Stroje bez PLC
 |
| Inovace, technologie, projekty Stroje bez PLC Dipl. Ing. Ulrich Gude, Požadavky na specifické přizpůsobení stroje, krátké doby uvádění do provozu, kterých se dosáhne pomocí předem testovaných modulů, a minimální doby přípravy při změně výrobků nutí dnešní konstruktéry strojů k modulární decentralizované konstrukci stroje. Tzv. inteligentní regulátory pohonu zde hrají hlavní roli. Nejenže se starají o decentralizovanou přeměnu energie v jednotlivých modulech, ale také odlehčují centrální řídicí jednotku PLC tím, že přebírají řídicí funkce a speciální funkce pro vykonávání pohybů. U menších strojů může měnič zcela nahradit PLC.  Společnost Lenze nedávno představila servoměnič 9300 Servo PLC, který byl v průběhu času v mnoha strojích použit. Měnič 9300 Servo PLC (obr. 1) je možné bez dodatečného hardwaru programovat jako PLC podle normy IEC 1131-3. Norma IEC 1131-3 se ve světě řídicích jednotek PLC prosadila jako norma programovacích jazyků. To pro uživatele znamená, že se nemusejí učit nové jazyky, ale mohou programovat ve známých jazycích. Měnič 9300 podporuje pět jazyků určených normou:
 Dnes stejně jako dříve však nikdo neočekává, že se programátor PLC vypořádá s celou technikou pohonů. Může sáhnout po předem konfigurovaných funkcích, které už jsou známy u standardních servoměničů firmy Lenze, v nichž je již „vyregulována“ souhra mezi měničem a motorem. Ty mohou být v případě potřeby vloženy do vlastního programu PLC; tím se uspoří nákladný čas na jeho vývoj. Programátor se tak může koncentrovat na zcela specifické řídicí funkce, typické pro daný stroj (obr. 2). Aby mohly být tyto funkce v měniči frekvence včas zpracovány, je v něm použit multitaskingový (víceúkolový) operační systém, který nyní umožňuje kromě regulace servomotoru převzít při různých dílčích úlohách (tasks) také funkci PLC. Kromě cyklických úloh může uživatel programovat i časově řízené a událostmi řízené úlohy, které reagují na změnu stavu digitálních vstupů nebo reagují na booleovské proměnné (součást matematické logiky založená na aplikaci algebraických metod na studium logických objektů – pozn. red.). S tímto systémem se 9300 Servo PLC svými funkcemi vyrovná konvenčním jednotkám PLC, a v mnoha případech je dokonce překonává. Na příkladu zde uvedených hydraulických rázových nůžek (obr. 3) je ukázáno, že použitím 9300 Servo PLC tento systém odsouvá jiné systémy rázových nůžek do pozadí.  Princip pohonu Hydraulické čerpadlo nové koncepce se pohání dynamickým servomotorem. Oproti konvenčnímu řešení zmíněný princip poskytuje množství výhod. Významné jsou dvě vlastnosti servomotoru: po krátkou dobu může dodávat několikanásobek jmenovitého výkonu; může dosáhnout otáček, které leží vysoko nad jmenovitými otáčkami. S využitím charakteristiky servopohonu může být hydraulické zařízení dimenzováno nově a levněji. U rázových nůžek jsou určující dvě věci: špičkové zatížení nože při stříhání plechu a rychlost nosníku nože při zpětném pohybu. Zatížení nože je možné pokrýt několikanásobkem jmenovitého momentu servomotoru. Velká rychlost při zpětném pohybu při malé zátěži je umožněna provozem čerpadla s otáčkami vysoko nad jmenovitými otáčkami servomotoru. Proto také stačí levnější čerpadlo s relativně menším čerpacím objemem. Tak s malým čerpadlem a kompaktním servomotorem vznikne hydraulický agregát s velkou hustotou výkonu. Redukování spotřeby energie Snížení hluku Při použití servohydraulického agregátu lze instalovat levnější ventily a spínat je při stojícím servomotoru, tedy bez tlaku. Až potom vytvoří dynamický servomotor velmi rychle potřebný tlak v hydraulickém systému, a to bez hluku. Úspora PLC Měření bez snímačů Tak je např. pohyb při stříhání řízen bez použití snímače na noži. Dráha se vypočítává z matematického modelu hydraulického systému. Vstupními veličinami při tom je počet otáček čerpadla (tzn. servomotor) a tlak oleje (tzn. točivý moment servomotoru). Přitom se do výpočtu zahrnuje typický únik u hydraulického čerpadla, který během provozu čerpadla protéká z vysokotlaké strany zpět na nízkotlakou stranu, a proto ve skutečnosti nemůže být využit. Tento ztrátový objem se odečítá od teoretického čerpaného objemu. Dále se v matematickém modelu započítává stlačitelnost oleje, protože objem je nepřímo úměrný tlaku v systému. Při konstrukci těchto inovovaných rázových nůžek bylo použitím 9300 Servo PLC docíleno značných výhod:
Uvedená zlepšení rázových nůžek přesahují dosavadní systém tak, že nový typ byl nyní přihlášen k patentování. Popsaný příklad velmi zřetelně ukazuje, jaké trendy se v budoucnosti budou na trhu prosazovat. Inteligentní pohony stále více přebírají úkoly PLC. Při aplikaci 9300 Servo PLC firmy Lenze lze na stroji postrádat malé jednotky PLC, protože všechny funkce PLC nyní mohou být zpracovány v servoměniči, a to s použitím obvyklých jazyků pro programování PLC. Lenze, s. r. o. |