26.03.2020

Profinet für Kleinspannungs-DC-Motoren

Gemeinsam zum modularen Antriebssystem

Für die Antriebs-Controller der Simatic-Micro-Drive-Familie setzt Siemens auf eine Partnerschaft mit Dunkermotoren. Zusammen mit dem modularen System der DC-Motorenbaureihe BG will man Anwendern eine Vielzahl an Kombinationsmöglichkeiten und damit eine hohe Bandbreite an Antriebslösungen im Niederspannungsbereich eröffnen. Hinzu kommt die Option sowohl die mechanische als auch die elektrische Schnittstelle projektbezogen anzupassen.


Die Firma Dunkermotoren war einer der ersten Anbieter von bürstenloser Antriebstechnik im Niederspannungsbereich. Seit über 30 Jahren wird auf diesem Gebiet entwickelt und synchrone Drehstrom-Motortechnik angeboten. Mitte der 80er-Jahre begann man mit einer einfach anzusteuernden Vierphasentechnik, die als Halbleitertechnik aber noch teuer und wenig leistungsfähig war. Mit dem Durchbruch der Dreiphasentechnik hat auch Dunkermotoren diesen Entwicklungsschritt genommen. 1999 wurde mit einer neuen Wicklungstechnik und dem Antrieb BG 65 der Grundstein für eine verbreitete Antriebsfamilie gelegt. Deren Portfolio reicht heute von der Baugröße 45mm mit achteckigem Gehäuse und ca. 40W Abgabeleistung bis zur 95mm-Variante mit über 1.100W Nennleistung. Neuer und zugleich kleinster Spross der Antriebsfamilie ist der BGA 22 mit 22mm Durchmesser und einer Abgabeleistung von 18 bis 23W. Für den neuen Antriebs-Controller Simatic Micro-Drive war Siemens auf der Suche nach einem komplementären Motorenportfolio im Niederspannungsbereich. Der Konzern entschied sich deshalb für die Baureihe BG von Dunkermotoren. Zusammen mit dem modularen System ergeben sich schon aus dem Katalogstandard eine Vielzahl an Kombinationsmöglichkeiten. Den Entwicklern von Werkzeugmaschinen, Umreifungsanlagen oder auch Formatverstellungen erschließt sich dadurch ein breites Spektrum an Antriebslösungen im Niederspannungsbereich. Zusammen mit der Möglichkeit sowohl die mechanische als auch die elektrische Schnittstelle projektbezogen anzupassen, lässt sich nahezu jeder Anwenderwunsch erfüllen.

Selbstparametrierendes System

Die Besonderheit, die sich im Zusammenspiel nun mit dem Simatic Micro-Drive für den Anwender ergibt, ist eine Plug&Play-Lösung. Sie wird schon bei Projektbeginn durch die mechanische, elektrische und thermische Auslegung der Antriebsachse im TIA-Selection-Tool ermöglicht. Über das TIA Portal lassen sich die Controller-Parameter aus dem elektronischen Typenschild des Motors laden und im Controller ablegen. Alle Komponenten sind dabei aufeinander abgestimmt. Umständliches Antriebs-Tuning und parametrieren der Controller-Regelkreise gehören somit der Vergangenheit an. Unter normalen Lastverhältnissen lässt sich der Antriebsstrang problemlos sofort in Betrieb nehmen. Natürlich bleibt noch die Möglichkeit bei ungünstigen Verhältnissen die Parametrierung selbst anzupassen. Das soll jedoch in 80 Prozent der Anwendungsfälle nicht mehr notwendig sein. Eine Stärke des Controllers liegt in der Selbstparametrierung, was durch den Einsatz moderner Elektronikkomponenten direkt im System realisiert wird. Ein spezieller Singleturn-Absolutwertgeber liest für den Antrieb den Kommutierungspunkt aus und arbeitet als inkrementelles Gebersystem zusammen mit den Hall-Sensoren und dem Controller. Über eine patentierte Datenübertragung werden bei der Projektierung Parameterdaten aus dem Antrieb zur Verfügung gestellt. Dabei teilt der Antrieb dem Controller en Detail mit, welche Nenndaten der Motor, welche Parameter das Getriebe und eine optionale Bremse haben, sowie Randparameter, die vom Antrieb nicht überschritten werden dürfen. Dadurch wird der gesamte Antriebsstrang vor versehentlicher Falschparametrierung geschützt. Das ermöglicht dem Anwender eine erleichterte Inbetriebnahme. Als Erweiterung ist in einem nächsten Schritt ein Multiturn-Drehgeber vorgesehen, welcher zu einem späteren Zeitpunkt zur Verfügung stehen soll. Zusammen mit dem modularen System ergibt sich somit für den Simatic Micro-Drive eine vielfältige Anwendungslandschaft für eine standardmäßig einfache Inbetriebnahme.

Antriebsintegrierte Sicherheit

Neben der einfachen Inbetriebnahme bietet das Antriebskonzept noch weitere Funktionen, die im Maschinenbau immer mehr in den Vordergrund treten. So auch im Bereich der funktionalen Sicherheit: Neben dem sicheren Kommunikationsstandard Profisafe, sind im Controller folgende Sicherheitsfunktionen umsetzbar:

  • • STO: Safe Torque Off
  • • SS1: Safe Stop 1
  • • SLT: Safely Limited Torque
  • • SLS: Safely Limited Speed
  • • SBC: Safe Brake Control
  • • SSM: Safety Speed Monitor

Alle Safety-Funktionen genügen den Anforderungen SIL3 nach IEC61508-1 bzw. PLd/Cat.3 nach ISO13849-1.

Schnell verfügbare Einheit

Neben der Produktzuverlässigkeit ist heutzutage ein kurzer Time-To-Market-Zyklus notwendig. Um schnell vorzeigbare Resultate zu erhalten, ist es essenziell erste Versuchsmuster direkt in Betrieb nehmen zu können. Genau das soll die Antriebskombination Simatic Micro-Drive leisten. Sowohl der Controller als auch die Antriebseinheiten von Dunkermotoren können für die Bemusterung in kleinen Stückzahlen für erste Versuche geordert werden. Über den persönlichen Kontakt oder die Webseite von Dunkermotoren erhalten Anwender schnelle und valide Aussagen zum Produkt. Im Online-Shop können bis zu fünf Antriebe in über 80 Antriebsvarianten verschiedener Leistungsbereiche direkt bestellt werden, größere Mengen auf Anfrage. Eine Auslieferung der gewünschten Lösung innerhalb von drei Arbeitswochen wird angestrebt. Ausgewählte Antriebe sogar in einem Drittel der Zeit. Es bleibt dann dem Kunden überlassen, ob die Kataloglösung später zum Einsatz kommen soll oder, basierend auf den Tests, der Antrieb kundenspezifisch angepasst wird. In jedem Fall ist eine problemlose Zusammenarbeit mit dem Antriebs-Controller von Siemens gewährleistet. Um im Anwendungsfall einen passenden Antrieb auswählen zu können, bedingt es im Vorfeld einer sorgfältigen Berechnung der Applikation. Zusammen mit dem TIA Selection Tool von Siemens stehen Anwendern neben der persönlichen Beratung durch Dunkermotoren noch weitere Möglichkeiten offen. Sie können eine Vorauswahl mit der Unterstützung des Sizers innerhalb des Tools treffen. Dabei geben sie bekannte Randparameter für die Applikation ein und das Auslegewerkzeug hilft bei der Vorauswahl. Anwender sehen genau, ob sich ihre Antriebsauswahl nahe am Grenzpunkt befindet oder mit einiger Reserve versehen ist. Mit einer persönlichen Beratung durch die Vertriebsmitarbeiter von Dunkermotoren lässt sich die Antriebskombination in der Auslegung noch weiter anpassen und auch gemeinsam Maßnahmen treffen, die bei der Montage helfen. Angepasste Steckerlösungen oder mechanische Anbindungen sind ebenso möglich, wie eine spezielle Motor- und/oder Getriebeauslegung. Mit dem Zugriff auf das gesamte Antriebsportfolio können Sie die Antriebseinheit punktgenau für Ihren Einsatzfall definieren.

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