Connectiviteit in servoaandrijvingen

Bij de integratie van een servosysteem is connectiviteit een belangrijk thema. Het gaat dan niet alleen over de mechanische en elektrische maar vooral ook over de intelligente connectiviteit die nodig is om het servosysteem naadloos te integreren in een PLC-omgeving. Met de multiprotocol CMMT-AS drive maakt Festo die connectiviteit nu nog eenvoudiger.

Een servosysteem bestaat uit vier hoofdcomponenten die goed op elkaar afgestemd moeten zijn om de gewenste beweging en dynamiek te bekomen. Die componenten zijn de mechanische as, de reductor, de servomotor en de servo drive die de motor aanstuurt.

Al deze componenten beïnvloeden elkaar, wat een uitdaging kan zijn bij de dimensionering van een systeem en de selectie van de componenten. Het engineeren vergt daarom een iteratief proces waarbij de effecten van elke aanpassing doorgerekend moeten worden om uiteindelijk tot een systeem met de gewenste dynamiek te komen.

Om daarbij te helpen heeft Festo een online tool ontwikkeld die gebruikers toelaat om op een eenvoudige en intuïtieve manier de specificaties op te geven waaraan een servosysteem voor een bepaalde toepassing moet voldoen. Op basis daarvan stelt de Electric Motion Sizing tool een reeks combinaties voor waarmee het systeem gebouwd kan worden. De gebruiker kan dan via filters bijkomende selectiecriteria opgeven om uiteindelijk tot de meest geschikte oplossing te komen.

De tool garandeert niet alleen een juiste dimensionering van het systeem maar genereert meteen ook een Bill of Material, een uitgebreid rapport met de resultaten van de berekening en een parameter file die later gebruikt kan worden bij de implementatie.

Multiprotocol drive

In die Bill of Material kunnen ook alle beugels en andere mechanische componenten opgenomen worden die nodig zijn om een systeem te bouwen, wat ons brengt bij de mechanische connectiviteit. Festo maakt het mogelijk om een volledig aandrijfsysteem te ontwerpen dat meerdere assen kan omvatten waarbij alle nodige componenten voor de montage inbegrepen zijn. Op die manier kunnen heel wat tijd en kosten bespaard worden.

Hetzelfde geldt voor de elektrische connectiviteit waar de one cable technology de mogelijkheid biedt om de voeding en datacommunicatie te combineren in één enkele kabel.

Voor de communicatie tussen de servo drives en de machinesturing – en dat brengt ons ten slotte bij de intelligente connectiviteit – kan gebruikgemaakt worden van veldbussystemen waarbij de CMMT-AS servo drives beschikbaar zijn voor ProfiNet, EtherCAT, Ethernet/IP en Modbus.

Een voordeel van de benadering van Festo is dat een aandrijfsysteem door deze keuzemogelijkheid in drives eenvoudig aangepast kan worden aan specifieke voorkeuzen die klanten kunnen hebben voor een bepaalde PLC-omgeving en de bijhorende netwerktechnologie. En het wordt nog eenvoudiger want met de lancering van de multiprotocol drive is er nu ook een toestel dat via een hardware switch of in de software instellingen aangepast kan worden aan de verschillende veldbusprotocollen. Het is daarbij zelfs mogelijk om de drive zelf te laten detecteren welk netwerkprotocol door de bovenliggende PLC gebruikt wordt.

Performantie van servosystemen

Het sluitstuk in intelligente connectiviteit is de software die gebruikt wordt voor het configureren en programmeren van servo drives. Bij Festo is dat de Automation Suite die het mogelijk maakt om een aandrijfsysteem in enkele minuten gebruiksklaar te maken. De snelste manier om dat te doen is het inlezen van de parameter file die bij het ontwerpen van het systeem aangemaakt werd door de Electric Motion Sizing tool. Op dat moment worden voor alle componenten ook links gecreëerd naar de handleidingen en er is de mogelijkheid om vanuit de Suite alle firmware updates van de componenten door te voeren. Verder biedt de software, als men logica in de drive zelf wil toepassen, de mogelijkheid om de drives in een CODESYS omgeving te programmeren.

Overstappen op servosystemen wordt door machinebouwers die er weinig of geen ervaring mee hebben, vaak als een complexe stap ervaren die heel wat risico’s met zich meebrengt en veel extra tijd zal vergen. Wat dit verhaal over connectiviteit aantoont, is dat dit helemaal niet het geval hoeft te zijn.

De Electric Motion Sizing tool begeleidt de gebruiker bij de selectie van de componenten waarbij gegarandeerd wordt dat het systeem correct gedimensioneerd wordt in functie van de gewenste specificaties. De stappen die Festo gezet heeft op het vlak van mechanische, elektrische en intelligente connectiviteit zorgen er verder voor dat het systeem snel en eenvoudig geïntegreerd kan worden in een PLC- en netwerkomgeving. De performantie van servosystemen is daardoor heel erg toegankelijk geworden.

Uitgebreide dienstverlening

Bovendien biedt Festo een uitgebreide dienstverlening om gebruikers bij de implementatie van servosystemen te begeleiden. Het Festo Serivce kanaal op YouTube bevat een reeks videos waarin stap voor stap uitgelegd wordt hoe de Electric Motion Sizing tool en de Automation Suite te gebruiken bij de selectie en integratie van een systeem. Daarnaast biedt Festo zogenaamde Application notes waarin zeer concrete antwoorden gegeven worden op specifieke uitdagingen, afgestemd op een bepaalde PLC-omgeving of bijvoorbeeld een concrete safety categorie. Een derde dienstverlening betreft online of on site application engineering waarin een beroep gedaan kan worden op de specialisten van Festo bij de integratie van een systeem of bij het oplossen van specifieke problemen.

Wie de mogelijkheden van servosystemen eens in de praktijk wil ervaren alvorens zelf aan de slag te gaan, is welkom in het Customer Hospitality Centre van Festo in Vilvoorde en het Customer Experience Centre in Delft. Daar kan met de Festo producten en verschillende PLC’s en netwerken geëxperimenteerd worden om bepaalde applicaties in reële praktijkomgevingen te testen.

experience_centre_delft

Customer Experience Centre Festo Delft

Vilvoorde CHC ex wall

Customer Hospitality Centre Festo Vilvoorde

Overzicht