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Digitale Geberschnittstelle für Servoaktuatoren erlaubt Kommunikation über zwei Adern: Ausgabe 02/2018, 10.10.2018

Diagnosedaten frei Haus

Das kontinuierliche Condition Monitoring von elektrischen Antrieben erfährt eine zunehmende Aufmerksamkeit. Die rein digitale Geberschnittstelle Hiperface DSL (Digital Servo Link) erlaubt es, Zustandsdaten wie die Temperatur von Servoaktuatoren in steuerungstechnisch auswertbarer Weise bereitzustellen.

Bilder: Sick

Die skalierbare Servoaktuatoren-Plattform Premo von Wittenstein Motion Control nutzt die konstruktiven und sicherheitstechnischen Vorteile von Hiperface DSL. Denn digitale Daten und digitale Protokolle sind die Voraussetzung, um in eine Maschine hineinschauen zu können. Motorfeedback-Systeme wie die Produktfamilien EKS/EKM36 und EFS/EFMSO von Sick Stegmann bieten aufgrund ihrer digitalen Geberschnittstelle die Voraussetzung für ein effizientes Condition Monitoring.

Voll skalierbar in leistungsgerechter Abstufung
An die Geber lässt sich ein Temperatursensor anschliessen, dessen Werte zusammen mit weiteren Prozessdaten aus dem Antriebsregler wie Drehzahl, Spannung, mechanischen Umdrehungen oder aktuellem Diodenstrom – bei optischen EKS/EKM36 und EFS/EFMSO – erfasst und digital in die Steuerung übertragen und ausgewertet werden.
Mit der voll skalierbaren Servoaktuatoren- Plattform Premo (Precise Motion) gelingt es Wittenstein, Motoren und Getriebe mit applikationsgerecht abgestuften Leistungsmerkmalen aus einem besonderen Baukastensystem heraus zu individuellen Motor-Getriebe-Einheiten zu konfigurieren. Antriebstechnisch überzeugen die Servoaktuatoren durch ihre Leistungsdichte: Sie sind aufgrund des Flex- Modulsystems in der Bauform weiterhin kompakt und dazu flexibel geworden und bieten gleichzeitig ein höheres Drehmoment wie die Vorgängerbaureihe. Die verfügbaren Ausstattungspakete Base Line, Advanced Line und High Line bieten für jeden Anwendungsbereich eine hohe Konnektivität. Mechanisch gesehen stehen Wellen- und Flanschversionen am Abtrieb zur Verfügung; elektrisch reicht die Palette vom analogen Resolver als Grundausstattung der Premo base line bis zur digitalen Hiperface-DSL-Schnittstelle als Standard in der Premo high line.
Damit die digitale Einkabeltechnik in allen Leistungsabstufungen zur Verfügung steht, kann man die Einstiegsklasse base line und die Dynamikklasse advanced line optional mit Hiperface DSL-Motorfeedback-Systemen von Sick Stegmann aufwerten.

Auf führende Standards setzen
Für Wittenstein Motion Control besitzt die digitale Schnittstelle mehrere Vorteile. Gerätetechnisch halbiert Hiperface DSL den Aufwand für Anschlussstecker und Kabel, was die Anzahl der Komponenten an der Motorgetriebeeinheit und auch den Verkabelungsaufwand reduziert. Bei der Integration von Premo-Servoaktuatoren in Robotern, in mitfahrenden Achsen oder in beweglichen Maschinenstrukturen ergeben sich zudem aus der Reduzierung von Masse und Gewicht eine Einsparung kinetischer Energie und mehr Energieeffizienz für den Antriebsstrang.
Anwendungstechnisch können Maschinenhersteller die Aktuatoren so flexibel konfigurieren, dass sie in jeder Aufgabenstellung aufgrund der Motorfeedback-Systeme mit Hiperface DSL über eine zukunftssichere Kommunikationsschnittstelle verfügen. Die Datenkommunikation per Hiperface DSL ist sicherheitstechnisch für Applikationen bis SIL2 nach IEC 61508 geeignet. Als Entwickler der digitalen Schnittstelle ist Sick Stegmann nicht nur in der gerätetechnischen Umsetzung einen Schritt voraus, sondern auch in der Lage, im eigenen Testlabor im deutschen Donaueschingen Support für Hiperface DSLAnwendungen zu leisten und bei der Implementierung zu helfen.

Vorbereitet für Condition Monitoring
Servoaktuatoren der Premo-Plattform und Motorfeedback-Systeme mit digitaler Hiperface DSL-Schnittstelle bieten die Möglichkeit, mithilfe des Sensoreingangs am Geber und eines im Antrieb integrierten Sensors Zustände und Auslastung des Maschinenteils zu überwachen und dadurch auch gegebenenfalls als Condition Monitoring durch zusätzliche Auswertungslogik in der Steuerung zu nutzen. Unterstützt durch die Funktionalität des elektronischen Typenschild können über Hiperface DSL zudem auch Motorkenndaten, Serien- und Artikelnummern sowie weitere Daten, die im Service- oder Austauschfall schnell helfen, übertragen werden.
Ein weiterer Punkt, der sich mit dem Condition Monitoring verbindet, ist die Effizienzoptimierung der Maschine, um eine hohe Produktivität zu erreichen. Hierfür ist die permanente Zustandsüberwachung eine zwingend erforderliche Voraussetzung für eine bedarfsgerechte Instandhaltung – und damit für einen optimalen Maschinenbetrieb.

Neue Condition-Monitoring-Szenarien in der Umsetzung
Smarte Servoaktuatoren wie die Baureihe Premo mit digitalen Motorfeedback-Systemen und Hiperface DSL werden es künftig noch umfassender ermöglichen, Trendentwicklungen relevanter Antriebs-und Maschinenparameter zu verfolgen und auszuwerten. Bereits heute ist es denkbar, in den Motorfeedback- Systemen der Produktfamilien EKS/EKM36 und EFS/EFMSO anstelle der Temperatur andere Grössen zu erfassen und auszuwerten, wie die Feuchtigkeit. Andere Szenarien beschreiben, wie sich Drehmomente, Querkräfte oder Lastprofile erfassen und melden lassen, um beispielsweise Materialbruch, Lagerschäden oder Ermüdungserscheinungen im Antriebsstrang frühzeitig zu erkennen.
Mit S-Hub arbeitet Sick Stegmann an einer multisensorfähigen Umsetzung, die Servomotoren noch smarter macht, in dem zusätzliche Sensoren neue Informationen für noch intelligentere Wartungskonzepte liefern. Parallel dazu könnte es zu einer Trennung von steuerungs- und wartungsrelevanten Daten kommen, um letztere auch über Bluetooth- oder NFC-Gateways als Histogramme in der Cloud zugänglich zu machen. Damit bietet Hiperface DSL die Grundlage für neue Geschäftsmodelle in den Bereichen Internet of Things und Condition Monitoring.

Infoservice
Sick AG
Breitenweg 6, 6370 Stans
Tel. 041 619 29 39, Fax 041 619 29 21
contact@sick.ch, www.sick.ch



Motor-Feedback-Systeme mit HIPERFACE DSL erlauben kontinuierliche Zustandsüberwachung und Gebrauchsdauerhistogramm über
die komplette Lebensdauer