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Alles an seinem Platz

Text: Andreas Müller, Siemens Fotos: Siemens
AC-Umrichter für Einachs-Servoantriebe sollen den reibungslosen Ablauf einfacher Positionieraufgaben sicherstellen. Verfügt deren Antriebssteuerung über integrierte Funktionsbausteine, zum Beispiel einen Grenzwertmelder, kann das Gerät unkompliziertund schnell auf individuelle Anforderungen eingestellt werden.

Siemens hat mit dem AC-Umrichter Sinamics S110 einen einfachen Einachs-Servoantrieb mit erweiterten Sicherheitsfunktionen im Programm. Wie die ganze Produktfamilie ist dieser Antrieb modular aufgebaut aus Regelungsbaugruppen sowie einem Leistungsteil. Die Intelligenz des Umrichters steckt in der Control Unit CU305, die nun in drei Ausführungen verfügbar ist: für Profinet, Profibus DP und CANopen. Zur Bedienung und Diagnose am Gerät selbst kann diese Steuereinheit um ein optionales Panel erweitert werden.

Kompatibel zu bestehender Reihe

Das benötigte Leistungsteil PM340 ist baugleich und somit aufbau- und anschlusskompatibel zur bestehenden Sinamics-Reihe. Sie sind in den Baugrößen FSA bis FSF mit Leistungen von 0,12 bis 90 kW verfügbar und für den Betrieb von Siemens-Motoren, aber auch von Fremdmotoren mit und ohne Geberrückführung ausgelegt. Die Geberanschaltung kann über die integrierte Schnittstelle Drive-Cliq erfolgen. Darüber hinaus können HTL/TTL- und auch SSI-Geber betrieben werden. Motoren mit elektronischem Typenschild und Drive-Cliq-Anbindung sind nach dem elektrischen Anschluss ohne manuelle Eingabe von Motorkenndaten betriebsbereit. Das vereinfacht den Motorenaustausch, verkürzt Stillstandszeiten und hält die Produktivität hoch. Die Control Unit bietet freie Funktionsbausteine, die den Antrieb ohne großen Aufwand an individuelle Aufgaben anpassen. Neben einfachen Logikbausteinen wie und/oder-Gliedern gibt es auch Hochlaufgeber, Glättungsglieder oder Grenzwertmelder. Die Bausteine können flexibel miteinander verschaltet werden. Daraus resultiert eine schnelle, antriebsnahe Signalverarbeitung und die übergeordnete Steuerung wird entlastet.

Bis zu 16 Zielpositionen oder Verfahrwege

Eine Schlüsselfunktion des Umrichters ist der integrierte Einfachpositionierer für klassische Positionierfunktionen: zum Beispiel relative und absolute Verfahrbewegungen mit Vorgabe von Geschwindigkeit und Beschleunigung, fliegendes Positionieren oder Referenzieren. Der Anwender kann bis zu 16 Zielpositionen oder Verfahrwege samt Bewegungsparametern im Antrieb hinterlegen und Verfahrsätze zusammenfassen. Die überlagerte Steuerung muss nur noch einen Satz anwählen und das Startkommando senden. Änderungen von Zielpositionen und Geschwindigkeiten sowie weiterer Bewegungsparameter sind jederzeit - sogar während einer Positionierfahrt - möglich. Die interne Überwachung von Verfahrbereichsgrenzen, Schleppabstand und Stillstand weist den Anwender rechtzeitig auf eventuelle Überschreitungen und Störungen hin, was die Betriebssicherheit erhöht. Über die integrierte HTL/TTL-Schnittstelle wird auch eine Sollwertvorgabe als Pulsrichtungsschnittstelle unterstützt und damit auch das Retrofit vorhandener Schrittmotoren vereinfacht.

Sicherheit an erster Stelle

Der Einfachservo bietet sowohl die Basis- als auch die erweiterten integrierten Sicherheitsfunktionen der Sinamics-Familie. Damit lassen sich ohne aufwändige Zusatzbeschaltungen normenkonforme Sicherheitskonzepte nach Kategorie 3, PL d und SIL 2 realisieren. Die Ansteuerung der Safety-Funktionen erfolgt über drei sichere Eingänge und einen sicheren Ausgang (Klemmen), alternativ via Profisafe. Sicherheitsfunktionen wie Safe Torque Off, Safe Stop 1 und Safe Brake Control führen dazu, dass am Motor keine drehmomentbildende Energie mehr wirken kann und ein ungewollter Anlauf verhindert wird. Je nach Anwendung und Kundenwunsch gibt es noch weitere integrierbare Sicherheitsfunktionen, die eine zuverlässige Überwachung im Betrieb gewährleisten und Rüst- und Wartungsarbeiten sichern. Dabei bleibt die Lageregelung im Normalfall aktiv, sodass die Antriebsachse anschließend unverzüglich weiterlaufen kann. Die redundanten Sicherheitseingänge sind auch für Standardaufgaben nutzbar, wenn Sicherheitsfunktionen nicht benötigt werden. Das eröffnet zusätzliche Möglichkeiten antriebsnaher BICO-Verschaltungen, entlastet die übergeordnete SPS weiter und spart Ressourcen.

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