MagneMotion – unikalna technologia do sterowania wieloma wózkami
Postęp w technologii napędów liniowych zmienił sposób, w jaki producenci maszyn i urządzeń, integratorzy systemów i użytkownicy systemów rozważają możliwości przepływu produktów w ramach linii produkcyjnej. Technologia niezależnych wózków transportowych MagneMotion oraz system iTRAK, opracowane przez Rockwell Automation, wykorzystują silniki liniowe do inteligentnego, dokładnego i niezależnego przemieszczania szerokiej gamy produktów. Technologia MagneMotion stanowi podstawę dla nowych, inteligentnych systemów transportowych, które są zaawansowaną i wydajną alternatywą dla konwencjonalnych przenośników i systemów pozycjonowania.
Te unikalne systemy napędowe mają skalowalne, rozproszone architektury, które umożliwiają bezpieczne i wydajnie zarządzanie wieloma wózkami, sterując nimi za pomocą sieci komunikacyjnej. Zapewniają niezależną kontrolę pozycji, prędkości, przyspieszenia i zrywu każdego produktu na linii oraz inteligentne zarządzanie przepływem produktów w celu uzyskania maksymalnej przepustowości. Rozproszona komunikacja między modułami sterującymi umożliwia wyjątkową skalowalność. Wbudowana autodiagnostyka i detekcja defektów pozwalają na szybką identyfikację problemów.
Silniki liniowe z magnetycznym napędem
Strona pierwotna silnika jest wbudowana w konstrukcję silnika, w zamknięty tor w systemie iTRAK lub konfigurowalny złożony tor w systemie MagneMotion. Strona wtórna silnika znajduje się w poszczególnych wózkach i ma postać magnesu stałego z ziem rzadkich. Siła napędowa jest wytwarzana przez prąd w cewkach zasilających umieszczonych w korpusie toru. Sterowanie amplitudą i fazą prądu wytwarza pole magnetyczne napędzające wózek. Gdy wózek porusza się wzdłuż toru, amplituda i polaryzacja pola są dostosowane tak, aby uzyskać najbardziej wydajną siłę napędową. Czujniki magnetyczne umieszczone wzdłuż toru pozwalają na precyzyjne i ciągłe śledzenie wózka, eliminując potrzebę stosowania zewnętrznych urządzeń i ułatwiając użycie tej techniki liniowej.
Technologia MagneMotion a rozwiązania konwencjonalne
Zalety technologii niezależnych wózków w stosunku do rozwiązań konwencjonalnych:
- zwiększona niezawodność przy mniejszej liczbie części podlegających zużyciu,
- przyspieszanie i hamowanie niezależne od tarcia,
- polepszona wydajność i precyzja sterowania pozycji,
- cichy, bezkolizyjny i bezuderzeniowy układ transportowy,
- pokonywanie stromości niezależne od tarcia,
- brak zasilania i sterowania umieszczonego na wózkach,
- sterowanie wieloma wózkami poruszającymi się po złożonych trajektoriach,
- bez przesyłania sygnałów komunikacyjnych lub sterujących do poruszającego się wózka.
Indywidualne sterowanie
W systemie iTRAK każdy wózek jest niezależną osią pozycjonowaną, dzięki czemu sterownik PAC wysokiego poziomu umożliwia synchronizację każdego wózka z osiami zewnętrznymi, takim jak systemy robotowe czy układy krzywkowe. Zaletą takiego podejścia jest to, że każdy wózek może być indywidualnie sterowany w każdym miejscu na torze przez cały czas. Umożliwia to nie tylko przypisanie krzywki ruchu zewnętrznych systemów synchronicznie dla każdego wózka, ale także pozwala sąsiednim wózkom na skoordynowaną zmianę względnego odstępu przy obsłudze aplikacji składowania.
Wybór trybu sterowania
System MagneMotion może także być sterowany w trybie osiowym po zastosowaniu silników z obsługą SYNC-IT wraz z kontrolerami Allen-Bradley ControlLogix lub CompactLogix oraz wykorzystaniem programu profili ruchu w oprogramowaniu Studio 5000 Logix Designer. MagneMotion zapewnia także sterowanie w trybie „odpal i zapomnij” (jak w przypadku rakiet samonaprowadzających się). Sterownik PAC wysokiego poziomu, wydaje każdemu wózkowi polecenie gdzie ma znaleźć się wózek, a system sterowania wózkami sam wybiera ścieżki ruchu, prędkości oraz dystans do kolejnych wózków. Tryb ten jest idealny dla układu złożonego z wielu ścieżek, z rozbudowaną topologią, gdzie wózki muszą się poruszać od jednej stacji (pozycji) do następnej. System sterowania zarządza ścieżkami i przepływem wózków, realizując jednocześnie obsługę antykolizyjną. Możliwość łączenia obu trybów pracy pozwala na zapewnienie uniwersalności, przy zminimalizowaniu programu sterownika PLC.
Oszczędność energii
Technologia niezależnych wózków zapewniając uniwersalność, skalowalność i łatwość użytkowania, zdecydowanie ogranicza zużycie energii w porównaniu z konwencjonalnymi systemami przenośników. Wynika to z potrzeby zasilania tylko tych cewek, które wymagane są do ruchu wózków.
Aplikacje automatyki przemysłowej wykorzystujące przenośniki taśmowe i łańcuchowe, siłowniki pneumatyczne lub hydrauliczne oraz napędy śrubowe, to tylko kilka przykładów, w których silniki liniowe mogą być realną, nowoczesną i wydajną alternatywą.
Główne zalety systemów niezależnych wózków transportowych:
- 1. Magnesy poruszane są przez cewki niezależnie zasilane energią
- magnesy i wózki nie mają żadnej inteligencji,
- niska masa ruchoma zwiększa sprawność energetyczną.
- 2. Cewki są nieruchome
- nie ma potrzeby stosowania giętkiego okablowania lub pierścieni ślizgowych,
- mniejsze zużycie części, a więc ograniczenie akcji dla służb utrzymania.
- 3. Pozycja absolutna jest mierzona w zamkniętej pętlli sterowania bez konieczności stosowania zewnętrznych urządzeń.
- 4. Technologia pozwalająca na zaprojektowanie wysokoprzepustowych i uniwersalnych maszyn:
- możliwość zastosowania silników (torów) prostych, zakrzywionych, a także zjazdów i rozjazdów,
- silniki można łączyć, w celu uzyskania złożonych układów ruchu,
- obsługa ponad 1000 niezależnie sterowanych wózków.
Więcej informacji o technologii MagneMotion znajduje się na stronie: www.magnemotion.com
ROCKWELL AUTOMATION
ul. Powązkowska 44C
01-797 Warszawa
e-mail: rawarszawa@ra.rockwell.com
www.rockwellautomation.com/pol/
source: Automatyka 4/2018