Nuova soluzione per le operazioni di handling più complesse: un inverter decentralizzato gestisce cicli e posizionamenti

Inotec AP, innovativo produttore di sistemi speciali, per un vasto range di applicazioni industriali, ha sviluppato un sistema intelligente di automazione, ideale per una gamma di applicazioni di trasporto estremamente varia. Da un lato, la struttura modulare permette al nuovo sistema TAKTFLEX di adattarsi meccanicamente alle esigenze dei singoli clienti rispetto a lunghezza, larghezza e materiale del nastro, consentendo quindi tempi di consegna brevi. Dall’altro, l’implementazione di funzioni sofisticate introdotte dalla serie di inverter di frequenza SK 200E, consente la massima adattabilità e funzionalità in tutti i settori dell’industria, delineando la sostanziale differenza di questo sistema dai tradizionali trasportatori. TAKTFLEX è fornito con un conveniente programma per Siemens S7 e può essere acquistato con tempi di consegna molto brevi. Gli utenti finali devono solamente installare l’alimentazione e i cavi del bus. Il complesso cablaggio tra PLC e inverter e l’installazione dello stesso nel quadro di controllo, non è più necessario, grazie al convertitore di frequenza integrato nel motore.

Tecnologia di controllo motore su misura per l’applicazione
Il cuore del sistema è la tecnologia di controllo motore NORD. La taglia ottimale dell’azionamento è progettata per soddisfare le speciali richieste dell’applicazione. Le velocità del nastro trasportatore ha un range vasto, da circa 0,5 m/min. a 100 m/min. Grazie alle notevoli capacità di sovraccarico, il prestante motoriduttore a vite senza fine può avere dimensioni molto ridotte; queste, tipicamente, sono del 200% per 3,5 sec e 150% per 60 sec. Il motoriduttore è controllato con un inverter delle serie SK 200E, montato direttamente sulla morsettiera motore e gestito preferibilmente via Profibus DP. Una tastiera palmare completa di display, consente all’operatore di selezionare le funzioni necessarie per il tipo di processo e cambiare i valori dei parametri. In particolare, per questo sistema, Inotec AP, ha sviluppato un programma per Simatic S7, che include tutte le funzioni necessarie per controllare, appunto, l’inverter.

Funzioni versatili per sistemi di trasporto modulari
La serie di inverter SK 200E prevede una vasta gamma di modelli, classificati in base alle loro performance. Anche il modello di base SK 205E ha una notevole serie di caratteristiche come il controllo vettoriale sensorless, controllo di posizione POSICON, il chopper di frenatura integrato e il controllo diretto della bobina freno in c.c. In combinazione con moduli funzione assemblabili, possono essere implementate sofisticate applicazioni di movimentazione, che, fino ad oggi, potevano essere realizzate solo con costose tecnologie servo. Il compatto inverter decentralizzato controlla le modalità operative principali, come la regolazione della velocità, ciclo, posizionamento (precisione ±0,5 mm) e le operazioni di start-stop. La gestione della posizione, realizzata grazie all’encoder incrementale sul motore, può essere gestita dall’unità centrale tramite il richiamo di imput su valori impostati nella memoria inverter, oppure come set-point inviato “in tempo reale” in base alle esigenze. Nell’inverter sono presenti quattro set di parametri liberamente programmabili coi quali possono essere realizzate le varie funzioni (funzione di posizionamento, tempi rampa, frequenze, selezione dati di processo, funzioni digitali, ecc…). Per operazioni manuali a livello locale sull’apparecchiatura, può essere montato a un potenziometro o un’estensione I/O. I componenti modulari necessari possono essere integrati nell’inverter, montati su esso, o installati nelle vicinanze dello stesso.

Parametrizzazione semplice per complesse funzioni di controllo
SK 205E è consegnato con parametri di default ed una libreria dati dei motori NORD. Successivamente i valori dei paramenti specifici dell’applicazione sono trasferiti allo SK 205E via Profibus DP ad ogni nuovo start. I setting per le principali modalità operative del sistema sono contenute in tre famiglie di parametri. Le funzioni necessarie per il normale funzionamento dell’inverter sono attivate attraverso la selezione dei corrispondenti parametri nelle famiglie. I valori per il << vai in posizione >> e << posizione in tempo reale >> (Reset Posizione) sono contenuti in una quarta famiglia di parametri. Durante il funzionamento, le molteplici funzionalità di questi set di parametri possono essere richiamate con un semplice comando. Questi comandi sono a loro volta coordinati dall’unità di controllo e avvengono “dietro le quinte”, non visibili all’utente. Le posizioni possono essere inserite dall’utente via tastiera palmare, oppure essere generate automaticamente, in un ciclo effettuato tramite temporizzatore, implementato nell’unità di controllo. Ciclo che potrà ripetersi automaticamente.

Un team ben coordinato – il programma di controllo e i drive elettronici
Insieme, l’unità di controllo del sistema TAKTFLEX e l’inverter costituiscono un’unità altamente performante. Il set delle funzioni base nelle famiglie di parametri dell’inverter, come posizionamento (posizionamento assoluto), funzionamento ciclico (posizionamento relativo), funzioni di start-stop, posizione costante e variabile (opzionale con modalità set-up oppure “in tempo reale”), sono attivati attraverso una parola di controllo (control word) nello stesso modo in cui, per esempio, si comanda il verso di rotazione. Inoltre, i valori di posizione o frequenza o alternativamente i corrispondenti bit BUS I/O parametrizzati, come per esempio la funzione di posizione, sono comunicati nei dati di processo. Per ulteriori funzioni digitali, il PLC accede a due bit parametrizzabili, nella parola di controllo del SK 205E. Per esempio, per eseguire il successivo passo di posizionamento in un ciclo, il bit 8 è collegato alla funzione »Sync. Position array». Il sistema raggiunge una totale flessibilità grazie alla possibilità di poter cambiare online i valori dei parametri allo stesso modo con cui lo si può fare con gli imput digitali. Grazie a questo fatto, le funzioni doppie di un sensore digitale (ad esempio input digitale 1, funzione "reset posizione " o funzione "punto di zero”) possono essere implementate con l’installazione ed il cablaggio ridotti ai minimi termini.

Possibilità di comunicazione flessibile
SK 205E può essere gestito in diversi modi. Nel caso più semplice, l’inverter può essere configurato per semplici operazioni di start-stop, indipendenti da un’unità di controllo, con l’aiuto di pochi DIP switch. Per tutte le altre esigenze, SK 205E può essere gestito attraverso I/O digitali o analogici, oppure con una vasta gamma di interfacce per bus di campo. Nella versione più sofisticata del sistema TAKTFLEX, il convertitore di frequenza comunica con il PLC attraverso l’interfaccia Profibus DP. Per ogni gateway Profibus DP, possono essere connessi fino a quattro inverter. Quindi con un possibile totale di 122 moduli Profibus DP, possono essere gestiti direttamente, attraverso un sistema single bus, fino a 488 inverter.

Profilo aziendale: inotec automation & inspection technology
Inotec AP GmbH è stata fondata a Wettenberg, nello stato tedesco di Hesse. Si è trasformata da fornitore di progetti a produttore di sistemi completi per l’automazione e tecnologie di ispezione. Da uno staff iniziale composto da tre persone, l’azienda è cresciuta e attualmente conta un totale di undici addetti nei settori dello sviluppo, design, produzione e vendite. Grazie ai molti anni di esperienza nella costruzione di macchinari speciali, oltre alle soluzioni personalizzate, inotec AP fornisce anche altri prodotti d’automazione come componenti di sistema. Il modulo TAKTFLEX espande ora il segmento dei sistemi prodotti in serie. L’estrema contiguità tra progettazione e produzione permette a questo SME di soddisfare domande estreme in termini di rapporto qualità e tempo breve di consegna.

Didascalie
Fig.1: I moduli e le versioni TAKTFLEX per una vasta gamma di applicazioni
Fig.2: un motoriduttore con servo-ventola e inverter SK 205E a bordo gestisce il ciclo di trasporto.
Fig.3: Modalità di funzionamento principale del sistema di trasporto con azionamento completamente integrato
Fig.4: Il sistema, composto da inverter di frequenza decentralizzato e modulo meccanico, coniuga una soluzione conveniente dal punto di vista economico, per un vasto range di applicazioni, all’estrema versatilità di connessione a tutti i principali bus di campo.