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Elektromotor

Intelligente Kompaktantriebe

| Autor/ Redakteur: Patrick Schumacher / Dipl.-Ing. (FH) Sandra Häuslein

Antriebssysteme, die über Bus-Schnittstellen verfügen und so mit der übergeordneten Steuerung kommunizieren können, sind gefragt. EBM-Papst hat darauf reagiert und sein Produktprogramm erweitert.

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Ein BLDC-Innenläufermotor mit integriertem Elektronikmodul bietet eine standardisierte CAN-open Schnittstelle.
Ein BLDC-Innenläufermotor mit integriertem Elektronikmodul bietet eine standardisierte CAN-open Schnittstelle.
(Bild: EBM-Papst)

Kunden im Maschinen- und Anlagenbau fragen vermehrt nach kompakten und leistungsfähigen Antriebssystemen, die über marktübliche Bus-Schnittstellen verfügen, über die Befehle von übergeordneten Steuerungen empfangen und Ist-Werte sowie Statusmeldungen an die Steuerung zurückgemeldet werden können.

EBM-Papst hat daher als Neuheit die Baureihe ECI 63.xx K5 im Leistungsbereich von 180 W bis 370 W vorgestellt. Auf Basis eines BLDC-Innenläufermotors mit integriertem Elektronikmodul bietet diese eine standardisierte CANopen-Schnittstelle.

Mit der integrierten frei programmierbaren Ablaufsteuerung (SPS-Funktionalität) können Technologiefunktionen direkt im Antrieb realisiert werden; die bisher erforderliche SPS wird entlastet oder kann im Idealfall komplett entfallen. Die Ansteuerung kann dabei über die digitalen und analogen Ein- und Ausgänge erfolgen. Damit wird das Produktprogramm der Industrie-4.0-fähigen Antriebssysteme von EBM-Papst um ein weiteres Elektronikmodul erweitert.

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Alternative zu klassischen AC-Servomotoren

Die kompakten Antriebssysteme bieten in vielen Applikationen eine kostenoptimierte Alternative zu klassischen AC-Servomotoren. Im Vergleich zu AC-Normmotoren mit Frequenzumrichtern überzeugt diese Baureihe mit einem besseren Wirkungsgrad sowie einer höheren Leistungsdichte. Zwar werden in vielen Applikationen heute Ethernet-basierte Bus-Systeme gefordert, sobald jedoch die Anzahl der Knoten in einer Anlage steigt, ist CANopen nach wie vor sehr beliebt. Dies liegt daran, dass Systeme mit CANopen seitens der Hardware und Implementierung deutliche Kostenvorteile bieten. Die Performance des CANopen ist für viele Industrieapplikationen absolut ausreichend.

Der ECI 63.xx K5 unterstützt die Kommunikations- und Bewegungsprofile nach IEC 61800-7 (DS402). Das heißt, der Antrieb lässt sich in Positionier-, Drehzahl- oder Strom- bzw. Momentenregelung betreiben. Auch die interpolierte Positionierung bei zyklischer Sollwertvorgabe ist implementiert. Eine Referenzierung der Antriebsposition kann über die normierten Homing-Methoden und über eine Sanftfahrt auf Blockade/mechanischen Anschlag durchgeführt werden.

Dank integrierte Intelligenz frei programmierbar

Darüber hinaus kann der Antrieb dank der integrierten Intelligenz ähnlich einer SPS frei programmiert werden. Beispielsweise wird eine Funktion so implementiert, dass der Antrieb über die integrierten I/Os nahezu beliebig ansteuerbar ist, ohne dass Fahrbefehle über CANopen notwendig wären. Durch die integrierte SPS Funktionalität kann der Antrieb auch als CAN-Master eingesetzt werden. Dadurch können bei weniger komplexen Applikationen Netzwerke aufgebaut werden, die als Standalone-Applikation ohne übergeordnete SPS arbeiten. Die Möglichkeit, auf eine übergeordnete SPS zu verzichten, wirkt sich positiv auf die Kostensituation aus.

Der ECI 63.xx K5 enthält standardmäßig ein integriertes Gebersystem, das die Stellung der Abtriebswelle auf 12 Bit auflöst. Damit wird eine hohe Positioniergenauigkeit erreicht. Auch langsame Drehzahlen und Stillstand lassen sich sauber regeln, sodass ein sehr großer Drehzahlbereich nutzbar ist.

Inbetriebnahme- und Parametriersoftware

Mit der komfortablen Inbetriebnahme- und Parametriersoftware EP-Tools lässt sich der Antrieb von einem PC aus direkt über CANopen bedienen. Die wichtigsten Parameter werden übersichtlich im Konfigurationsfenster des Tools visualisiert. Es können beliebig weitere Parameter in der Oberfläche hinzugefügt und auf den Antrieb geladen werden. Zudem besteht die Möglichkeit, den kompletten Parametersatz zusätzlich auf einem PC zu speichern. Die Software EP-Tools ist kostenfrei verfügbar.

Konfigurationsfenster im Überblick:

  • Über das Status-Fenster können die relevanten Messgrößen und Zustände des Antriebs visualisiert werden. Dadurch lassen sich Regler schnell optimieren und Inbetriebnahmen vereinfachen.
  • Im Ansteuerungs-Fenster kann der Benutzer den Antrieb in unterschiedlichen Betriebsmodi betreiben und sowohl Reglerfreigabe als auch Sollwerte direkt vorgeben. Auch digitale Ein- und Ausgänge können in diesem Fenster manuell eingestellt werden.
  • Ein anwendungsspezifisches Programm für die integrierte SPS lässt sich in einem weiteren Fenster einfach kompilieren und auf den Antrieb hochladen.

Interessenten können die Dokumentation der neuen Antriebslösungen (technische Daten, Zeichnungen, 3D-Modelle) im Online-Portal von EBM-Papst einsehen und bei Bedarf ausdrucken bzw. herunterladen. Zudem sind die ECI 63.xx K5-Vorzugstypen als Solo- und Getriebemotor künftig im Online-Portal enthalten und damit innerhalb von 48 h nach Eingang der Bestellung versandfertig. (sh)

SPS IPC Drives 2017: Halle 1, Stand 324

* Patrick Schumacher ist Leiter Produktmanagement Industrial Drive Technology bei der EBM-Papst St. Georgen GmbH & Co. KG.

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