Neue Safety-Funktionen im Drive und Digitaler Zwilling bei Sigmatek

In einem kompakten Packaging wird bei den Servodrives MDD 2000 hohe Leistung mit vielen Safetyfunktionen kombiniert.

Die Sigmatek DIAS-Drive 2000-Serie kombiniert hohe Leistungsdichte und Flexibilität zur Steuerung von Servomotoren in einem hochkompakten Design. Jetzt sind noch mehr Safety-Funktionen in den MDD 2000-Servodrives integriert. Zu den wichtigsten bisher bereits enthaltenen Funktionen Safe Torque Off (STO), Safe Stop 1 (SS1), Safe Operating Stop (SOS), Safe Brake Control (SBC) sowie Safely-Limited Speed (SLS) sind nun standardmäßig zwölf weitere Safety-Funktionen verfügbar: sichere Geschwindigkeits-, Beschleunigungs-, Positions- und Drehrichtungsfunktionen – alle SIL 3, PL e, Kat. 4 und TÜV-zertifiziert.

Der Digitale Zwilling einer Maschine oder Anlage hilft, Nacharbeiten zu eliminieren und die Entwicklungszeit insgesamt zu verkürzen.

Flexibel handhabbar

Für passgenaue Antriebslösungen kann das flexible Servosystem ein- oder dreiphasig mit 230 bis 480 VAC betrieben werden. Neben ein bis drei Achsen sind Versorgung, Netzfilter, Bremswiderstand und Zwischenkreis ebenfalls an board – und das auf nur 75 x 240 x 219 mm in Baugröße 1. Somit wird höchste Leistungsdichte erzielt. Baugröße 1 bietet eine Leistung von bis zu 3x 5 A Nenn- bzw. 3x 15 A Spitzenstrom, die doppelt breite Baugröße 2 bis zu 3x 10 A Nenn- bzw. 3x 30 A Spitzenstrom.

Der Überlastfaktor liegt bei bis zu 300 Prozent. Sehr kurze Reglerzykluszeiten von 62,5 µs verleihen den DIAS-Drives eine exzellente Servo-Performance. Die Module können standalone oder im Verbund mit beliebig vielen MDD-2000-Achsmodulen beider Baugrößen eingesetzt werden. Dabei lassen sie sich in Anreihtechnik werkzeuglos verbinden. So entfällt eine aufwendige Einzelverdrahtung für Strom, Zwischenkreiskopplung und Echtzeit-Ethernet-Kommunikation.

Im Standard integriert ist die Einkabellösung Hiperface DSL, womit sich der Verkabelungsaufwand minimiert.

Die 17 Standard Safety-Funktionen der MDD 2000-Serie auf einen Blick:

Stoppfunktionen
• STO (Safe Torque Off)
• SOS (Safe Operation Stop)
• SS1 (Safe Stop 1)
• SS2 (Safe Stop 2)

Bremsfunktionen
• SBC (Safe Break Control)
• SBT (Safe Brake Test)

Geschwindigkeitsfunktionen
• SLS (Safe Limited Speed)
• SSM (Safe Speed Monitor)
• SMS (Safe Maximum Speed)

Beschleunigungsfunktionen
• SAR (Safe Acceleration Range)
• SMA (Safe Maximum Acceleration)
• SLA (Safe Limited Acceleration)

Positionsfunktionen
• SLP (Safe Limited Position)
• SP (Safe Position)
• SMP (Safe Maximum Position)

Drehrichtungsfunktionen
• SDIp (Safe Direction positive)
• SDIn (Safe Direction negative)

Maße:
• DIAS-Drive Baugröße 1: 75 x 240 x 219 mm (BxHxT)
• DIAS-Drive Baugröße 2: 150 x 240 x 219 mm (BxHxT)

Zur Unterstützung der modellbasierten Entwicklung und der virtuellen Inbetriebnahme wurden in der Softwareentwicklungsumgebung LASAL von Sigmatek alle nach außen gerichteten I/O-Objektklassen erweitert.

Digitaler Zwilling in LASAL

Die Softwareentwicklungsumgebung LASAL unterstützt eine modellbasierte Entwicklung und virtuelle Inbetriebnahme mit dem Digitalen Zwilling. Dabei wird, gemeinsam mit 3D-Modellen der Mechanik, für die physikbasierte 3D-Simulation ein vollständiger Digitaler Zwilling erstellt. Dieser fungiert als valide Grundlage für die detaillierte Softwareentwicklung, Elektroplanung und Konstruktion einer Maschine oder Anlage. So ist es möglich, alle Entwicklungsschritte von der Planung bis zur Inbetriebnahme virtuell darzustellen, zu simulieren, zu testen und abzusichern – ob einzelne Maschinenfunktionen oder komplette Anlagen.

Ein Vorteil dieser modellbasierten Entwicklung mit dem Digitalen Zwilling ist, die Entwicklung zu parallelisieren und damit zu beschleunigen. Zudem muss mit Abstimmungen und Tests nicht erst auf das Vorliegen der echten Mechanik und Hardware gewartet werden. Als weiteren wesentlichen Schritt hin zu besseren Maschinen gibt es die Möglichkeit einer virtuellen Inbetriebnahme. Dabei ersetzt der Digitale Zwilling die reale Maschine oder Anlage. Diese wird zunächst noch komplett als Computermodell mit „Software in the Loop“ simuliert. Erst danach folgt die Übertragung der Programme auf die echte Steuerungshardware („Hardware in the Loop“).

Erweiterungen

Um dies zu ermöglichen, wurden im Entwicklungstool LASAL alle nach außen gerichteten I/O-Objektklassen erheblich erweitert. Diese „advanced I/Os“ brauchen an ihrem „äußeren“ Ende nicht mehr notwendigerweise echte Verbindungen, sondern können in verschiedenen Modi mit vorgegebenen, simulierten oder im Digitalen Zwilling entstehenden Werten arbeiten. Das hilft, die Entwicklungszeit zu verkürzen, das Entwicklungsrisiko zu minimieren und Nacharbeiten zu eliminieren. So können Maschinen- und Anlagenhersteller schneller bessere Maschinen entwickeln und ihre Marktposition absichern.

Mit der Inbetriebnahme sind die Anwendungsmöglichkeiten des Digitalen Zwillings allerdings noch lange nicht erschöpft. Dieser kann im Betrieb mitlaufen, um Abweichungen aufzudecken und entsprechend gegenzusteuern. So werden Produktionsprozesse optimiert. Die Fehlertoleranz und Lebensdauer der Maschine wird vergrößert und eine vorausschauende Wartung ermöglicht.

Halle 7, Stand 270