Do Projektu iAutomatyka dołączyli:

Zmniejszenie obciążenia chwilowego przy jednoczesnym wzroście bezpieczeństwa eksploatacyjnego


Duże przyspieszenia przy dużych obciążeniach, szczególnie w przypadku systemów portalowych, wyraźnie zwiększają zapotrzebowanie na energię elektryczną w napędach. W trakcie hamowania rekuperacyjnego energia ta jest odzyskiwana. Wyzwanie w firmie Ilsemann Automation polegało na tym, aby możliwie najefektywniej wykorzystać energię hamowania bez konieczności odprowadzania jej do oporników. Firma zdecydowała się na zastosowanie w swoich robotach pracujących przy obróbce tworzyw sztucznych rozwiązań SEW-Eurodrive, które umożliwiają zatrzymanie energii w zespole.

W przemyśle spożywczym bardzo często wykorzystywane są plastikowe kubeczki. Wymagania stawiane urządzeniom do formowania wtryskowego w kontekście produktywności, wydajności oraz dostępności są wyjątkowo wysokie ze względu na ilość liczoną w milionach sztuk. Podobne wymagania obowiązują w zakresie urządzeń odbierających, które pobierają gotowe kubeczki z wtryskarki. Ilsemann Automation wykorzystuje do tego zadania portal XYZ bazujący na serwonapędach. Zasilanie napędów portalu oraz pozostałych osi do obracania, transferu, zamykania oraz odkładania w zespole obwodu pośredniego prądu stałego realizowane jest za pośrednictwem modułów MDP92A SEW-EURODRIVE.

W nowo opracowanej konstrukcji firma z Bremen wykorzystuje superkondensator pozwalający na buforowanie energii generatorowej. Magazyn energii serii MOVI-DPS dostarczony przez SEW-Eurodrive został zamontowany pomiędzy modułem zasilającą a siedmioma falownikami  MOVIDRIVE®. Taka konstrukcja ma trzy główne zalety: bezpieczeństwo eksploatacyjne, wydajność energetyczną oraz ograniczenie chwilowego obciążenia.

Koncepcja zasilania zapewniająca przewagę

Firma Ilsemann Automation jest działającym na skalę globalną dostawcą manipulatorów do formowania wtryskowego. Urządzenia tej firmy wykorzystywane są na całym świecie. Opracowana wspólnie z SEW-Eurodrive nowa koncepcja zasilania zapewni przedsiębiorstwu z Bremen przewagę nad konkurencją.

Zasadniczą cechą wyróżniającą nasze rozwiązanie jest odporność na wahania napięcia. Dzięki tymczasowemu magazynowaniu energii maszyny mogą być eksploatowane również w krajach o niskiej jakości sieci przesyłowej bez konieczności stosowania dodatkowych środków ochronnych.

Wyrównywanie wahań napięcia jest ważne z tego względu, że system odbiorczy ingeruje w przestrzeń roboczą wtryskarek. Należy więc zapewnić, aby plastikowy kubeczek został odebrany w określonym oknie czasowym, a następnie odłożony na taśmie odprowadzającej. Czas dostępny na wykonanie tej operacji jest krótki i dostosowany do szybkości produkcji wtryskarki – wynosi 0,7 sekundy. Takie tempo pracy można osiągnąć tylko przy dynamicznych ruchach. W przypadku wystąpienia wahań napięcia zachodzi poważne ryzyko kolizji pomiędzy narzędziem a układem manipulatora, gdyż wymagane przyspieszenia nie zostaną osiągnięte. „Musimy zapewnić, że nasz system nie spowoduje kolizji z drogimi narzędziami wtryskarki nawet w przypadku awarii zasilania”, podkreśla Gerhard Kropp, kierownik działu konstrukcyjnego ds. elektrotechniki w firmie Ilsemann-Automation.

Magazyn energii jako regulator

Fachowcy firmy z Bremen specjalizującej się w kinematyce robotów postanowili w ramach wspólnego projektu inżynieryjnego z SEW-Eurodrive poszukać rozwiązania, które zapewni większe bezpieczeństwo w zakresie zasilania. Projekt zakończył się pomysłem zastosowania pośredniego zasilania zespołu wieloosiowego przy pomocy kondensatora EMK. Zasila on zespół wszystkich napędów za pośrednictwem magazynu energii, zapewniając wymaganą niezawodność, wyrównując wahania napięcia oraz ograniczając ryzyko awarii sieci. Pojemność została tak dobrana, aby układ mógł bezpiecznie zakończyć rozpoczęty cykl pracy zanim portal zostanie w sposób kontrolowany całkowicie wyłączony, dzięki czemu wykluczone zostały ewentualne kolizje w otwartym narzędziu wtryskującym.

Jednostka zintegrowana w zespole obwodu pośredniego prądu stałego niesie ze sobą – obok bezpieczeństwa eksploatacyjnego – wiele innych korzyści. Do najważniejszych z nich należy wyższa wydajność energetyczna oraz redukcja obciążenia szczytowego. Oba aspekty powiązane są, z tym że zharmonizowano przepływy prądu i zachowano energię w obrębie portalu. Szczególnie w portalach o wysokiej dynamice przyspieszenia i hamowania następują po sobie w krótkich odstępach czasowych. Magazyn energii w układach firmy Ilsemann-Automation pozwala na magazynowanie uwalnianej energii z silników podczas hamowania i umożliwia ponowne jej wykorzystanie na potrzeby przyspieszania.

Moduł kondensatora działa zatem jako krótkotrwała bateria z funkcją wspomagania podczas przyspieszania. W idealnej sytuacji tego typu rozwiązanie pozwala na wyeliminowanie strat energii odprowadzanych przez rezystor.

Pomiary wykazały, że zastosowanie magazynu pośredniego dwukrotnie zmniejszyło zużycie energii portalu. Rozwiązania oparte o moduł zwrotu energii w mniejszym stopniu nadają się do tego typu aplikacji, ponieważ nie są w stanie osiągnąć takiej sprawności. Przykład pomiarów wykonanych w Niemczech dostarcza kolejnego argumentu przemawiającego za magazynem energii – prąd wytworzony podczas hamowania nie jest sprzedawany po niskich stawkach do sieci, aby następnie po wyższych stawkach zakupić energię potrzebną do przyspieszania.

Zarządzanie energią obniża koszty

Zatrzymanie wygenerowanej energii w tymczasowym magazynie ma też pozytywny wpływ na opłaty za wykorzystanie sieci lub roczną opłatę za moc przyłączeniową. Przedsiębiorstwa muszą płacić lokalnym dostawcom energii za moc, którą pobierają. Należy przy tym zaznaczyć, że wyjątkowo wysokie obciążenie szczytowe już po kilku minutach eksploatacji generuje wysokie koszty, ponieważ koszty zakupu prądu rozliczane są w skali roku. Pomiary obejmują czas wynoszący 15 minut. Przykład dotyczy przedsiębiorstwa z własną siecią SN, pobór mocy powyżej 2500 godzin przy koszcie wynoszącym 120 EURO za kW. Jeżeli w ramach 15-minutowego okresu pomiarowego szczytowe obciążenia przekroczą zaplanowany pobór mocy o 100 kW, spowoduje to wygenerowanie kosztów sięgających 12000 EURO. Skuteczne wygładzenie obciążeń szczytowych ma ogromne znaczenie w kontekście zarządzania energią.

Opisanemu efektowi towarzyszy możliwość oszczędności na komponentach instalacji zasilającej, którą można wykonać dla mniejszych przepustowości. Wynika to z tego, że obciążenia szczytowe obsługiwane są przez magazyn energii, w który wyposażony został portal firmy Ilsemann. Infrastruktura zasilająca musi tylko zapewnić stały dopływ prądu. W pierwszym zaprojektowanym wspólnie SEW-Eurodrive portalu obciążenie szczytowe dla tego typu zastosowania zmniejszyło się z 52 kW do prawie 6 kW. Odpowiednio można było również zmniejszyć przekroje przewodów zasilających – z 16 mm2 na 2,5 mm2. Rozwiązanie pozwala zredukować koszty instalacji również przez brak dodatkowych komponentów zapobiegających zanikom napięcia, redukcję potrzebnego miejsca na instalację elektryczną i jej uproszenie. Zalety „Power and Energy Solutions” firmy SEW zapewniają szybki zwrot inwestycji. Dzięki wielu korzyściom rozwiązanie te zostało wyróżnione przez kraj związkowy Baden-Württemberg poprzez przyznanie nagrody inżynierii środowiskowej w kategorii wydajność energetyczna.

Liczne zalety

Zaprojektowanym portalem do pobierania produktów firma Ilsemann Automation pokazała, w jaki sposób zrealizować system wspierany magazynem energii na potrzeby wieloosiowych aplikacji napędowych. W związku z tym, że przy tego typu architekturze w systemie zatrzymana wygenerowana energia, dzięki czemu w prosty sposób można nią zarządzać. Do korzyści należy zredukowana moc przyłączeniowa, wyższe bezpieczeństwo eksploatacyjne w aspekcie oporności na wahania napięcia oraz wydajniejsze użytkowanie energii elektrycznej.

Zapraszamy do kontaktu z zespołem SEW-EURODRIVE.



11 stycznia 2021 / Kategoria:
  • Autor: SEW-EURODRIVE Polska
  • SEW-EURODRIVE jest światowym ekspertem techniki napędowej oraz automatyzacji produkcji. Na świecie działamy od 90, a w Polsce od 25 lat. Oferujemy kompleksową ofertę techniki napędowej, nowoczesne rozwiązania do automatyzacji produkcji oraz innowacyjne rozwiązania systemowe MAXOLUTION®. SEW-EURODRIVE to jednak nie tylko produkty najwyższej jakości, ale również indywidualne podejście, perfekcyjny serwis i szeroka oferta szkoleń, dzięki którym nasi Klienci pozostają konkurencyjni i zdolni do adaptacji wobec szybko zmieniającego się świata, w jakim żyjemy.
  • Profil Autora
  • https://www.sew-eurodrive.pl

Reklama

Newsletter

Zapisz się i jako pierwszy otrzymuj nowości!

Zapoznałem się i akceptuję klauzulę informacyjną.



.

NAJNOWSZE PUBLIKACJE OD UŻYTKOWNIKÓW I FIRM

>KLIKNIJ<

ActiveShuttle – wprawia logistykę wewnątrzzakładową w ruch

ActiveShuttle – wprawia logistykę wewnątrzzakładową w ruch

>KLIKNIJ<

Zakupy online w Endress+Hauser – poznaj nowe udogodnienia

Zakupy online w Endress+Hauser – poznaj nowe udogodnienia

>KLIKNIJ<

Jak stworzyć program? Pierwsze kroki w Codesys| Kurs programowania w Codesys odc. 1

Jak stworzyć program? Pierwsze kroki w Codesys| Kurs programowania w Codesys odc. 1

>KLIKNIJ<

Technologia PoE w automatyce przemysłowej i jej przyszłość

Technologia PoE w automatyce przemysłowej i jej przyszłość

>KLIKNIJ<

Szafy osuszające do zabezpieczania komponentów elektronicznych

Szafy osuszające do zabezpieczania komponentów elektronicznych

>KLIKNIJ<

Inteligentne kolumny sygnalizacyjne rewolucjonizują utrzymanie ruchu

Inteligentne kolumny sygnalizacyjne rewolucjonizują utrzymanie ruchu

>KLIKNIJ<

Smart Function Kit – wyższy poziom obsługi!

Smart Function Kit – wyższy poziom obsługi!

>KLIKNIJ<

Modernizacja zabezpieczeń – sprawna realizacja wirtualnych planów 3D

Modernizacja zabezpieczeń – sprawna realizacja wirtualnych planów 3D

>KLIKNIJ<

Zmniejszenie obciążenia chwilowego przy jednoczesnym wzroście bezpieczeństwa eksploatacyjnego

Zmniejszenie obciążenia chwilowego przy jednoczesnym wzroście bezpieczeństwa eksploatacyjnego

>KLIKNIJ<

#HOWTO: Sterowanie silnikiem krokowym z użyciem sterownika Kinco i panelu Array SH-300

#HOWTO: Sterowanie silnikiem krokowym z użyciem sterownika Kinco i panelu Array SH-300

>KLIKNIJ<

Zaprojektuj Fabrykę Przyszłości

Zaprojektuj Fabrykę Przyszłości

>KLIKNIJ<

Jak podłączyć przycisk E-STOP? | Kurs podłączania i konfigurowania przekaźników bezpieczeństwa dla maszyn i stanowisk produkcyjnych odc.1

Jak podłączyć przycisk E-STOP? | Kurs podłączania i konfigurowania przekaźników bezpieczeństwa dla maszyn i stanowisk produkcyjnych odc.1

>KLIKNIJ<

Systemy wizyjne YAMAHA w branży automotive  

Systemy wizyjne YAMAHA w branży automotive  

>KLIKNIJ<

YAMAHA wspiera badania nad 3D MID na Uniwersytecie w Norymberdze

YAMAHA wspiera badania nad 3D MID na Uniwersytecie w Norymberdze

>KLIKNIJ<

Gotowe rozwiązania dla podwykonawców infrastruktury przeciwdziałania epidemii

Gotowe rozwiązania dla podwykonawców infrastruktury przeciwdziałania epidemii

>KLIKNIJ<

TwinSAFE – miniporadnik dla początkujących

TwinSAFE – miniporadnik dla początkujących

>KLIKNIJ<

Nauka programowania PLC – FAQ i pierwsze kroki na przykładzie TwinCAT3

Nauka programowania PLC – FAQ i pierwsze kroki na przykładzie TwinCAT3

>KLIKNIJ<

Lider produkcji przemysłowej nominowany w prestiżowym rankingu

Lider produkcji przemysłowej nominowany w prestiżowym rankingu

>KLIKNIJ<

Tuning serwonapędów Beckhoff

Tuning serwonapędów Beckhoff

>KLIKNIJ<

Automatyka i robotyka – działania podczas studiów, aby znaleźć po nich wymarzoną pracę

Automatyka i robotyka – działania podczas studiów, aby znaleźć po nich wymarzoną pracę





MOŻESZ SIĘ TYM ZAINTERESOWAĆ

  • Inteligentne chłodzenie otwiera nowe możliwości Segmenty napędowe inteligentnego systemu ACOPOStrak są teraz dostępne również z wbudowanym chłodzeniem cieczą. Rozszerza to jeszcze bardziej spektrum zastosowań systemu track. Zintegrowany bez...
  • RPI-1ZI-U24A, to przekaźnik  instalacyjny wytrzymujący maksymalny prąd załączania 120A w czasie 20ms. Przekaźnik ten dedykowany jest do załączania obwodów o wysokim prądzie początkowym, w szczególności do obwodów oświetleniowych, potwi...
  • 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...
  • 799 PLN
    Szkolenie jest wprowadzeniem do systemu sterowania PSS4000 i środowiska programowania PAS4000. W jego trakcie omówiona zostanie zarówno struktura sprzętowa, jak i programowanie, a także diagnostyka kompletnego systemu sterowania. Poruszane ...
    Czas trwania: 8h
    Link: Terminy
  • System MasterIN firmy Finder składa się z przekaźnikowych modułów sprzęgających z terminalami Push-in. Technologia ta reprezentuje najnowsze osiągnięcia w bezśrubowych ‘sprężynowych’ zaciskach, oferujących szybką instalację. W porównaniu do...
  • Sterowniki  z serii SIMATIC S7-1200 oferują szeroki zakres funkcjonalności i zintegrowane wejścia/wyjścia zamknięte w kompaktowej obudowie. Są doskonałym narzędziem do realizacji standardowych projektów i zadań automatyki, a jednostki S7-12...