Firma Lenze rozbudowała platformę falowników 8400 o wersję TopLine. Nowe urządzenia, o dużej dokładności regulacji i wysokiej dynamice, są przeznaczone do zastosowań, które dotychczas były zastrzeżone dla technologii serwo. W praktyce można tu zaliczyć typowe zastosowania w zakresie pozycjonowania w mechanizmach podnoszenia, napędach wideł, w układarkach regałowych, prostych urządzeniach typu „pick and place” oraz w maszynach pakujących.

Po wersjach BaseLine, StateLine i HighLine firma Lenze rozbudowała modułowy system falowników 8400 o wersję TopLine, która stanowi czwarty poziom skalowania. W zakresie mocy od 0,55 kW do 2,2 kW / 230 V i od 0,37 kW do 45 kW / 400 V za pomocą falownika 8400 TopLine można obecnie napędzać również serwosilniki synchroniczne z magnesami trwałymi. Urządzenia dysponują odpowiednim układem regulacji i są wyposażone w interfejsy dla resolwera, enkodera inkrementalnego i absolutnego (jednoobrotowego i wieloobrotowego). Rozbudowana platforma oferuje konstruktorom maszyn kompletną gamę produktów, która dzięki koncepcji skalowania jest atrakcyjna pod względem ceny, działania i wydajności pracy napędu.

Przemiennik częstotliwości o właściwościach serwomechanizmu: za pomocą falownika Lenze 8400 TopLine można również napędzać synchroniczne serwosilniki z magnesami trwałymi

Sprawdzone zastosowania

Przetestowane w praktyce przemysłowej zastosowania pokazują korzyści, jakie mogą odnieść użytkownicy. Precyzyjne pozycjonowanie jest np. w dalszym ciągu uważane za domenę serwonapędów. Dzięki przemiennikom częstotliwości można rozwiązywać w ekonomiczny sposób wiele zadań nawet w obszarze zaawansowanej budowy maszyn pakujących. Falowniki Lenze 8400 na poziomach skalowania StateLine, HighLine i TopLine dysponują odpowiednią funkcjonalności i są już wykorzystywane w zastosowaniach związanych z pozycjonowaniem. Jedną ze sprawdzonych kombinacji jest np. rozwiązanie napędowe złożone z falownika Lenze 8400 HighLine i standardowego silnika asynchronicznego z systemem sprzężenia zwrotnego przewidziane do zadań w zakresie pozycjonowania. Jest w nim wprawdzie potrzebne wbudowane pozycjonowanie tabelaryczne, ale nie jest wymagana wysoka dynamika serwosilnika.

Możliwości dopasowania

Falowniki Lenze 8400 oferują wbudowane pozycjonowanie tabelaryczne już od wersji HighLine. Dzięki niemu można zapisać do 15 pozycji o różnych profilach jazdy w postaci ramp liniowych lub ramp typu S. Pozycjonowanie tabelaryczne jest podstawą szybkiego dostosowywania parametrów w przypadku zmiany produktu – również w wyniku swobodnej konfiguracji profili – bez stosowania dodatkowego sprzętu i oprogramowania. Pozycje zapisane w tabeli w przemienniku są ustawiane przez sterownik PLC bezpośrednio przez zaciski lub podłączoną magistralę polową. Następnie napęd dokonuje automatycznego przesunięcia do danej pozycji i sygnalizuje jej osiągnięcie do układu sterowania. Aby dynamicznie reagować na zmiany procesu w maszynie, zaimplementowana jest funkcja ręcznego sterowania. Jeżeli podczas trwającego procesu zostanie podana nowa wartość pozycji, przemiennik natychmiast ją przetwarza i płynnie przemieszcza napęd do nowej pozycji. Rampy typu S zapewniają łagodne ruchy przy małym zużyciu mechanicznym.

Praktyczne zastosowanie: falownik Lenze 8400 HighLine pozycjonuje belkę zgrzewającą maszyny pakującej

Platforma urządzeń

Rodzina falowników Lenze 8400 wraz z wersjami StateLine, HighLine i TopLine dzięki modułowej skalowalności oferuje elastyczne możliwości konstrukcyjne. Seria rozpoczyna się od wersji StateLine z dość prostym pozycjonowaniem wyłączeniowym. W przypadku większych wymagań w zakresie prędkości i dokładności można stosować falownik Lenze 8400 HighLine w połączeniu ze standardowym silnikiem asynchronicznym z enkoderem HTL. Pozwala to na uzyskanie dokładności jednego inkrementu na wale silnika, co w przypadku 2048-impulsowego generatora odpowiada dokładności 0,05° na wale silnika. Możliwe do uzyskania są cykle do 180 taktów na minutę. Typowymi zastosowaniami są urządzenia do cięcia, a także urządzenia obrotowe i podnoszące. W przypadku zastosowań o większych wymaganiach zalecane jest stosowanie falownika Lenze 8400 TopLine.

Parametryzacja i programowanie

Wraz z programem Lenze Engineer firma Lenze oferuje użytkownikom centralne oprogramowanie techniczne urządzeń. Program dysponuje funkcjami wspomagającymi szybką pracę, pozwalającymi na osiągnięcie celów eksploatacyjnych już w bezpłatnej wersji podstawowej „Statelevel”. Za pomocą rejestratora danych można przedstawiać np. parametry eksploatacyjne w czasie w taki sam sposób jak na oscyloskopie. Tworzy to podstawę szybkiej i przejrzystej diagnostyki podczas uruchamiania – i to bez dodatkowych przyrządów pomiarowych. Dzięki wykorzystaniu plików dziennika można zapisywać i odczytywać stany przemiennika. Przyspiesza to analizę błędów również podczas późniejszej pracy maszyny.

Skalowana pod względem ceny, działania i wydajności pracy napędu platforma falowników Lenze 8400

Wymienny moduł pamięci
Centralną jednostką pamięci dla wszystkich parametrów przemiennika jest wymienny moduł pamięci. Dzięki niemu możliwa jest parametryzacja urządzeń jeszcze przed ich uruchomieniem. W docelowym miejscu wystarczy tylko włożyć moduł do przemiennika, a oś napędowa będzie natychmiast gotowa do pracy. Ponieważ podczas uruchamiania czasochłonna parametryzacja regulatora napędu nie jest potrzebna, a dane można kopiować do modułów dowolną ilość razy, następstwem tego jest duży potencjał w zakresie oszczędności, przede wszystkim w produkcji seryjnej. Kolejny walor rozwiązania wymiennego modułu ujawnia się podczas serwisowania. W przypadku wymiany urządzenia, zamiast uruchamiania czasochłonnego oprogramowania wystarczy włożyć do niego odpowiedni przygotowany moduł pamięci. Czynność tę może również wykonać personel zajmujący się konserwacją w zakładzie produkcyjnym. W następstwie tego można zrezygnować z niektórych usług serwisowych – dzięki wspomaganiu przez odpowiednie koncepcje zdalnej obsługi z globalną diagnostyką i konserwacją urządzeń z centralnego stanowiska.

Podsumowanie

Zaoferowane przez Lenze rozwiązania w zakresie serwisu i techniki urządzeń pozwalają zmniejszyć koszty cyklu życia produktu. Koncepcja platformy falowników Lenze 8400 nie powoduje zwiększenia nakładów na parametryzację, uruchamianie i diagnostykę. Seria falowników wymaga także od użytkownika znacznie mniejszego zakresu szkolenia na temat funkcji i obsługi urządzeń, ponieważ ich podstawą jest jednolita zasada konstrukcji. Pozwala to oszczędzić czas i ograniczać koszty zarówno w trakcie rozwoju, instalacji i eksploatacji urządzeń, jak i ewentualnych prac serwisowych.

inż. Karsten Piekarski,
Autor jest kierownikiem
Działu Zarządzania Produktem,
Przemienniki Częstotliwości
w firmie Lenze