Inteligentne silniki dostosowane do potrzeb Internetu Rzeczy

Niemiecki producent napędów od dawna znany jest z funkcjonalnych silników BLDC ze zintegrowanymi kontrolerami o szerokich możliwościach sterowania – pierwszy z nich został wprowadzony na rynek już w 2005 r. Obecnie w ofercie polskiego dystrybutora, firmy WObit, dostępna jest szeroka gama inteligentnych napędów bezszczotkowych z serii BG o mocy nominalnej od 3 W do 1,1 kW, wykonywanych na napięcia pracy od 6 do 325 VDC i prędkości obrotowe od 2860 do 13 160 obr./min, osiągając znamionowy moment obrotowy od 2 do 278 Ncm.

Modularność i elastyczność

Jedną z cech charakteryzujących napędy firmy Dunkermotoren jest modularność. Dotyczy ona zarówno aspektu mechanicznego, tj. łatwej integracji silnika z enkoderem, hamulcem czy przekładnią, jak też oprogramowania. Niemiecki producent udostępnia modułową, zdecentralizowaną topologię sterowania w postaci platformy MCP. Składa się ona z oddzielnych modułów oprogramowania, połączonych poprzez zdefiniowane interfejsy. Jeśli zostaną utworzone nowe funkcje, są one programowane jako moduły i po prostu łączone z innymi modułami. Każdy moduł może być użyty oddzielnie dla każdego napędu. W ten sposób zapewniana jest możliwie największa elastyczność.

Dzięki temu silniki są w stanie przetwarzać więcej informacji i lepiej się komunikować. Dla przykładu można przetwarzać dane pochodzące nie tylko z silnika, ale z całego zespołu napędowego, tj. przekładni, hamulców czy czujników. Wszystkie popularne czujniki mogą być podłączone do inteligentnych silników Dunkermotoren. Zawierają się w tym np. czujniki temperatury, bariery świetlne i czujniki pozycji. Wiele sensorów jest również zintegrowanych w silniku. Prędkość silnika, napięcia, prądy i różne temperatury muszą być odczytane, przetworzone i przekazane przez procesor. Czujniki, zarówno te zintegrowane w silniku, jak i występujące jako komponenty sieci, stają się coraz bardziej istotne. Są ważną częścią czwartej rewolucji przemysłowej. Co dają zbierane i przetwarzane przez silniki dane? Umożliwiają m.in. predykcyjną konserwację, zapobiegającą nieplanowanym zatrzymaniom i awariom w zakładach produkcyjnych.

Cyberbezpieczeństwo

Coraz istotniejsze, prócz komunikacji, jest uwzględnienie sposobu, w jaki silnik ma dostęp do Internetu. W projektowanych rozwiązaniach bezpieczeństwo IT i prosta sieć są najważniejszym wymogiem. Dunkermotoren dostrzega rozwiązanie w zastosowaniu bramek IoT. W ostatnim czasie bramy IoT rozwijają się szybko. Wybierając odpowiedni model, jego warstwa sprzętowa oferuje już rozsądne bezpieczeństwo IT. Struktura bram jest podobna do IPC, a obsługa różnych standardów komunikacji czyni je elastyczną platformą. Jako alternatywę dla bram IoT przewidziano zintegrowane z silnikiem interfejsy bram IoT, a w szczególności bramy programowe. Te bramy oprogramowania mogą być instalowane jako aplikacja kliencka na istniejących bramach u pracowników utrzymania ruchu lub operatorów instalacji.

Dzięki tej innowacji możliwe jest zaspokojenie potrzeb wielu pracowników utrzymania ruchu i operatorów, którzy nareszcie będą mogli skorzystać z jednego połączenia między urządzeniem a Internetem. Celem niemieckiego producenta jest zaoferowanie odpowiedniego rozwiązania bramy do każdej aplikacji.

PROFINET w napędach Dunkermotoren

Potrzeba szybkiej, transparentnej komunikacji i płynnego działania sprawiła, że specjaliści z Dunkermotoren zintegrowali w firmowych napędach BLDC certyfikowany PROFINET. Jest to uniwersalna sieć komunikacyjna oparta na standardzie Ethernetu przemysłowego. Umożliwia komunikację na wszystkich poziomach zaimplementowanej struktury sieci. Sieć PROFINET charakteryzuje się synchroniczną i asynchroniczną komunikacją danych. Co więcej, wspiera szybką komunikację wejść/wyjść, a jednocześnie zachowuje standardowy model synchronicznego transferu danych między urządzeniami końcowymi a kontrolerem wejść/wyjść. Komunikacja jest szybka – prędkość wynosi ok. 100 Mbitów na sekundę, a można podłączyć do 256 urządzeń.

Sieć PROFINET przy wymianie danych korzysta z modelu dostawca/odbiorca. W przypadku komunikacji z innymi sieciami w PROFINET, proxy jest zdefiniowane w specyfikacji. Serwery pośredniczące są jak bramki, tłumacząc jedną sieć na inną, lecz w przeciwieństwie do bramek zdefiniowano je w otwartym standardzie. PROFINET, tak jak standardowy Ethernet, z łatwością korzysta z Wi-Fi oraz Bluetooth.

W napędach Dunkermotoren cała komunikacja PROFINET jest silnie zintegrowana w obudowie silnika. Eliminuje to potrzebę stosowania kosztownych bram sieciowych. Możliwa staje się synchroniczna komunikacja. W nowych napędach z serii BG dPro zaimplementowano nawet profil PROFIdrive, z Application Class od 1 do 4, co np. pozwala na synchroniczną pracę kilku osi. Warto podkreślić, że Dunkermotoren to pierwszy producent oferujący Application Class 4 całkowicie zintegrowaną w obudowie silnika.

Sam PROFIdrive jest profilem napędu, który znacznie upraszcza uruchomienie w porównaniu z wcześniejszymi technologiami. Żmudne strojenie poszczególnych parametrów i programowanie sekwencji należą już do przeszłości. Napędy są po prostu integrowane w środowisku konfiguracyjnym i natychmiast gotowe do pracy.

W napędach z PROFINET bez profilu PROFIdrive wykorzystywane są polecenia Quickstart, które zapewniają szybkie uruchomienie. Kilka poleceń jest połączonych w jedno, a programy sekwencyjne zredukowano do wyraźnego minimum.

PROFINET to znacznie więcej niż tylko przejście z prostej komunikacji bazującej na Fieldbus na komunikację opartą na sieci Ethernet. PROFINET sprawia, że każdy element jest transparentny. Ponieważ transmisja ogromnych ilości danych statusu nie wpływa na wysoce synchroniczne dane procesowe, wszystkie komponenty w sieci mogą być analizowane i monitorowane w dowolnym czasie. Możliwości OPC UA sieci PROFINET są już praktycznie bramą do wszechświata IoT. Cenne dane da się przesyłać bezpiecznymi kanałami na zewnątrz i tam poddawać analizie. W dowolnym momencie cyfrowy bliźniak całej instalacji może zostać zsynchronizowany z rzeczywistym zakładem.

Produkty Dunkermotoren łatwo zintegrować z tym światem. Przykładem są modele BG95 dPro ze zintegrowanym sterownikiem ruchu i enkoderem o dużej rozdzielczości, które już teraz spełniają wysokie wymagania dotyczące najwyższej klasy efektywności energetycznej silników elektrycznych – IE5 (Ultra Premium). W zakresie mocy znamionowej 859 W (BG 95x40 dPro 60 V) lub 1126 W (BG 95x80 dPro 60 V) silniki wraz ze zintegrowaną elektroniką sterującą osiągają sprawność znacznie przekraczającą 90%. BG95 dPro charakteryzuje się solidną konstrukcją i szerokim zakresem napięć wejściowych, dzięki czemu jest odpowiedni do zastosowań z zasilaniem bateryjnym i jako zamiennik do aplikacji hydraulicznych. Wszystkie napędy z serii BG dostępne są z wbudowaną elektroniką z interfejsami CANopen, Profinet, EtherCAT, mogą mieć zintegrowany enkoder, hamulec, a także być wykonane z przekładnią planetarną oraz kątową. Są również dostępne z zewnętrznym sterownikiem. Do uruchomienia dostępne jest narzędzie do uruchamiania, "Drive Assistant 5", które łączy się z silnikiem poprzez złącze Ethernet.

Już dziś możesz zacząć korzystać z możliwości, jakie dają inteligentne napędy z komunikacją PROFINET. Zapoznaj się z modelami BG 95 dPro, BG 75 dPro i BG 66 dPro. Skontaktuj się ze specjalistami WObit pod numerem tel. 61 22 27 422, aby uzyskać szczegółowe informacje.

P.P.H. WObit E. K. J. Ober s.c.
Dęborzyce 16
62-045 Pniewy
wobit@wobit.com.pl
tel. +48 61 22 27 422
fax +48 61 22 27 439
www.wobit.com.pl