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Data Analytics: Mit Kübler-Drehgebern über die Drehzahlregelung hinaus

Data Analytics
Mit Drehgebern von Kübler zu kompakten Motoren und über die Drehzahlregelung hinaus

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Der Trend kompakt bauender Motoren fordert Sensoriklösungen, die sich in schlanke Designs einfügen. Darüber hinaus soll das Gesamtkonzept der Antriebstechnik optimiert werden. Lagerlose Drehgeber für Asynchronmotoren von Kübler werden diesen Ansprüchen kundenindividuell gerecht. Mit Condition Monitoring und Predictive Maintenance bieten sie Mehrwert über die ureigene Drehzahlregelung hinaus.

Nico Schröder, Korrespondent elektro AUTOMATION

Inhaltsverzeichnis

1. Motor-Feedback-System optimiert Motor als Gesamtsystem
2. Industrie 4.0 nutzt smarte Motoren
3. Antriebshersteller integrieren magnetische Messsysteme

Mit steigendem Automatisierungsgrad und dynamischer werdenden Anlagen und Maschinen spielen Servomotoren heute und zukünftig eine bedeutsame Rolle. Aufgrund ihrer Leistungsfähigkeit und Kompaktheit sind sie prädestiniert, den Anforderungen zu hoher Dynamik und Effizienz bei gleichzeitig sinkenden Energiekosten und dem Anspruch nach kompakter Bauweise gerecht zu werden. „Die optimale Anpassung des Motor-Gesamtsystems – inklusive des integrierten Sensorkopfes und Magnetrings – ist das Geheimnis, das unsere aktuelle Innovation ausmacht“, sagt Arnold Hettich, Produkmanager Positions- und Bewegungssensorik bei Kübler. Man käme dem Kundenwunsch nach, das Gesamtsystem zu optimieren, um wiederum den Anforderungen in den Applikationen gerecht zu werden, also kompaktere Anlagen zu ermöglichen oder höhere Performance in vorhandenen Anlagen zu erzielen.

Motor-Feedback-System optimiert Motor als Gesamtsystem

Kübler hat ein Motor-Feedback-System entwickelt, das den Motor als Gesamtsystem optimiert. Mit einer gleichbleibenden Baugröße von 36 mm werden alle Singleturn- und Multiturnvarianten mit einer Auflösung von bis zu 2.048 Sinus/Cosinus-Perioden oder 24 Bit volldigital realisiert. Das ermöglicht es den Herstellern von Servomotoren, die Varianten an Motoren zu reduzieren sowie den Anbau zwischen Drehgeber und Motor zu standardisieren – und damit nicht zuletzt von Kosteneinsparungen zu profitieren. Auf dieser Drehgeberplattform werden alle klassischen und offengelegten Schnittstellen wie SCS open Link oder Biss-Line als Einkabel-Lösung angeboten, was eine flexible Auswahl der elektrischen Schnittstelle bedeutet. Eine hohe Signalqualität wird mittels eingesetzter Phased-Array-Sensor-Technologie erreicht, die zur Steigerung der Leistungsfähigkeit des Servomotors sowie zu einem ruhigen Betriebsverhalten und somit zur Reduzierung von Wärme führt. Das hochgenaue Motor-Feedback-System Sendix S36 ist aufgrund der neuen mechanischen Getriebetechnologie robust. Damit ist es in rauen Umgebungen zuverlässig einsetzbar. Und es kann generell für einen Dauerbetrieb des Servomotors sorgen.

Mit dem Motor-Feedback-System werden Smart-Motor-Konzepte möglich. Funktionen wie ein elektronisches Datenblatt (EDS), die Speicherung von kundenspezifischen Anwenderdaten und die Anbindung von zusätzlichen Sensoren wie Temperatursensoren stehen für Analysen zur Verfügung. Mit einer dauerhaften Zustandsüberwachung des Motors werden Störungen frühzeitig erkannt. Deren frühzeitige Behebung führt wiederum zu einer höheren Anlagenverfügbarkeit und einer Verbesserung der Performance.

Industrie 4.0 nutzt smarte Motoren

Die steigende Vernetzung der Komponenten einer Anlage oder Maschine sind heute Voraussetzungen, um selbstorganisierte und effiziente Produktionsabläufe zu realisieren, um die Leistung zu steigern und um gleichzeitig Kosten zu senken. Kübler hat seine SendixDrehgeber hierzu mit sogenannter Smart Technology ausgestattet: Neben der gängigen Erfassung von Messwerten wie Inkremente und Position werden weitere Messgrößen wie Beschleunigung, Schock, Vibration, Temperatur oder Betriebszeit erfasst und ausgewertet. Der Drehgeber wird zum Informations-, Mess- und Datenzentrum elektrischer Antriebe.

Die Daten werden für eine Zustandsüberwachung des Drehgebers, des Motors beziehungsweise für die gesamte Anlage oder Maschine verwendet, um Condition Monitoring und Predicitive Maintenace umzusetzen, die zur Erhöhung der Anlagenverfügbarkeit und zur Reduzierung von ungeplante Stillstandzeiten führen. Mittels Smart Identification wird jeder Drehgeber schnell und einfach in Maschinen und Anlagen installiert. Dafür sorgt das elektronische Datenblatt, das wichtige Merkmale zur Kommunikation, zum Drehgeber selbst, zum angeschlossenen Antrieb und zur gesamten Umgebung beinhaltet. Plug and Play kann derart realisiert werden.

Antriebshersteller integrieren magnetische Messsysteme

Gemeinsam mit Antriebsherstellern wurde auf Basis der lagerlosen Drehgeber ein integriertes Messsystem für Asynchronmotoren entwickelt, das hinsichtlich Leistungsfähigkeit und Kompaktheit neue Maßstäbe im Vergleich zu gelagerten Drehgebern setzt. Durch die Abschirmtechnologie, die auf FEM-berechneten Simulationen basiert, und trotz magnetischer Störfelder, die beispielsweise beim Auslösen der elektromagnetischen Bremse entstehen, ist die Integration des kompakten magnetische Messsystems umgesetzt worden.

Eine weitere Neuerung in dieser Umsetzung besteht in der hohen Signalqualität und der daraus resultierenden Regelgüte des Antriebs. Durch eine FPGA-basierte Signalverarbeitung werden ein Driften und Signalfehler, die beispielsweise durch Temperatur, Alterung und Einbautoleranzen hervorgerufen werden, aktiv ausgeregelt. Somit werden trotz einer vergleichsweise groben Teilung der magnetischen Maßverkörperung genaue und hochaufgelöste Zustandsgrößen ermöglicht. Andererseits wird mittels der ohnehin vorhandenen Kenntnis der Kerngrößen des Antriebssystems, Condition Monitoring und Predictive Maintenance ermöglicht.

www.kuebler.com

Details zu Motor-Feedback-Systemen von Kübler
http://hier.pro/4ln8Y

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