Print

Integrované motory nabízejí flexibilitu s menším počtem součástí

-- 19.11.19

Integrované motory šetří místo ve srovnání s koncepcemi se samostatnými motory a pohony redukcí počtu systémových komponent, zjednodušením kabeláže a zároveň snižují náklady.

Mnoho průmyslových aplikací využívá pro svou výrobu nebo robotické systémy polohovací řídicí prvky na bázi serva nebo krokových motorů. Tradičně se skládají z motoru, pohonu a potřebných kabelů pro jejich připojení. Aby vyhověli trvalé poptávce po zmenšování rozměrů automatizačních systémů, věnují výrobci strojů u konfigurací určených k omezení prostorových nároků značný čas montáži motorů a pohonů i vedení kabelů.

Integrované motory šetří místo ve srovnání s odděleným motorem a pohonem kombinací servomotoru nebo krokového motoru s integrovanými pohony a řídicími prvky. Integrované motory jsou navrženy tak, aby snížily počet součástí systému, zjednodušily kabeláž a zmenšily náklady v porovnání s konvenčními konstrukcemi. Přechodem na integrované motory mohou výrobci strojů uvolnit cenný prostor, aby lépe pojali další kritické komponenty, jako jsou senzory, mechanismy manipulace s materiálem a rozhraní obsluhy, a současně aby snížili celkovou prostorovou náročnost stroje. Obrázek 1 ukazuje, jak mohou integrované motory nabídnout čistší design pro polohovací aplikace.

Integrované krokové motory (viz obrázek 2) mají elektroniku pohonu umístěnou na zadní straně motoru, a to poblíž zpětnovazebního zařízení nebo podél jedné strany motoru. Také elektrické přípojky pro napájení, komunikaci a vstupy/výstupy (I/O) jsou umístěny blízko zadní nebo boční strany motoru, obvykle seskupené na jedné ploše. K řízení nebo ovládání motoru není třeba žádný další balíček externí elektroniky.

Integrované servomotory jsou konstruovány podobně, tj. s pohonem servomotoru namontovaným na zadní straně motoru a veškerými elektrickými přípojkami seskupenými pro snadný přístup. Magnetický převodník může poskytovat zpětnovazební informace s vysokým rozlišením pro servořízení. Magnetické převodníky nabízejí vysoké rozlišení a jsou malé a robustní.

Čtyři výhody integrovaného motoru

Integrované motory nabízejí několik výhod:

  1. Méně součástí a zjednodušené zapojení: S pohonem a řídicí elektronikou, jež jsou umístěny ve stejném krytu jako motor, nevyžadují integrované motory pro ovládání přídavnou externí elektroniku. Konektory pro napájení, komunikaci a I/O jsou snadno přístupné. Výrobci strojů mohou k integrovanému motoru připojit řídicí signály z centrální procesorové jednotky (CPU). Mnoho integrovaných motorů má zabudovanou podporu průmyslových síťových protokolů, včetně EtherNet/IP, Modbus a CANopen, a také režimy řízení, jako jsou diskrétní rozhraní I/O.
  2. Menší ovládací panely: Odstraněním samostatných součástí pohonu se výrazně zmenší velikost a počet ovládacích panelů. V některých případech jsou ovládací panely ze systému zcela vyloučeny.
  3. Zjednodušený výběr produktu: Integrace motoru a pohonu do jedné jednotky pomáhá eliminovat otázky týkající se kompatibility pohonu a motoru, délky kabelu a dalších problémů s výběrem systému.
  4. Úspora nákladů: Snížení počtu součástí v systému šetří peníze v soupisu materiálu (BOM) a čas díky zjednodušenému výběru a instalaci součástí.

Méně součástí, jednodušší zapojení

Příklad čtyřosého polohovacího systému se samostatnými motory a pohony ukazuje snížení počtu součástí, složitosti kabeláže a ovládacích panelů při přechodu na integrované motory.

Obrázek 3 znázorňuje typické řešení čtyřosého polohování se samostatným motorem a pohonem. Čtyři servopohony namontované uvnitř ovládacího panelu spolu se stejnosměrným napájecím zdrojem a programovatelným automatem (PLC) musejí být připojeny ke čtyřem servomotorům namontovaným po stroji. Spínače a senzory výchozí polohy na každé ose vyžadují další kabely pro připojení k servopohonům. Proto je nutno z ovládacího panelu vést ke stroji 12 kabelů.

Menší ovládací panely

Obrázek 4 znázorňuje stejné řešení čtyřosého polohování, kde integrované motory nahrazují samostatné komponenty servomotoru a pohonu. Uvnitř ovládacího panelu je namontován pouze stejnosměrný napájecí zdroj a PLC, což zmenšuje jeho velikost. Není potřeba napájecí kabel ani zpětnovazební kabely mezi ovládacím panelem a osami. Spínače a senzory výchozí polohy jsou připojeny k integrovaným motorům, čímž se snižuje počet kabelů vedoucích k ovládacímu panelu.

Jedinými kabely, které vedou od ovládacího panelu k osám, jsou stejnosměrný napájecí kabel a jeden síťový propojovací kabel. Dvouportové komunikační spojení na integrovaných motorech umožňuje řetězení v síti. Počet kabelů mezi ovládacím panelem a osami je redukován na pět.

Kromě toho se ovládací panel odstraněním samostatných servopohonů o 50 % zmenší.

Zjednodušený výběr produktu

Integrované motory také zjednodušují dimenzování a výběr produktů. Při výběru samostatných součástí motoru a pohonu se uživatelé potýkají s následujícími otázkami:

  • Jaký pohon nejlépe funguje s tímto motorem?
  • Jaké kabely musejí být použity k připojení motoru a pohonu?
  • Podporuje pohon můj typ převodníku?

Integrované motory eliminují tyto a další podobné otázky, protože pohon je již optimálně dimenzován a konfigurován pro motor a mezi pohonem a motorem nejsou potřeba žádné kabely. I když se jedná o zdánlivě malé detaily, mají praktický dopad na uživatele a zkracují proces výběru produktu.

Ve většině případů jsou integrované motory a pohony levnější než použití samostatných motorů a pohonů. Tabulka v internetové verzi tohoto článku porovnává krokové motory NEMA 24 a 200W servomotory. Integrovaný motor poskytuje v obou případech úspory nákladů.

Výkon integrovaných motorů

Při použití integrovaného motoru zůstávají krouticí moment a rychlost v podstatě stejné jako u samostatného motoru a pohonu. Obrázek 5 porovnává křivky krouticího momentu pro integrované a neintegrované motory a pohony. Ve většině aplikací jsou jakékoli rozdíly zanedbatelné.

Omezení integrovaných motorů

Ačkoli jsou výhody integrovaných motorů jednoznačné, nejsou tím nejlepším řešením pro každou aplikaci. V současné době jsou k dispozici integrované motory schopné běžet na běžných průmyslových napájecích zdrojích s maximálním trvalým výkonem přibližně 600 W v případě servomotorů a až do kategorie NEMA 34 u krokových motorů.

Integrované motory, které poskytují nepřetržitě více než 600 W (až 6 kW), vyžadují buď střídavé napětí dodávané přímo do integrovaného systému motoru, nebo stejnosměrné napájecí systémy, které bezpečným způsobem vytvářejí velmi vysoké stejnosměrné napětí sběrnice.

Přidáním konverzních komponent do integrovaného motoru je celková velikost řešení mnohem větší, což snižuje výhodu úspory místa. Sofistikované vysokonapěťové stejnosměrné napájecí systémy zvyšují náklady a výběr produktu už není tak snadný. Pro výrobce strojů je proto nejvýhodnější používat integrované motory ve výkonové kategorii pod 600 W, kde je nabídka na trhu nejširší; pro napájení integrovaných motorů se nejčastěji používají běžné průmyslové zdroje napájení, obvykle poskytující 48 V DC. Pro aplikace vyžadující nepřetržitý výkon více než 600 W je stále ve většině situací nejvýhodnější použít samostatný motor a pohon.

Při výběru integrovaného motoru zvažte výhody a omezení. Úspora místa, pohodlí při výběru a používání produktu, méně součástí, zjednodušená kabeláž a snížené náklady jsou dobrými důvody ke zvážení při výměně standardních motorů za integrované motory.

Eric Rice je národní marketingový ředitel společnosti Applied Motion Products. Upravil Chris Vavra, redaktor časopisu Control Engineering, CFE Media, cvavra@cfemedia.com.


Sponzorované odkazy

 
Aktuální vydání
Reklama

Navštivte rovněž

  •   Události  
  •   Katalog  

Události

Trendy v robotizaci 2020
2020-01-28 - 2020-01-30
Místo: Best Western Premier / Avanti, Brno
DIAGO 2020
2020-01-28 - 2020-01-29
Místo: Orea Resort Devět Skal ***, Sněžné - Milovy
Trendy automobilové logistiky 2020
2020-02-20 - 2020-02-20
Místo: Parkhotel Plzeň
Úspory v průmyslu
2020-03-03 - 2020-03-03
Místo: Ostrava
AMPER TOUR 2020
2020-03-17 - 2020-03-19
Místo: Brno

Katalog

BALLUFF CZ s.r.o.
BALLUFF CZ s.r.o.
Pelušková 1400
19800 Praha
tel. 724697790

EWWH, s. r. o.
EWWH, s. r. o.
Hornoměcholupská 68
102 00 Praha 10
tel. 734 823 339

B+R automatizace, spol. s r.o.
B+R automatizace, spol. s r.o.
Stránského 39
616 00 Brno
tel. +420 541 4203 -11

Schneider Electric CZ, s. r. o.
Schneider Electric CZ, s. r. o.
U Trezorky 921/2
158 00 Praha 5
tel. 00420737266673

COGNEX
COGNEX
Emmy-Noether-Str. 11
76131 Karlsruhe
tel. 720 981 181

všechny firmy
Reklama


Tematické newslettery




Anketa


Na internetu
V tištěných médiích
Na veletrzích a výstavách
Jinde

O nás   |   Reklama   |   Mapa stránek   |   Kontakt   |   Užitečné odkazy   |   Bezplatné zasílání   |   RSS   |   
Copyright © 2007-2019 Trade Media International s. r. o.
Navštivte naše další stránky
Trade Media International s. r. o. Trade Media International s. r. o. - Remote Marketing Továrna - vše o průmyslu Control Engineering Česko Řízení a údržba průmyslového podniku Inteligentní budovy Almanach produkce – katalog firem a produktů pro průmysl Konference TMI