Die Motor-Regler-Kommunikation in der elektrischen Antriebstechnik steht vor einer digitalen Evolution. Die neue Schnittstelle HIPERFACE DSL® (DSL steht für Digital Servo Link) spart Kosten, benötigt weniger Platz und bietet gleichzeitig ein Höchstmaß an Investitions- und Maschinensicherheit. Damit eröffnet das Motor-Feedback über das Motorkabel neue Möglichkeiten bei der Architektur von Servoantriebssystemen.
Technologiewechsel durch digitale Evolution
Servoantriebssysteme in der elektrischen Antriebstechnik bestehen unter anderem aus den beiden Komponenten Regler und Motor. Bislang sind diese über zwei separate Anschlusskabel für Energieversorgung und Datenübertragung miteinander verbunden. Beide Kabel zu integrieren und so auf einen der je zwei Anschlussstecker verzichten zu können, war ein häufig geäußerter Wunsch vieler Motoren- und Reglerhersteller, den SICK mit HIPERFACE DSL® nun erfüllt hat. Die Schnittstelle ist nicht mehr hybrid, das heißt analog-digital, aufgebaut, sondern ermöglicht erstmals eine rein digitale Kommunikation zwischen Frequenzumrichter und Motor-Feedback-System - mit einem Minimum an Verbindungsleitungen.
Motor-Feedback-System rotativ HIPERFACE DSL® EKS/EKM 36
Digitale Datenübertragung: zwei Adern im Motorkabel genügen
Die Schnittstelle ermöglicht eine robuste, störsichere Datenübertragung zwischen Regler und Motor über zwei Adern, die direkt in das bis zu 100 m lange Motorkabel integriert werden. Die Datenkommunikation wird auf die Versorgungsspannung des Motor-Feedback-Systems moduliert. Sie erfolgt synchron zum Reglertakt, der bis zu 11,95 µs kurz sein kann. Zusätzlich können auch die Werte anderer Sensoren, zum Beispiel eines Sensors zur Messung der Wicklungstemperatur, über das digitale Motor-Feedback-Protokoll übertragen werden. Spezielle Verfahren und die Verwendung von Pulstransformatoren sorgen dafür, dass das Gebersignal von den Störungen auf dem Motorleistungskabel entkoppelt wird.
Benefits für Motorenhersteller, Maschinenbauer und Endanwender
Äußerlich sind elektrische Antriebe mit Motor-Feedback-Systemen und integrierter HIPERFACE-DSL®-Schnittstelle daran zu erkennen, dass sie nur noch einen Gerätestecker aufweisen. Dementsprechend wird nur noch ein Motorkabel benötigt, was den Verkabelungsaufwand für den Maschinenbauer halbiert. Hinzu kommt ein weiterer Aspekt: Was nicht mehr benötigt wird, nimmt auch keinen Platz mehr weg. Das betrifft sowohl die materialwirtschaftliche Bevorratung im Lager des Maschinenbauers als auch z. B. den Platzbedarf für Energieführungsketten in der Maschine: Der Kabelschlepp wird deutlich kleiner.
Neue Möglichkeiten zur Energieeinsparung und zum Downsizing
Weniger Hardware in Form von Steckern, Kabeln und Peripherie am Servoantrieb reduziert zudem dessen Masse. Für Anwendungen, in denen der Antrieb in einem dynamischen Prozess mitbewegt werden muss, ist dies ein entscheidendes Argument, denn weniger Masse bzw. weniger Gewicht ist hier gleichbedeutend mit weniger kinetischer Energie. In vielen Applikationen kann der Servoantrieb eine Nummer kleiner ausgelegt werden. Dieses Downsizing unterstützt den Trend zu immer kompakteren Maschinen, der sich in vielen Branchen abzeichnet. Zudem ist ein Antrieb einer geringeren Leistungsklasse in der Regel auch im Preis vorteilhafter.
Minimierte Fehlerrisiken und Condition-Monitoring verbessern Verfügbarkeit
Die Minimierung der Verbindungsleitungen zwischen Frequenzumrichter und Motor-Feedback-System und der reduzierte Installationsaufwand haben den Vorteil, weniger Fehlerquellen aufzuweisen und schon allein dadurch rein statistisch deutlich reduzierte technische Risiken zu besitzen. Dies wiederum ist einer der Gründe, weshalb HIPERFACE DSL® eine größere Verfügbarkeit von Maschinen ermöglicht. Ein anderer ist die Option für den Maschinenbauer, im Sinne seines Kunden ein individuelles und kontinuierliches Condition-Monitoring des Servoantriebs und damit dieses Bereichs der Maschine zu entwickeln und anzubieten. Und das nicht nur vor Ort direkt an der Maschine, denn Anwender haben optional über das Tool DSL Analyser und die Datenübertragung per Webinterface jederzeit einen Ferneinblick in die Maschine. Die permanente Zustandsüberwachung eröffnet ein großes Potenzial zur Einsparung von Betriebskosten, da kritische Maschinenelemente nicht präventiv überprüft und ausgetauscht werden müssen. Gleichzeitig bilden die Zustandsinformationen des Antriebs die Basis dafür, nötige Instandsetzungsmaßnahmen in Abstimmung z. B. mit dem Produktionsplan oder den Terminen geplanter Maschinenstillstände festzulegen.
Integrierte SIL-Sicherheit und neueste Technologie garantieren Zukunftssicherheit
Die Datenübertragung per HIPERFACE DSL® ist sicherheitstechnisch für Applikationen bis SIL3 (IEC 61508) bzw. Performance Level e (EN ISO 13849-1) zertifiziert. Damit ist sichergestellt, dass die digitale Motor-Geber-Schnittstelle grundsätzlich auch in Safety-Applikationen eingesetzt werden kann. HIPERFACE DSL® ist auf dem Weg zum Standard von morgen - so groß sind die Vorteile von HIPERFACE DSL® hinsichtlich Technologie, Wirtschaftlichkeit und Investitionssicherheit.
- Produktinformationen: HIPERFACE DSL®, Motor-Feedback-System rotativ HIPERFACE DSL® EKS/EKM36
- Technologien: Motoren und Regler mit HIPERFACE DSL®
