Zdecentralizowane systemy napędowe – nowoczesne rozwiązanie

Brak konieczności prowadzenia okablowania ekranowanego, sterowanie magistralowe, w połączeniu z takimi właściwościami przetwornic częstotliwości jak stopień ochrony IP66 i zakres temperatury pracy od –25 °C do +50 °C stawia firmę Nord na czele producentów przetwornic częstotliwości w tzw. rozwiązaniu zdecentralizowanym.

Uniwersalna koncepcja produktu pozwala na jego dostosowanie do konkretnej aplikacji – od prostych układów ze sterowaniem lokalnym do najbardziej zaawansowanych, gdzie przetwornica pracuje w trybie serwo i realizuje funkcje pozycjonowania.

Technika serwo zapewnia z jednej strony precyzję regulacji prędkości i momentu obrotowego, z drugiej zaś bardzo dużą dynamikę. W praktyce tylko część aplikacji wymaga tak dużej dynamiki, gdyż ograniczenia wynikające np. z właściwości transportowanego materiału sprawiają, że rzeczywista dynamika aplikacji jest znacznie poniżej możliwości serwo. Tutaj doskonale sprawdza się opracowany przez Nord system Serwo/Posicon bazujący na silniku asynchronicznym. Rozwiązanie zapewnia pełną kontrolę prędkości i momentu obrotowego przy dynamice właściwej dla silników asynchronicznych. W połączeniu z oferowanymi modułami magistralowymi do komunikacji w sieciach szeregowych oraz ethernetowych Nord oferuje proste w obsłudze i atrakcyjne cenowo narzędzie alternatywne do drogiego i trudnego w programowaniu serwo, idealnie sprawdzające się w urządzeniach pakujących i systemach transportu.

Przykładem rewolucji w podejściu do techniki napędowej jest holenderski potentat w budowie maszyn paletyzujących i systemów transportu – firma Symach. Dotychczas stosowaną technikę serwo, w której serwokontrolery umieszczano w szafach elektrycznych zastąpiono systemem zdecentralizowanym łącząc silniki i przetwornice częstotliwości Posicon w jeden zespół.

– W nowych paletyzatorach motoreduktory z przetwornicami częstotliwości serii SK 200E, montowane bezpośrednio na silniku, wykonują złożone sekwencje ruchowe manipulatora i urządzenia centrującego. Zgodnie z zaleceniem specjalistów Nord, zdecydowano się użyć asynchronicznych silników zamiast technologii serwo. Zalety tego rozwiązania to nie tylko mniejsze koszty zakupu, ale także większe możliwości wyboru dla konstruktorów maszyn, jako że asynchroniczne silniki indukcyjne są powszechnie dostępne, łatwe do konserwacji i mogą być łatwo łączone z różnymi rodzajami przekładni. Jednostki napędowe, zawierające motoreduktory i zdecentralizowane przetwornice częstotliwości Nord dostarczają wymaganą dynamikę oraz nowe możliwości projektowania dla twórców maszyn, co skutkuje większą niezawodnością oraz dużymi oszczędnościami. Ten zaawansowany projekt inżynieryjny został poprzedzony długotrwałymi próbami i analizami. Pierwsza seria paletyzatorów ze zintegrowanym sterowaniem silnika jest teraz z sukcesem stosowana w firmach na całym świecie – tak skomentował przeprowadzoną modernizację Sacha Bakker, dyrektor zarządzający Symach.

W Polsce do tego rewolucyjnego podejścia do techniki systemów transportu przekonała się firma HKS Projekt Sp. z o.o. Tworząc rozległy system transportu wewnętrznego zdecydowano się na technikę zdecentralizowaną i sterowanie po sieci Profibus. Mariusz Kołakowski z firmy ELEKTRO-MAR Automatyka, który obsługiwał projekt od strony elektrycznej i automatyki komentuje: – W pierwszej kolejności dokonaliśmy wyceny projektu, która wykazała, iż mimo wyższej ceny samego falownika nabudowanego na silnik w odniesieniu do popularnych falowników do szafy, koszt samych szaf, ich wentylacji, przewodów ekranowanych oraz koszt robocizny ujęte całościowo dają przewagę rozwiązaniom zdecentralizowanym, jako tym nie tylko bardziej elastycznym, ale również tańszym. Dodatkowe możliwości w postaci podłączenia czujników i siłowników bezpośrednio na programowalne wejścia falowników zamiast do lokalnych wysp profibusowych doprowadziły do kolejnych ułatwień w budowie i sterowaniu, nie wspominając o oczywistych oszczędnościach w sprzęcie i okablowaniu. Dobre wsparcie techniczne ze strony zespołu Nord sprawiło ponadto, że szybko zapomnieliśmy o niepokoju, jaki istnieje zawsze przy wdrażaniu nowego rozwiązania.

Szereg sukcesów rynkowych i ciepłe przyjęcie serii SK 200E zmotywowały firmę Nord do dalszej rozbudowy koncepcji sterowania zdecentralizowanego. Obserwacja statystyczna i wywiad rynkowy doprowadziły do stworzenia dwóch nowych serii produktów zdecentralizowanych. Dotychczas znane SK 200E obsługuje zakres mocy od 0,25 kW do 22 kW. Dla potrzeb transportu wewnętrznego wystarczający jest zakres do 2,2 kW i z reguły minimalna liczba funkcji falownika. SK 180E obejmuje więc zakres do 2,2 kW, pozbawiona jest trybów serwo i Posicon oraz ma mniejsze gabaryty i – co najważniejsze – niższą w stosunku SK 200E cenę nawet o 30 proc. Z kolei na potrzeby zastosowań, w których nie wymaga się sterowania prędkością, a jedynie łagodnego rozruchu i zatrzymania, firma Nord przygotowała kompaktowy softstarter o mocy do 4,0 kW lub do 7,5 kW. Zgodnie z koncepcją zdecentralizowaną softstarty przeznaczone są do zabudowania wprost na silniku. Dodatkowo spełniają funkcję zabezpieczenia silnika przed przeciążeniem, przegrzaniem i zapewniają kontrolę hamulca.

Sterowanie zdecentralizowane to jeden z elementów nowej oferty firmy Nord. Aby propozycja była kompletna, stworzono motoreduktory i silniki konstruowane od podstaw dla potrzeb przemysłu spożywczego, farmaceutycznego itp. Wymogiem tych branż jest to, aby powierzchnia napędu uniemożliwiała zaleganie wody i zanieczyszczeń, a dzięki konstrukcji silnika bez własnego przewietrzania nie powstawał ruch powietrza unoszący zanieczyszczenia z posadzki. Opatentowana przez Nord powłoka Nsd tupH zmienia właściwość powierzchni metalu w sposób zapewniający lepszą ochronę niż typowe lakierowanie. Tym sposobem, oferta Nord staje się pełna i – jak to zwykle bywa w historii produktów tej firmy – pozwala wyprzedzić o krok konkurencję.

mgr inż. Jarosław Nowak
NORD NAPĘDY Sp. z o.o.
ul. Krakowska 58, 32-020 Wieliczka
tel. 12 288 99 00, fax 12 288 99 11
www.nord.pl