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Antriebstechnik

Dipl.- Ing. Wolfgang Brandt

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Servomotor mit integrierter Steuerung

Einfache Installation, einfache Inbetriebnahme, hohe Dynamik, flexibel und zuverlässig im Betrieb - die maßgeblichen Vorgaben bei der Entwicklung des Milandrive. Der Milan drive zeichnet sich deshalb durch folgende Merkmale aus.
bulletalle Komponenten einer Servoachse, inklusive Servoverstärker, in einem Gehäuse
bulletdezentrales Servosystem
bulletautark arbeitend
bulletAnsteuerung wahlweise über RS 2323, I/O-Box, Profibus oder CANBUS
bulletEinfache Inbetriebnahme und Programmierung über eine Windows Bedienoberfläche (kostenlose Software gibt es beim Hersteller zum runterladen)
bulletNeu: Softwarebausteine für die Simatiik Step 7 Software in Verbindung mit Profibus-DP
bulletKundenspezifische Speziallösung auch für andere Aufgaben hier als Low Cost Antrieb (Milan Format) mit Getriebe i=80
bulletBedienterminals zur als Ergänzung z.B. Touchscreen mit RS 232 zur einfachen Ansteuerung des Milanservomotors

 

Der Milan-drive ist vorerst in drei Baugrößen erhältlich. Diese sind
bulletMI 1,5/075 (1,5Nm/0,75kW bei 3000min-1)
bulletMI 2/090 (2Nm/0,9kW bei ??min-1)
bulletMi 4/110 (4Nm/1,1kW bei ??min-1)

Diese Baugrößen unterscheiden sich im wesentlichen in ihren Abmessungen und Leistungen. 


Technik

Beim Milan drive sind der Antrieb und die Steuerung als eine Einheit fest miteinander verbunden. Dies vereinfacht die Montierbarkeit, die Inbetriebnahme und den Service gegenüber herkömmlichen Servoantriebssystemen.

Bedienung

Die Inbetriebnahme, die Konfiguration und das Parametrieren des Servopositioniersystems wird über die RS 232 Schnittstelle mittels einer Bedienersoftware auf dem PC durchgeführt. Die Bedienersoftware ist lauffähig unter allen gängigen Windows-Betriebssystemen. Für die Bedienung über I/O-Box steht der interne CAN-Bus zur Verfügung.

Elektronikeinheit

Der Milan drive enthält alle für eine elektronische Steuerung erforderlichen Komponenten. Determinierte Aufgaben wie z.B. das Positionieren der Lasten gegenüber der Zeit oder auf eine Ziellage werden nach einem Startsignal völlig automatisch durchgeführt. Übergeordnete Steuerungen werden somit entlastet und es können insgesamt kürzere Reaktionszeiten erreicht werden. Bei gesteuerten Prozessen, welche keine dynamischen Synchronisationen erfordern, kann der Milan drive gänzlich autonom betrieben werden.

Ablaufsteuerung

Mit der integrierten Steuerung können in 100 Fahrdatensätzen bis zu 100 Positionen beliebig zeit-, drehmoment- oder zielgesteuert definiert werden. Die Reihenfolge der Abarbeitung der Fahrdatensätze ist beliebig konfigurierbar. Die zeitliche Abfolge ist sowohl automatisch - mit/ohne Zwischenhalt -, als Programmschleife, ereignisgesteuert oder bei Inbetriebnahmen als Einzelschrittmodus wählbar.

 

Einsatzbedingungen

Schutzarten

IP 64 (Standard)
bedeutet Schutz gegen das Eindringen von Staub und Spritzwasser.

IP 67 (Option)
bedeutet Schutz gegen das Eindringen von Staub und beim Eintauchen in Wasser bis maximal 1 m Wassersäule für die Dauer von maximal 30 Minuten.

ATEX Geräteklassifizierung
Gerätegruppe II, Gerätekategorie 3, Medium Staub (Zone 22), Temperaturklasse T4 (135°)

Korrosionsschutz

Das Gehäuse des Milan drive advanced ist aus einer hochwertigen korrosionsbeständigen Aluminiumlegierung gefertigt. Alle sonstigen aussenliegenden Teile wie Schrauben und die Motorwelle sind aus nichtrostendem Stahl gefertigt.

Die Decklackierung ist grau, andere Farben auf Anfrage.

Umgebungstemperaturen

– 10 °C bis + 50 °C 
Derating (Reduzierung der Nennleistung) ab + 25 °C.

 

Aufbau

1 Elektroanschluss

Die Anordnung der Stecker ist frei wählbar und kann variiert werden.

Eine möglich Anordnung könnte sein:

bulletLeistungszuführung (M23)
bulletHilfsspannung 24 VDC / Bremse (M12)
bulletRS 232 Anschluss (M12)
bulletFeldbus BUS IN (M12)
bulletFeldbus BUS out (M12)
bulletInput-Anschluss (M12)
4 digitale Eingänge und 1 analoger Eingang
Versorgung aus dem Antrieb 24 VDC
bulletOuput-Anschluss (M12)
4 digitale Ausgänge

 

2 Motorelektronik

Alle für den Betrieb des Motors erforderlichen Steuerungskomponenten sind in das Antriebsgehäuse integriert. Dazu gehören:

bulletdigitaler, sinuskommutierter Servoverstärker bestehend aus den Komponenten Netzteil (Versorgungsspannung 230 VAC),
Leistungsendstufe,
Positionier- und Ablaufsteuerung,
interner Ballastwiderstand,
 
bulletdigitaler Lage- und Drehzahlregler

Durch eine Wärmeisolation wird die Elektronik vor den höheren Temperaturen des Motors geschützt.

 

3 Microcontroller

Durch die vielfältigen Programmiermöglichkeiten des integrierten Microcontrollers kann der Milan drive advanced schnell und einfach an die jeweilige Anwendung angepasst werden.

Programmabläufe können definiert werden, die übergeordnete Steuerungstechnik wird dadurch entlastet, der Datenverkehr verringert.

Der Milan drive advanced folgt somit dem deutlichen Trend zur Dezentralisierung der Funktionen in der Automatisierungstechnik.

 

4 Resolver

Mit dem wartungsfreien Resolver wird die Rotorlage des Motors erfasst und daraus die Drehzahl und Position abgeleitet.

Die Auflösung beträgt 4096 Inkremente pro Umdrehung. Das ist die Voraussetzung für eine hohe Positioniergenauigkeit.

Alternativ kann ein Multiturn-Absolutwertgeber eingebaut werden.

 

5 Flansch

Die Flanschmaße entsprechen der DIN 42 948.

 

6 Anschlusswelle

Die Welle ist nach DIN 748 ausgeführt. Optional kann sie mit Passfedernut geliefert werden.

 

 

7 Motor

Der Synchron-Servomotor hat ein geringes Rotorträgheitsmoment – Grundlage der hervorragenden Dynamik des Motors.

Durch die Verwendung hochwertiger Materialien wird eine lange Lebensdauer erzielt, ohne dass Wartungsarbeiten erforderlich sind.


Optional ist der Motor mit einer Haltebremse lieferbar.

 

Haltebremse (Option)

Wird eine Haltebremse eingesetzt, so wird die aktuelle Position zuverlässig gehalten. Durch sie wird verhindert, dass nach dem Abschalten des Motors z.B. durch die Einwirkung der Schwerkraft oder äußerer Kräfte die Position verändert wird.

Die Bremse kann über die interne Programmierung aktiviert werden.

statische Haltemomente

MDA 35.1 2,0 Nm
MDA 56.1 4,5 Nm
MDA 63.1 9,0 Nm

 

8 Motorlager

Die eingesetzten Präzisionslager tragen entscheidend zur langen Lebensdauer des Milan drive advanced bei.

 

Schnittstellen

Ein- und Ausgänge, binär und analog

Der Milan drive advanced verfügt über Eingänge für nicht feldbusfähige Sensoren und Ausgänge, an die man z.B. Anzeigegeräte anschließen kann.

Alle Ein- und Ausgänge sind:
frei programmierbar,
einzelnen Fahrdatensätzen zuordenbar und
besitzen SPS-Funktionalität.

Ein-Ausgänge Beschreibung Beispielbelegung
4 frei programmierbare digitale Eingänge 24 VDC potentialgetrennt
bulletEndschalter links 
bulletEndschalter rechts 
bulletSchnellstop, z.B., Not Aus
bulletein frei programmierbarer Ausgang 
bulletein frei programmierbarer Eingang.
1 analoger Eingang (Option) bipolar, - 10 V bis + 10 V
bulletPotentiometer zur Drehzahlbegrenzung oder
Drehzahlvorgabe oder
Drehmomentbegrenzung oder
Drehmomentvorgabe
4 frei programmierbare digitale Ausgänge
bullet1 Relaisausgang 30 VDC / 1 A
bullet3 Optokoppler 20 VDC / 20 mA
bulletSollwert erreicht
bulletFahrdatensatz wird abgearbeitet 
bulletStörung
bulletReferenzfahrt abgeschlossen 
bulletexterner Lüfter
bulletHaltebremse
analoge Ausgänge auf Anfrage  

 

Encodereingang

An diesen Eingang kann ein externer Encoder (Inkrementalgeber) angeschlossen werden, z.B. für folgende Anwendung: Sollwertvorgabe durch externen Master.

Die Lageregelung erfolgt dann nach dessen Positionssignal.

Lüfteranschluss

Um bei hohen Umgebungstemperaturen die volle Leistung verfügbar zu haben, steht am Milan drive advanced ein 24 V DC Ausgang zur Verfügung, an den ein Lüfter angeschlossen werden kann.

Stichwörter:

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Stand: 07. März 2014                                               zur Übersicht

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