Nowa platforma automatyzacji firmy Kollmorgen

Dynamicznie rozwijające się rynki wymagają produktów, których wytworzenie może być zrealizowane w procesie szybkim, powtarzalnym oraz elastycznym. W nowoczesnych maszynach pakujących, drukarskich i przetwórczych wysoka wydajność jest głównym kryterium wyboru, przed jakim stoją potencjalni klienci.

Firma Kollmorgen jako światowy dostawca podzespołów automatyki przemysłowej w odpowiedzi na współczesne wymagania branży budowy maszyn oferuje zintegrowany system automatyzacji Kollmorgen Automation Suite (KAS). System ten poprzez wydajne układy sterujące, komunikację przemysłową czasu rzeczywistego oraz dynamiczne serwonapędy zapewnia precyzyjną synchronizację ruchu. Zwiększając produktywność maszyn, jednocześnie ogranicza czas i koszty związane z ich opracowaniem. Narzędzie programowe KAS zapewnia intuicyjne, modułowe i graficzne odzwierciedlenie struktury napędowej, zapewniając przejrzystość aplikacjom kontroli ruchu.

Skalowalny system KAS zapewnia optymalizację kosztów

Cechą charakterystyczną systemu KAS jest jego elastyczność, określana jako skalowalność, w zależności od stopnia złożenia i przeznaczenia maszyny przemysłowej. Charakteryzując aplikację pod tym kątem, można wymienić cztery kluczowe układy systemowe:

• z nadrzędnym komputerem przemysłowym IPC oraz podrzędnym układem sterowników osi;
• z rozdzieloną strukturą składającą się z głównego sterownia PLC oraz pośredniczącego sterownika Motion Control (PDMM) zarządzającego wyłącznie elementami napędowymi maszyny;
• z programowalnym sterownikiem osi - serwofalownikiem AKD Basic w układzie 1-osiowym;
• w układzie synchronizacji - wieloosiowym typu Master-Slave.

Każda z powyższych możliwości może być zrealizowana za pomocą tego samego narzędzia programowego, co zdecydowanie obniża koszty związane z wdrożeniem systemów napędowych.

Jest to szczególnie istotne dla integratorów systemów automatyki napędowej, którzy często stają przed koniecznością stopniowego modernizowania układów sterujących w danej maszynie. Motywowane jest to chęcią rozłożenia obciążenia finansowego przez odbiorcę na kolejne etapy inwestycyjne lub też koniecznością zachowania ciągłości procesu produkcyjnego. System KAS pozwala w takich sytuacjach na integrację w skali adekwatnej do możliwości i potrzeb klienta końcowego. Umożliwia współpracę z jednostkami sterującymi firm trzecich oraz eliminuje elementy składowe systemu do niezbędnego minimum.

Zwiększona wydajność maszyn

Kluczowym ogniwem systemu KAS jest zaawansowany kontroler ruchu (Motion Control) - sterownik PDMM. Kontroler ten wykorzystuje komunikację w standardzie EtherCat a dzięki powiązaniu w jednym układzie jednostki PLC oraz sterownika napędu, operacje wykonywane są w bardzo szybkiej pętli procesowej (do 250 μs). Program kompilowany jest z naciskiem na optymalizację cyklu pracy procesora sterującego, dzięki czemu lepiej wykorzystywane są zasoby obliczeniowe sterownika. W ramach struktury programowej KAS możliwe jest tworzenie programów sterujących niezależnych od aktualnej platformy, umożliwiając w perspektywie migrację na nowszy system w dynamicznie rozwijanej palecie rozwiązań firmy Kollmorgen.

KAS IDE - platforma programistyczna

KAS IDE zapewnia wiele szablonów, tzw. szkieletów typowych aplikacji przemysłowych w standardzie, stworzonych przez doświadczonych inżynierów automatyków pracujących dla Kollmorgen. Wśród gotowych aplikacji kontroli ruchu należy wymienić takie jak latająca piła, nóż obrotowy, regulator technologiczny i krzywka. Szablony te mogą być importowane z bogatej bazy projektów i eksportowane do nowych aplikacji. Proces ten przebiega intuicyjnie - z wykorzystaniem kreatora projektu. W przypadku systemu automatyki całkowicie opartego na protokole EtherCAT, konfiguracja warstwy komunikacyjnej przebiega w sposób automatyczny, a proces mapowania parametrów jest niezwykle prosty.

Programowanie w oparciu o standard PLC open IEC 61131-3

Kollmorgen aktywnie wspiera standaryzację w automatyce przemysłowej, uczestnicząc w programie PLC Open. Środowisko KAS umożliwia swobodne wykorzystanie pięciu standaryzowanych języków programowania: tekstu strukturalnego ST, schematu blokowego FBD , listy instrukcji IL, grafu funkcji sekwencyjnych SFC, schematu drabinkowego FFLD.

Programowanie w oparciu o schemat napędowy - Pipe Network

W złożonych aplikacjach napędowych i wieloosiowych systemach synchronizacji ruchu KAS oferuje alternatywny standard programowania - Pipe Network. Standard ten opiera się na koncepcji przetworzenia istotnych elementów mechanicznej struktury napędowej maszyny na programowalne bloki funkcyjne odzwierciedlające podstawowe jej elementy, takie jak przekładnie, krzywki i sprzęgła. W schematach mechanicznych maszyny występuje napęd główny, który rozdziela ruch na pozostałe układy za pośrednictwem przekładni i krzywek. W sieci Pipe Network rolę napędu głównego przejmuje napęd wirtualny - Virtual Master, natomiast mechanizmy napędowe zostają zastąpione przez elektroniczne krzywki i przekładnie. W ramach pojedynczego bloku funkcyjnego możliwe jest programowanie w jednym z 5 standaryzowanych języków. Bardziej złożone aplikacje mogą zawierać w sobie część kodu zrealizowanego w oparciu o klasyczny PLC Open. Struktura tak zorganizowanej aplikacji jest przejrzysta i spójna. Stanowi dokładne odzwierciedlenie mechanicznego schematu napędowego. Realizacja nawet bardzo skomplikowanych układów synchronizacji wieloosiowej jest przez to prosta, pozwala na szybsze wdrożenie maszyny, a co za tym - idzie obniża koszty związane z jej uruchomieniem.

Pełna symulacja procesu w standardzie

Ważnym elementem środowiska programowego jest KAS Simulator. Narzędzie to umożliwia symulację pracy systemu docelowego bez użycia fizycznych napędów lub też z ich współudziałem - łącząc osie fizyczne i wirtualne. Inżynierowie aplikacyjni dzięki tej funkcjonalności mogą szybciej i sprawniej przeprowadzić proces uruchomienia u klienta, a przez to zaoszczędzić koszty związane z uruchomieniem aplikacji.