Do Projektu iAutomatyka dołączyli:

https://iautomatyka.pl/wp-content/uploads/2018/05/acopos-p3-br-automatyka.jpg

Jak zacząć pracę z serwonapędem ACOPOS P3 od B&R? Tutorial.


Artykuł z serii: Kurs podstaw automatyki


Niedawno jako Zespół iAutomatyka.pl odwiedziliśmy siedzibę firmy B&R w Poznaniu, żeby lepiej poznać tę firmę i oferowane przez nich produkty. Pośród wielu urządzeń automatyki szczególne zainteresował mnie serwonapęd o nazwie ACOPOS P3. Zaintrygowany poprosiłem o więcej informacji, a zespół szkoleniowy oraz supportu B&R natychmiast wszystko szczegółowo mi wyjaśnił. Byłem pod wrażeniem możliwości tego sprzętu i dlatego chciałbym podzielić się z Wami tym krótkim opisem jego możliwości oraz przedstawić mini tutorial, opisujący jak zacząć pracę z tym serwonapędem w środowisku Automation Studio.

Co to jest serwonapęd?

Ale w sumie czym są serwonapędy? Biorąc definicję z encyklopedii serwonapęd to zbiór elementów, realizujących zamknięty układ sterowania silnikiem, w którym sygnałem zadawanym jest jakiś parametr, np. położenie czy prędkość obrotowa. W skład takiego systemu wchodzi sterownik, przetwornik energii, silnik elektryczny oraz enkoder, resolver lub tachometr, zapewniający sygnał zwrotny.

Zatem od strony fizycznej działa to tak. Silnik elektryczny zamienia energię elektryczną na mechaniczną o różnej sile i momencie. Aby kontrolować te wartości wymagany jest przetwornik energii elektrycznej, który zajmuje się przygotowaniem właściwego zasilania silnika. Informację o pozycji osi silnika i/lub prędkości obrotowej przetwornik otrzymuje z enkodera, który zazwyczaj zamontowany jest na samym silniku. I tak zamyka się pętla sterującego sprzężenia zwrotnego. Dzięki sprzężeniu przetwornik jest w stanie kompensować wszystkie luzy i obciążenia występujące w układzie oraz zapewnia niesamowitą precyzję i powtarzalność ruchu. W połączeniu z zewnętrznymi urządzeniami przesyłającymi polecenia sterujące jak na przykład sterownik PLC otrzymujemy w pełni kontrolowany napęd elektryczny.

ACOPOS P3

Obecnie jak wiemy prawie wszystkie maszyny wyposażone są w elementy realizujące ruchy o różnym stopniu złożoności w zależności od realizowanego zadania. Ruchy te nierzadko wymagają dużej precyzji, co wcale nie jest łatwym celem do realizacji. Tendencja wyraźnie pokazuje, że producenci starając się spełnić wymagania klientów, coraz bardziej zmierzają w kierunku mechatronicznych rozwiązań napędowych lecz jednocześnie wymagają elastyczności od stosowanych urządzeń. I tu właśnie naprzeciw wymaganiom wychodzi ACOPOS P3.

Teraz czas na kilka informacji z noty katalogowej. ACOPOS P3  jest kompatybilny z wszystkimi serwonapędami B&R poprzedniej generacji, dzięki czemu można łączyć go z nimi w sieci oraz integrować z już istniejącymi rozwiązaniami. Dostępny jest w wersjach mocy od 0,5 do 24 kW. Ale chyba najważniejszą cechą jest fakt, że można go kupić w wersji 1, 2 lub 3 osiowej. Co to znaczy? To znaczy tyle, że jeśli przykładowo budujesz robota kartezjańskiego do sterowania trzema silnikami wystarczy Ci jeden ACOPOS P3.

W poligrafii i przemyśle opakowaniowym procesy technologiczne odznaczają się znaczną dynamiką i dokładnością oraz wymagają bezwzględnie precyzyjnego sterowania ruchami o dużej prędkości. Czynnikiem ograniczającym prędkość pracy jest czas próbkowania serwonapędu. Dlatego ACOPOS P3 oferuje ekstremalnie krótki czas cyklu regulacji natężenia prądu, prędkości i położenia wynoszący zaledwie 50 µs. Tak krótki czas próbkowania pozwala wdrażać nowe procesy sterowania w pętli zamkniętej w obszarach, które do tej pory były zarezerwowane jedynie dla czujników wirtualnych.

Przy projektowaniu dużą uwagę zwrócono na funkcje bezpieczeństwa. Uwzględniono wiele funkcji odpowiadających kryteriom kategorii 4 SIL 3 / PL e. Całkowicie nowa funkcja o nazwie SLT (Safety Limited Torque) sprawdza, czy podczas ruchu nie dochodzi do przekroczenia dopuszczalnego maksimum momentu obrotowego. SLS i SLT przy bardzo szybkim czasie reakcji przekładają się na niezwykle skuteczną ochronę przed obrażeniami ciała. Przy całkowitej liczbie 14 funkcji bezpiecznych ruchu opartych na technologii openSAFETY, możliwe jest optymalne zaspokojenie wszelkich potrzeb w zakresie bezpieczeństwa. Dla chętnych pozostawiam skróty ich nazw do rozszyfrowania: STO, SS1, SS2, SLS, SMS, SBC, SDI, SLI, SLP, SMP, SLA, RSP, SBT oraz SLT

Z urządzeniem możemy komunikować się po protokole POWERLINK, który gwarantuje przepustowość i dokładność niezbędną w technologii serwonapędów, a do sterowania wykorzystujemy bloki mapp Technology co bardzo upraszcza tworzenie nowych i utrzymanie już istniejących aplikacji. Wszystko to powoduje, że urządzenie idealnie współpracuje ze sterownikami PLC tego producenta.

Do samego podłączenia wystarczy jeden przewód w miejsce oddzielnych przewodów dla silnika i enkodera. Jeden przewód to niższe koszty okablowania, a także szybsze i mniej pracochłonne przekazanie urządzenia do eksploatacji i utrzymanie jego ruchu. Mimo to pozostawiono możliwość wykonania tradycyjnego podłączenia oddzielnymi przewodami silnika i enkodera.

Mówiąc o zasilaniu warto wspomnieć, że ACOPOS P3 może pracować w dowolnym miejscu na ziemi, ponieważ odpowiada najpowszechniej przyjętym układom zasilania sieciowego: TN, TT, IT, oraz TN-S. W niektórych przypadkach zgodność instalacji z lokalnymi przepisami wymaga tylko uzupełnienia jej o dodatkowy filtr liniowy. Taka uniwersalność powoduje mniejszą liczbę potrzebnych wariantów urządzenia.

Jeśli myślisz, że urządzenie, które oferuje tak wiele, zajmie dużo miejsca w szafie sterowniczej to nic bardziej mylnego. Producent poczynił tu duże postępy i idąc torem „downsizingu” ograniczył gabaryty urządzenia do wielkości serwonapędów poprzedniej generacji ze sterowaniem jednej osi. Oznacza to, że rozwiązanie wymaga 69% mniej miejsca w szafie sterowniczej.

Automation Studio

Najłatwiej sterowanie ACOPOS-em P3 zintegrować ze sterownikami B&R z serii X20. Dlatego chciałbym w skrócie przedstawić podstawowe czynności, które musisz wykonać, aby „zakręcić silnikiem”. Pomijam tu wykonanie podłączeń elektrycznych. Pełen ich opis bezproblemowo znajdziesz w dokumentacji techniczno-rozruchowej. Jeśli wykonasz je samodzielnie to podłączenie sieci POWERLINK i samego PLC będzie dla Ciebie banalnie proste. Dodatkowo potrzebujesz oczywiście oprogramowania Automation Studio, które znajdziesz na stronie producenta.
Jeśli to Twoje pierwsze kroki z tym środowiskiem to serdecznie zapraszam do artykułu: Podstawy Automation Studio.  Z pewnością wspomoże Ciebie w trakcie zapoznawania z oprogramowaniem, tworzeniu nowego projektu i dodaniu sterownika, którym dysponujesz, do konfiguracji sprzętowej. Tyle musisz mieć zrobione, aby przejść dalej. W następnym kroku dodajemy napęd ACOPOS P3 z biblioteki i wykonujemy podstawową konfigurację:

W pozostałych oknach konfiguratora pozostawiłem wartości domyślne. Do urządzenia podłączony mam tylko jeden silnik dlatego dwa pozostałe wyjścia zostały nie skonfigurowane. Można teraz przejść do strojenia regulatorów pozycji i prędkości, zerowania napędu i innych czynności przygotowawczych. Do tych ustawień dotrzesz na dwa sposoby. Pierwszy to wybranie widoku logicznego w drzewie projektu a następnie pliku konfiguracyjnego danej osi. Drugi sposób to przejście do widoku fizycznego, kliknięcie prawym przyciskiem myszy na dodanym serwonapędzie i wybranie opcji Test.

Opcje te różnią się tym, że dla sposobu drugiego mamy możliwość przetestowania wprowadzanych ustawień, w sposobie pierwszym nie. Możliwość wykonania testów jest nieoceniona przy dobieraniu współczynników regulatora, zatem warto tam zajrzeć i sprawdzić zachowanie silnika.
Samo programowanie odbywa się z wykorzystaniem bloku mapp Technology. Dlatego przechodzimy do widoku konfiguracji i w folderze mapp umieszczamy odpowiedni blok. Jako, że steruję tylko jedną osią użyłem bloku MpAxisBasic. Oczywiście to tylko jedna spośród dostępnych opcji, gdyż dostępne są bloki, które umożliwiają skoordynowane sterowanie kilkoma osiami jednocześnie. Z poziomu programu użytkownika konfiguracja takiego bloku ogranicza się do przypisania wartości zmiennych programu, sterowanych zgodnie z zaimplementowanym algorytmem. Podstawową konfigurację możesz zobaczyć poniżej (z prawej).
Na koniec tego mini tutorialu mały smaczek. Jeśli dopiero przymierzasz się do zakupu tego serwonapędu, a chciałbyś sprawdzić jak się nim steruje od strony programowej, to wbudowany w Automation Studio symulator idealnie się tu sprawdzi. Używając trybu symulacji i wspomnianej wcześniej opcji Test dobierzesz parametry napędu. Należy jednak pamiętać o dodaniu biblioteki ACP10sim. Obserwacje działania programu pozwolą sprawdzić i przewidzieć ewentualne, niebezpieczne ruchy, które mogły by powstać na rzeczywistym sprzęcie. W końcu mamy do czynienia z silnikami elektrycznymi napędzającymi różne mechanizmy.

 Podsumowanie

Na koniec demonstracji sprzętu, tak trochę zamyślony powiedziałem do szkoleniowca, że fajnie byłoby zobaczyć, jak taki ACOPOS P3 pracuje na rzeczywistym urządzeniu. A on, nie mówiąc nawet słowa kiwnął ręką i poprowadził mnie na drugi koniec sali. W rogu, delikatnie schowane za tablicą było stanowisko z robotem firmy COMAU. Trochę zdziwiony pomyślałem: co ma wspólnego robot COMAU z serwonapędem ACOPOS P3? Pan Marcin chyba z wyrazu mojej twarzy odczytał zdziwienie i pośpiesznie rozjaśnił sytuację. Otwierając szafę sterowniczą robota na pierwszy plan wysunęły się dwa serwonapędy. Otóż dowiedziałem się, że konstrukcja powstała przy współpracy tych dwóch firm i właśnie po stronie firmy B&R leży całe sterowanie robotem. Dwa ACOPOS P3 jako serce układu wystarczają do sterowania aż sześcioma osiami robota!

Jeśli chciałbyś bardziej zapoznać się z produktami firmy B&R Automatyka Przemysłowa, w tym z ACOPOS P3 to serdecznie zapraszam na ich stronę internetową: B&R Automatyka Przemysłowa: Produkty. Dla zainteresowanych przesyłam też link do oferty szkoleniowej: B&R Automatyka Przemysłowa: Szkolenia. Oprócz kursów dotyczących napędów znajdziesz tam wiele innych, ciekawych zagadnień jak choćby szkolenie obsługi oprogramowania Automation Studio, które jest środowiskiem deweloperskim do projektowania aplikacji wykorzystujących komponenty automatyki B&R.

 

 


Więcej z serii: Kurs podstaw automatyki


Utworzono: / Kategoria: , , ,
  • Autor: Pawel Zadroga • iAutomatyka.pl
  • Redaktor w iAutomatyka.pl Jestem absolwentem kierunku Automatyki i Robotyki na Wydziale Mechanicznym Politechniki Białostockiej. Głównym obszarem moich zainteresowań była mechanika, dopóki nie odkryłem ile radości dają urządzenia automatyki! Głównie styczność mam z Mitsubishi Electric, EATON, Siemens, WAGO, Webhmi i kilka innych.
  • Profil Autora
  • http://www.iautomatyka.pl/

Reklama

Newsletter

Zapisz się i jako pierwszy otrzymuj nowości!



PRZECZYTAJ RÓWNIEŻ



NAJNOWSZE PUBLIKACJE OD UŻYTKOWNIKÓW I FIRM

Reklama



POLECANE FIRMY I PRODUKTY
  • Poniższy poradnik jest zbiorem schematów połączeń elektrycznych. W poradniku zapoznamy się z podstawami wprowadzenia do systemów przekaźnikowych, sekwencji przełączeń przekaźników, porównania systemów przekaźnikowych z systemami tradycyjnym...
  • SICK oferuje całą gamę elektronicznych przetworników pomiarowych ciśnienia i presostatów, które ze względu na inteligentne i wszechstronne możliwości konfiguracji dają się optymalnie dopasować do indywidualnych wymagań klienta. W typowy dla...
  • Sterowniki kompaktowe, modułowe i zintegrowane, CODESYS V3 (programowanie, wizualizacja, komunikacja), Krótkie cykle czasowe, EtherCAT, BACnet (opcjonalnie), Modbus, CANopen, Porty szeregowe: RS232, RS485, 2 konfigurowalne karty Ethernet, W...
  • Ekonomiczne monitorowanie i sterowanie, teraz także dzięki panelom 2 generacji. Dzięki odpowiedniemu doborowi funkcji HMI, panele Basic 2 generacji stanowią doskonałe rozwiązanie przy produkcji maszyn lub w małych aplikacjach przemysłowych....
  • Systemy RFID są ekonomiczne, uniwersalne i zapewniają niezawodność procesów, np. w intralogistyce. Zadania związane z identyfikacją stały się teraz łatwiejsze, szczególnie gdy potrzebna jest duża liczba punktów identyfikacji, dzięki  głowic...
  • W trybie refleksyjnym sygnał ultradźwiękowy jest nieustannie odbijany przez zamontowany na stałe element odbijający wiązkę, tzw. element odniesienia. Jako elementu odbijającego wiązkę można używać odpowiednio ustawionego panelu z plastiku l...