. Dodatkowe elementy układów elektrycznych, takie jak dławiki czy zabezpieczenia, nie są potrzebne.

Rozproszony system serwonapędów AMP8000 jest doskonałym rozwiązaniem do stosowania w modułowych konstrukcjach maszyn, ponieważ może być elastycznie dopasowany do każdej potrzeby.

Wykorzystując moduł połączeniowy AX883x, można bardzo łatwo zintegrować system AMP8000 z systemem AX8000 w zakresie zasilania mocą. Możliwy jest przepływ energii na obwodzie pośrednim wspólnym dla całego systemu. Oba systemy mogą być łączone kaskadowo praktycznie w każdy możliwy sposób, za pomocą dowolnego wyjścia w module dystrybucji. Modułowe maszyny wymagają modułowych rozwiązań napędowych. Dodatkowe i opcjonalne moduły mogą w łatwy sposób integrować się z głównym modułem maszyny za pomocą tylko jednej linii zasilania.

Należy jedynie zapewnić odpowiednią wydajność źródła zasilania. Łączenie kaskadowe może być również wykorzystane w przypadku długich przewodów zainstalowanych na dużych maszynach oraz na rozległych instalacjach.

Zintegrowane na modułach dystrybucji połączenie EtherCAT P służy do podłączenia rozproszonych modułów I/O. Dodatkowe podłączenie zasilania jest zbędne, ponieważ podłączone komponenty zasilane są bezpiecznym napięciem 24 V z modułu dystrybucji.

Wraz z kolejnym modułem rozszerzającym potrzeba miejsca w szafie sterowniczej została całkowicie wyeliminowana. O ile poprzednio wymagana przestrzeń ograniczała się do jednego przewodu, teraz jest całkowicie wyeliminowana dzięki wykorzystaniu modułu zasilającego AMP8620. Pozwala to na ograniczenie wymaganej powierzchni na linii produkcyjnej oraz dalszą redukcję kosztów związanych z okablowaniem całej instalacji. Urządzenia chłodnicze wymagane do chłodzenia szaf sterowniczych również przestają być potrzebne.

Moduł AMP8620 jest podłączony bezpośrednio do źródła zasilania i zawiera w sobie wszystkie niezbędne elementy obwodów elektrycznych, takie jak filtr przeciwzakłóceniowy, prostownik i obwody ładowania kondensatorów dla szyny DC.

Dodatkowe moduły dystrybucji oraz rozproszone serwonapędy AMP8000 mogą być dołączone do modułu zasilającego, który wyposażony jest w dwa wyjścia EtherCAT P, wykorzystywane do zasilania innych modułów EtherCAT P lub do podłączenia dodatkowych modułów zasilających. Bezpieczny układ zasilania 24 V zintegrowany w module zasilającym zapewnia zasilanie układów logicznych napięciem nieprzekraczającym dozwolonego poziomu. Kondensatory obwodów pośrednich zintegrowane w module zasilającym przechowują energię regeneracji z całego systemu i udostępniają ją ponownie podczas przyspieszania. Dzięki temu dostarczona energia wykorzystana jest w sposób optymalny.

Nawet podstawowa wersja serwonapędu AMP8000 ma wbudowane funkcje bezpieczeństwa STO oraz SS1. Podobnie jak funkcje opcjonalne są one kontrolowane przez FSoE (Fail Safe over EtherCAT). Zintegrowana logika TwinSAFE pozwala na wprowadzenie podejścia modułowego również w zadaniach bezpieczeństwa. Wymagania dotyczące bezpieczeństwa dla każdego z modułów maszyny mogą być przetwarzane oddzielnie a potem integrowane za pośrednictwem logiki TwinSAFE.

Serwonapęd AMP8000 został zaprojektowany tak, aby osiągnąć maksymalną sprawność. Warunkiem do tego było opracowanie wysokowydajnego końcowego stopnia mocy opartego na technologii przełączania bez obciążenia. Generuje on tak niskie straty mocy, że wymagany rozmiar konstrukcji został ograniczony do niezbędnego minimum.

Dodatkowo, układy elektroniczne zostały umieszczone nie w pobliżu uzwojeń, jak zazwyczaj, lecz w pobliżu zakończenia wału wirnika. Tak zoptymalizowany projekt serwonapędu AMP8000 ze swobodnym rozproszeniem energii cieplnej pozwala zaoferować wysoką wydajność serwosilnika, zbliżoną do wydajności silnika bez dołączonej elektroniki.

W połączeniu z rozwiązaniami kontroli ruchu dostarczanymi przez oprogramowanie TwinCAT technika napędowa firmy Beckhoff tworzy kompleksowy system napędów przeznaczonych do realizacji zadań pozycjonowania jedno- i wieloosiowego o wysokiej dynamice. Jest to zagwarantowane nie tylko przez wysoką skalowalność dostępnych systemów napędowych, od kompaktowych rozwiązań I/O przez AX8000 do AX5000, ale również i szczególnie przez bogatą funkcjonalność systemu TwinCAT, który stanowi platformę rozwojową i uruchomieniową wszystkich niezbędnych funkcji: NC PTP, NCI, CNC, krzywek, "latających pił" oraz robotyki.

Beckhoff Automation