Visitors hit counter, stats, email report, location on a map, SEO for Joomla, Wordpress, Drupal, Magento and Prestashop

Svet mehatronike

THOMSON LINEAR: Osnovne prednosti pametnih aktuatorjev

31 06 02

logo

Kako nova generacija inteligentnih električnih aktuatorjev širi območje svoje uporabe v industrijski avtomatizaciji in istočasno zmanjšuje stroške.

Uvod
Vključitev mikro-kontrolerjev v naprave za nadzor gibanja pred približno desetletjem je sprožilo val številnih inovacij. Sledenje tem inovacijam je privedlo do nove generacije pametnih aktuatorjev zasnovanih za sodelovanje v standardnih mrežnih arhitekturah. Ti aktuatorji razširjajo avtomatizacijo nadzora gibanja na prej nerazvite funkcije, kot so omogočanje absolutne povratne informacije o položaju, preklapljanje na nizki ravni energije, sinhronizirano uravnoteženje bremena, izboljšano spremljanje in diagnostika, itd. Prednosti vključujejo tudi varnejše delovanje, izboljšan nadzor gibanja, daljše čase delovanja in nižje skupne stroške delovanja.


Slika 1: Aktuatorji THOMSON LINEAR

Optimizacija zmogljivosti
Medtem, ko integrirana elektronika v aktuatorju izboljšuje spremljanje in kontroliranje položaja, se za želeno digitalno transformacijo zahteva podpora za standardno omrežno arhitekturo, ki bo omogočala kompleksnejše optimizacijske strategije. Standardi poenostavljajo sistem in omogočajo komunikacijo naprav različnih proizvajalcev med seboj. Z integriranim CAN bus sistemom lahko aktuatorji govorijo isti jezik kot ECU, kar omogoča napravi in aplikaciji komunikacijo čez deljeni bus protokol. To je dramatično drugače od konvencionalne strukture, ki zahteva samostojno kontrolno enoto ECU za vsako aplikacijo posebej. Nova tehnologija nam sedaj omogoča kompleksnejše kontrolne strategije npr. z zaposlitvijo istega aktuatorja v različnih aplikacijah.


Slika 2: CAN bus omrežna arhitektura. Z samo dvema žicama za napajanje (oranžna linija) in dvema za omrežno komunikacijo (modra linija) pametni aktuatorji zagotavljajo efektivno, kompaktno komunikacijo med sabo in tudi s preostalimi napravami (reduktorji, senzorji,…).

Absolutna povratna informacija o položaju
Kontrola položaja pri aktuatorju skladnim s CAN bus protokolom je precej boljša v primerjavi s hidravličnimi aktuatorji, saj zagotavlja absolutno branje pozicije. Potenciometer za zagotavljanje povratne informacije je mehansko povezan z vretenom znotraj aktuatorja, kar omogoča konstantno točno merjenje hoda ne glede na morebiten izpad napajanja. 14 bitni signal obvešča uporabnika o trenutni poziciji hoda med 0,0 mm in popolnoma iztegnjenem hodu. Natančnost signala samega je lahko npr. 0,1 mm/bit, kar privede do skupne pozicionirne natančnosti sistema +/- 0,5 mm ali boljše odvisno od toleranc v prenosih in krogelnem vretenu. Dosega takšne pozicionirne natančnosti v hidravličnih sistemih je draga in zahtevna za vzdrževanje.

Preklapljanje na nizki ravni energije
Opcija preklapljanja na nizki ravni energije (low-level power switching) je naslednja pomembna dodana vrednost pametnih aktuatorjev za spremljanje in kontroliranje gibanja aktuatorja. Operator lahko varno razteguje, krči ali ustavlja aktuator z uporabo nizke ravni elektronskega signala namesto višjega električnega toka. Ta funkcija povečuje varnost, varčuje z energijo s funkcijo »auto-sleep« in poenostavlja dizajn z uporabo signalov nizkega toka (<22mA) za kontroliranje smeri gibanja. Omogoča tudi mehki zagon, ki izboljšuje gladkost gibanja in zmanjšuje tipičen vklopni tok motorja.

Sinhronizirano uravnoteženje bremena
Z modelom, ki omogoča sinhroniziranje bodo imeli razvijalci precej večjo fleksibilnost pri programiranju senzorjev in interne elektronike za sinhrono delovanje več aktuatorjev. Preprosta arhitektura samo dveh žic omogoča v vsakem trenutku poznavanja položaja kateregakoli aktuatorja v sistemu. S temi podatki lahko kontrolna enota spreminja hitrost aktuatorja v odvisnosti od obremenitve ali spreminja hitrost za kompenziranje upočasnitve ali pospešitve katerega od preostalih aktuatorjev v sistemu. Primeri uporabe: sinhroniziranje večjih delovnih platform, dvigovanje vrat, medicinska oprema, kmetijski stroji, …).

Izboljšano spremljanje in diagnostika
Aktuator, ki odpove v napačnem času lahko uniči opremo ali predstavlja velik varnostni riziko. Konvencionalni aktuatorji so zelo občutljivi na kontinuirne preobremenitve, hitro lahko pride do uničenja motorja ali drugih komponent. Integrirana inteligenca lahko prepreči takšne nesreče s posredovanjem informacij uporabniku o dogajanju v aktuatorju brez fizičnega posredovanja v sam aktuator. Integrirana elektronika lahko odgovori na vprašanja, kot so: Koliko ciklov je aktuator naredil? Koliko toka aktuator trenutno uporablja od napajanja? Koliko »življenja« ostaja aktuatorju glede na opravljene cikle? Ali je naša napetost znotraj normalnega delovnega področja? Kakšna je še kapaciteta baterije, če se aktuator napaja na ta način? Na vsa ta vprašanja je možno odgovoriti le, če je aktuator opremljen z integrirano elektroniko.

Aplikacije
Pametni aktuatorji najdejo svojo pot v številna različna industrijska področja. Spodaj navajamo samo nekaj primerov uporabe pametnih aktuatorjev: avtomatizacija tovarn, robotika, rokovanje z materialom, gradbena in kmetijska oprema, solarna energija, ravnanje z odpadki, itd.



Slika 3: Primer uporabe pametnih aktuatorjev pri avtomatizaciji tovarn, kot alternativa pnevmatskim in hidravličnim sistemom.

Odpornost na zunanje vplive
Električni aktuatorji imajo čedalje večjo nosilnosti, tudi njihova odpornost na ekstremno težke pogoje delovanja je čedalje boljša. Ekstremne temperature, izpostavljenost kemikalijam, čiščenje pod visokim tlakom, vibracije, šoki, sevanja in elektromagnetne motnje so samo nekatere izmed nevarnosti, ki vplivajo na delovanje sistema. Nove zlitine, hibridni materiali, nerjaveče jeklo omogočajo aktuatorjem odpornost na vse te ekstremne vplive. Komponente za kontrolo gibanja, ki se uporabljajo v ekstremnih pogojih morajo biti prav tako dodatno obdelane z visoko kakovostnimi materiali in ustrezno tesnjene. Vse to izboljšuje sposobnosti aktuatorjev in zmanjšuje čas njihovega nedelovanja, predvsem v pogojih kjer korozivne kemikalije, sol ali delovanje pod vodo zahtevajo dodatno zaščito.

Slika 4: Izjemno odporni aktuatorji THOMSON LINEAR

Enostavna določitev primernega električnega linearnega aktuatorja
V pomoč inženirjem pri izbiri primerne rešitve proizvajalec aktuatorjev THOMSON LINEAR ponuja brezplačno spletno orodje MOTIONEERING®. Z zaporedjem vprašanj omogoča orodje uporabniku koriščenje znanja iz velike baze podatkov o najrazličnejših aplikacijah. Spletni vprašalnik se prične z analizo zahtev kontrole gibanja, kar hitro vodi do idealne izbire ustreznega aktuatorja.

Zaključek
Pametni aktuatorji so danes popolnoma pripravljeni za sodelovanje v tako imenovanem industrijskem internetu stvari (IIoT), kjer vsaka naprava nima samo lastne inteligence in sposobnosti mreženja, ampak tudi internetni naslov in zmožnost deljenja in soglašanja z informacijskimi viri. Industrijski internet stvari (IIoT) je del še večje industrijske revolucije v kateri naprave med seboj sodelujejo brez človeških ukazov. To je poznano pod imenom kibernetsko-fizični prostor ali krajše Industrija 4.0., kar obljublja nov nivo efektivnosti, ekonomičnosti in varnosti. Pametni aktuatorji so na dobri poti zagotavljanja zahtev aplikacij v prihodnosti.

THOMSON LINEAR ponuja širok izbor pametnih električnih linearnih aktuatorjev, ki ustrezajo zahtevam najrazličnejših aplikacij:

Več podatkov o izdelkih THOMSON LINEAR dobite pri podjetju INOTEH.


INOTEH d.o.o.
K železnici 7
SI-2345 Bistrica ob Dravi
tel.: 02 / 673 01 34
E-mail: Ta e-poštni naslov je zaščiten proti smetenju. Za ogled potrebujete Javascript, da si jo ogledate.
www.inoteh.si

Celotna PDF revija brezplačno!

WEB seminarji

Sejmi in vabila