Blog

În acest articol, vă vom prezenta principalele tendințe în materie de soluții de acționare și vă vom arăta cum Mitsubishi Electric răspunde acestor schimbări prin introducerea celei mai recente serii de soluții de drivere servo - MR-J5. Vom explora modul în care noile tehnologii redefinesc standardele de performanță și siguranță din industrie și beneficiile pe care le aduc producătorilor și utilizatorilor de mașini. În cele din urmă, vom descoperi de ce servo drive-urile sunt un element crucial pentru viitorul industriei și de ce merită să analizăm mai atent soluțiile noastre pentru a conduce aceste schimbări revoluționare.

• Acuratețe și eficiență
• Siguranța mașinilor și a echipamentelor
• Utilizarea unor protocoale de rețea diferite în cadrul aceleiași aplicații
• Reducerea dimensiunii mașinii

Pentru a sublinia pe scurt obiectivul principal urmărit de fiecare proiectant de mașini industriale, am putea spune "maximizarea eficienței cu minimizarea costurilor". Această abordare logică subliniază faptul că o mașină mai rapidă înseamnă un randament mai mare al producției, ceea ce duce la profituri mai mari pentru companii. Această tendință a devenit îndeosebi vizibilă pe piața poloneză în ultimii ani, determinată fiind de creșterea concurenței între producătorii de mașini, ceea ce a dus la o cerere mai mare de mașini eficiente. Potrivit unui studiu realizat de Interact Analysis, industria globală a crescut cu 21,6% în 2021 și cu 9,1% în 2022. Predicțiile indică, totodată, o creștere medie anuală de 5,5% în anii următori.


Mitsubishi Electric înțelege această tendință, motiv pentru care seria Melservo J5 se mândrește cu unele dintre cele mai competitive soluții eficiente de acționare. Cu toate acestea, atunci când vorbim despre eficiență, prima întrebare care trebuie pusă este cum poate fi măsurată aceasta? Unul dintre cei mai importanți factori care o influențează va fi timpul de răspuns al buclei de viteză a drive-ului.

Un timp de răspuns mai scurt permite o mai mare precizie și eficiență în funcționarea sistemului de acționare. Seria MR-J5 se mândrește cu cel mai rapid răspuns al buclei de viteză de pe piață, la 3,5 kHz - ceea ce înseamnă că fiecare schimbare poate avea loc de 3500 de ori pe secundă. Cu toate acestea, este esențial să rețineți că timpul de răspuns din cadrul drive-ului nu înseamnă neapărat că putem schimba comanda de mișcare în același interval, deoarece rețeaua care guvernează schimbul de date impune limitări. CC-Link IE TSN permite schimbul ciclic de date între drive și PLC la fiecare 32,5 microsecunde, asigurându-se că interfața de rețea nu limitează unitatea de acționare. Știm acum că eficiența mașinii este influențată de întârzierea rețelei și de întârzierea acționării. Un alt factor critic este motorul ca element executiv al mașinii. Seria MR-J5 utilizează tehnologia PMSM (Motor Sincron cu Magnet Permanent).

Din grafic, este evident că, în comparație cu alții, soluția noastră de acționare este în medie cu 20% mai eficientă. Acesta este rezultatul a peste 40 de ani de experiență în proiectarea de servomotoare.

O altă componentă care asigură performanța servo drive-ului este encoderul. Fiecare dintre motoarele din seria MR-J5 are un encoder de 26 de biți (67.108.864 de impulsuri pe revoluție) cu multitură de 16 biți alimentat de fenomenul de inducție electromagnetică.

Rezoluția înaltă a encoderului permite o poziționare precisă, iar menținerea poziției fără baterie asigură că poziția absolută nu este niciodată pierdută, fapt care degrevează totodată departamentele de întreținere și reduce numărul de piese de schimb.

O ilustrație care arată conectarea motorului la servoamplificator în modul absolut

Siguranța în instalațiile industriale este o chestiune de importanță fundamentală, atât pentru lucrători, cât și pentru companie. Producătorii și utilizatorii finali se confruntă acum cu mai multe cerințe decât în urmă cu câțiva ani. Închiderea completă a unui utilaj pentru a limita contactul cu utilizatorul doar la situațiile de service nu este întotdeauna posibilă. Interacțiunea umană cu o anumită aplicație este din ce în ce mai necesară, iar pentru aceasta sunt necesare soluții de siguranță adecvate.

Recunoscând seriozitatea acestei probleme, seria MR-J5 introduce schimbări semnificative în ceea ce privește siguranța. Fiecare servoamplificator din serie vine standard cu 10 funcții de siguranță SIL conforme cu IEC 61508, printre care:

În mediul industrial dinamic de astăzi, în care eficiența și flexibilitatea reprezintă provocări cruciale, necesitatea de a utiliza diferite protocoale și rețele de comunicare în cadrul unei mașini este din ce în ce mai frecventă. Numărul tot mai mare de producători de pe piață și concurența sporită în materie de soluții fac dificilă situația în care aplicația depinde de un singur protocol de rețea. Această provocare evidențiază importanța utilizării unor protocoale și rețele de comunicare diferite în cadrul aceleiași mașini.

Alegerea rețelei potrivite depinde adesea de aplicație, de cerințele de lățime de bandă, de timpii de răspuns sau (mai ales în ultimii ani) de disponibilitatea dispozitivelor pe piață. Seria MR-J5 îndeplinește aceste cerințe prin faptul că suportă mai multe protocoale de rețea.

În plus față de suportul CC-Link IE TSN, servo drive-urile noastre oferă, de asemenea, compatibilitate totală cu protocolul EtherCAT. Ce înseamnă acest lucru?

Suport complet pentru controllere EtherCAT: MR-J5 se va conecta fără probleme la controllerele de mișcare care acceptă rețeaua EtherCAT. Acest lucru permite, de exemplu, sincronizarea completă a drive-urilor din cadrul rețelei cu un ciclu de 125 µs. Conformitatea cu standardul CiA402 Drive Profile asigură compatibilitatea cu alte elemente de rețea și facilitează programarea prin compatibilitatea PLCopen.

Compatibilitate cu funcțiile de comunicare CoE, FoE, EoE, și anume CANopen peste EtherCAT, File peste EtherCAT și Ethernet peste EtherCAT. Fiecare protocol permite utilizarea unor funcționalități de rețea diferite, cum ar fi transferul de fișiere sau transmiterea de date, de exemplu, date de diagnosticare. Seria MR-J5 găsește, de asemenea, aplicații suplimentare pentru aceste protocoale, adesea nesusținute de producătorii de unități EtherCAT, cum ar fi posibilitatea de a declanșa autoreglajul servo drive-ului prin rețea (posibil datorită compatibilității EoE).

Compatibilitatea cu Fail Safety prin EtherCAT (FSoE) După cum s-a menționat în secțiunea anterioară, siguranța mașinilor și echipamentelor este o prioritate în industrie. MR-J5 oferă suport pentru FSoE, permițând utilizarea siguranței funcționale direct prin rețeaua EtherCAT. Acest lucru deschide ușa către funcții avansate de monitorizare și opriri de urgență încorporate în seria noastră de acționare, fără a fi nevoie de o conexiune prin cablu fizic.

În industria de astăzi, există o tendință tot mai mare către soluții mai compacte, care ocupă mai puțin spațiu în spațiul de producție. Acest lucru rezultă din necesitatea de a maximiza utilizarea spațiului disponibil, urmărind în același timp reducerea costurilor de producție și de întreținere a mașinilor industriale prin creșterea flexibilității de integrare și adaptarea acestora la infrastructura existentă. În acest context, reducerea dimensiunii dispozitivelor din aplicație, atât în partea de lucru, cât și în tabloul electric, a devenit un aspect esențial al proiectării.

Seria de servo drive-uri MR-J5 a fost creată cu scopul de a reduce spațiul ocupat de dispozitivul de acționare. Cum au fost abordate provocările asociate cu compactitatea?

Mai jos este prezentată o comparație a spațiului ocupat de amplificatoarele cu o singură axă în comparație cu cele cu mai multe axe (folosind ca exemplu unitățile de 400 W):

În plus, utilizarea unităților din seria MR-J5D duce la economii suplimentare de spațiu în tablou. Necesitatea unei singure surse de alimentare (convertor de recuperare a energiei) pentru întregul sistem reduce numărul de dispozitive de protecție exclusiv pentru protecțiile instalate înaintea sursei de alimentare.

În plus, trebuie instalat doar un singur filtru de interferență EMC/EMI. Fără îndoială, un tablou electric mai mic reprezintă un avantaj semnificativ, dar, de cele mai multe ori, spațiul lipsește în partea de lucru a aplicației. Cum să rezolvăm această problemă? Pur și simplu instalați unități mai mici! Motoarele din seria MR-J5 sunt chiar cu 40% mai scurte decât soluțiile echivalente disponibile pe piață. Tehnologia de construcție a bobinei și a encoderului utilizată permite proiectarea unora dintre cele mai compacte soluții de pe piață.

Tot nu aveți suficient spațiu? Din fericire, unitățile din seria MR-J5 sunt echipate cu un singur tip de conector de cablu, ceea ce înseamnă că din fiecare unitate iese un singur cablu. Acest lucru reduce în mod semnificativ cantitatea de cabluri din mașină, nu numai că ușurează traseele pentru cabluri, ci și scurtează și simplifică procesul de instalare.

Comparație a lungimilor motoarelor din portofoliul Mitsubishi Electric, de sus în jos: HG-KR din seria anterioară de servomotoare MR-J4, HK-KT și HK-KT_U din seria MR-J5: