KAS nowa platforma automatyzacji firmy Kollmorgen

Transkrypt

1 KAS nowa platforma automatyzacji firmy Kollmorgen 1. Wstęp Dynamicznie rozwijające się rynki wymagają produktów, których wytworzenie może być zrealizowane w procesie szybkim, powtarzalnym oraz elastycznym. W nowoczesnych maszynach pakujących, drukarskich i przetwórczych wysoka wydajność jest głównym kryterium wyboru, przed jakim stoją potencjalni klienci. Firma Kollmorgen, jako światowy dostawca podzespołów automatyki przemysłowej, w odpowiedzi na współczesne wymagania branży budowy maszyn oferuje zintegrowany system automatyzacji Kollmorgen Automation Suite, w skrócie KAS. System ten, poprzez wydajne układy sterujące, komunikacją przemysłową czasu rzeczywistego oraz dynamiczne serwonapędy, zapewnia precyzyjną synchronizację ruchu. Zwiększając produktywność maszyn, jednocześnie ogranicza czas i koszty związane z ich opracowaniem. Narzędzie programowe KAS zapewnia intuicyjne, modułowe i graficzne odzwierciedlenie struktury napędowej, zapewniając przejrzystość aplikacjom kontroli ruchu. 2. KAS - skalowalny, a więc zapewniający optymalizację kosztów Cechą charakterystyczną systemu KAS jest jego elastyczność, określana jako skalowalność w zależności od stopnia złożenia i przeznaczenia maszyny przemysłowej. Charakteryzując aplikację pod tym kątem można wymienić cztery kluczowe układy systemowe: - z nadrzędnym komputerem przemysłowym IPC oraz podrzędnym układem sterowników osi

2 - z rozdzieloną strukturą składającą się z głównego sterownia PLC oraz pośredniczącego sterownika Motion Control (PDMM) zarządzającego wyłącznie elementami napędowymi maszyny - z programowalnym sterownikiem osi serwofalownikiem AKD Basic w układzie 1 osiowym - w układzie synchronizacji wielosiowym typu Master-Slave

3 Każda z powyższych możliwości może być zrealizowana za pomocą tego samego narzędzia programowego, co zdecydowanie obniża koszty związane z wdrożeniem systemów napędowych. Jest to szczególnie istotne dla integratorów systemów automatyki napędowej, którzy często stają przed koniecznością stopniowego modernizowania układów sterujących w danej maszynie. Motywowane jest to chęcią rozłożenia obciążenia finansowego przez odbiorcę ma kolejne etapy inwestycyjne lub też koniecznością zachowania ciągłości procesu produkcyjnego. System KAS pozwala w takich sytuacjach na integrację w skali adekwatnej do możliwości i potrzeb klienta końcowego. Umożliwia współpracę z jednostkami sterującymi firm trzecich oraz eliminuje elementy składowe systemu do niezbędnego minimum. 3. KAS to zwiększona wydajność maszyn Kluczowym ogniwem systemu KAS jest zaawansowany kontroler ruchu ( Motion Control) sterownik PDMM. Kontroler ten wykorzystuje komunikację w standardzie EtherCat, a dzięki powiązaniu w jednym układzie jednostki PLC oraz sterownika napędu, operację wykonywane są w bardzo szybkiej pętli procesowej ( do 250us). Program kompilowany jest z naciskiem na optymalizację cyklu pracy procesora sterującego, dzięki czemu lepiej wykorzystywane są zasoby obliczeniowe sterownika. W ramach struktury programowej KAS możliwe jest tworzenie programów sterujących niezależnych od aktualnej platformy, umożliwiając w perspektywę migrację na nowszy system w dynamicznie rozwijanej palecie rozwiązań firmy Kollmorgen. Rysunek 1: Programowalny sterownik ruchu PDMM motion control 4. KAS IDE platforma programistyczna KAS IDE zapewnia wiele szablonów, tzw. szkieletów typowych aplikacji przemysłowych w standardzie, stworzonych przez doświadczonych inżynierów automatyków pracujących dla Kollmorgen nieustannie powiększających bazę aplikacyjną KAS. Wśród gotowych aplikacji kontroli ruchu, należy wymienić takie jak, latająca piła, nóż obrotowy, regulator technologiczny i krzywka. Szablony te mogą być importowane z bogatej bazy projektów i eksportowane do nowych aplikacji. Proces ten przebiega intuicyjnie z wykorzystaniem kreatora projektu. W przypadku systemu automatyki

4 całkowicie opartego na protokole EtherCAT, konfiguracja warstwy komunikacyjnej przebiega w sposób automatyczny a proces mapowania parametrów jest niezwykle prosty. Rysunek 2: Środowisko KAS IDE 5. Programowanie w oparaciu o standard PLC open IEC Kollmorgen aktywnie wspiera standaryzację w automatyce przemysłowej, uczestnicząc w programie PLC Open. Środowisko KAS umożliwia swobodne wykorzystanie pięciu standaryzowanych języków programowania: tekstu strukturalnego ST, schematu blokowego FBD, listy instrukcji IL, grafu funkcji sekwencyjnych SFC, schematu drabinkowego FFLD

5 Rysunek 3: Standardowe języki programowania 6. Programowanie w oparciu o schemat napędowy Pipe Network W złożonych aplikacjach napędowych i wieloosiowych systemach synchronizacji ruchu KAS oferuje alternatywny standard programowania Pipe Network. Standard ten opiera się na koncepcji przetworzenie istotnych elementów mechanicznej struktury napędowej maszyny na programowalne bloki funkcyjne odzwierciedlające podstawowe jej elementy, takie jak przekładnie, krzywki i sprzęgła. W schematach mechanicznych maszyny występuję napęd główny, który rozdziela ruch na pozostałe układy za pośrednictwem przekładni i krzywek. W sieci Pipe Network rolę napędu głównego przejmuje napęd wirtualny Virtual Master, natomiast mechanizmy napędowe zostają zastąpione przez elektroniczne krzywki i przekładnie. W ramach pojedynczego bloku funkcyjnego możliwe jest programowanie w jednym z 5 standaryzowanych języków standaryzowanych. Bardziej złożone aplikacje mogą zawierać w sobie część kodu zrealizowanego w oparciu o klasyczny PLC Open. Struktura tak zorganizowanej aplikacji jest przejrzysta i spójna. Stanowi dokładne odzwierciedlenie mechanicznego schematu napędowego. Realizacja nawet bardzo skomplikowanych układów synchronizacji wieloosiowej jest przez to prosta, pozwala na szybsze wdrożenie maszyny, a co za tym idzie obniża koszty związane z jej uruchomieniem.

6 Rysunek 4, Rysunek 5: Struktura mechaniki napędowej oraz jest odzwierciedlenie w PIPE NETWORK

7 Rysunek 6, Rysunek 7: Graficzne programowanie w PIPE NETWORK 7. Pełna symulacja procesu w standardzie Ważnym elementem środowiska programowego jest KAS Simulator. Narzędzie to umożliwia symulację pracy systemu docelowego bez użycia fizycznych napędów lub też z ich współudziałem łącząc osie fizyczne i wirtualne. Inżynierowie aplikacyjni dzięki tej funkcjonalności nalności mogą szybciej i sprawniej przeprowadzić proces uruchomienia u klienta, a przez to zaoszczędzić koszty związane z uruchomieniem aplikacji.

8 Rysunek 8, Rysunek 9: KAS IDE oraz KAS Symulator

9 8. Wartość dodana Dzięki platformie KAS możemy Państwu zaoferować kompletne rozwiązanie od jednego dostawcy, przejmując odpowiedzialność za dobór platformy napędowej. Takie podejście znacząco przyspiesza i ułatwia integrację. W połączeniu z pełnym wsparciem technicznym oraz bogatą baza gotowych aplikacji pomoże to Państwu odnieść sukces w tworzeniu najlepszych maszyn przemysłowych na rynku.