1. Un fournisseur comme Emerson doté d'un portefeuille complet de commandes de mouvement, de matériel d'automatisation et de composants associés peut aider les concepteurs à créer plus facilement des solutions fiables.

Le bon encodeur peut réduire les temps d’arrêt

En un coup d’oeil:

  • Lors de l’évaluation d’un système de contrôle de mouvement, une approche intégrée avec le matériel et le logiciel peut être une considération.
  • Une complexité accrue peut augmenter les points de défaillance potentiels et augmenter les coûts d’intégration.
  • L’objectif ultime pour les utilisateurs finaux: une solution qui offre une évolutivité sans aucun inconvénient.

Un contrôle de mouvement efficace est fondamental pour presque toutes les machines industrielles ou opérations de traitement. Bien qu’il existe de nombreuses façons d’incorporer la commande de mouvement, les systèmes sont souvent composés de contrôleurs, d’entraînements et de moteurs électriques. Ces systèmes convertissent l’énergie électrique en mouvement mécanique, directement ou indirectement, pour accomplir une tâche d’application industrielle. Lorsqu’il est mis en œuvre correctement, le contrôle de mouvement se traduit par un fonctionnement efficace et précis.

Les utilisateurs doivent déterminer le type de variateur et de moteur nécessaires pour alimenter et contrôler une application spécifique. Il existe un certain nombre de facteurs qui déterminent en fin de compte le type de lecteur, y compris le facteur de forme du moteur, la taille et la puissance nécessaires. Deux des options d’entraînement les plus utilisées sont les variateurs de fréquence (VFD) et les servo variateurs. Les VFD sont utilisés avec les moteurs à courant alternatif pour réguler la vitesse de rotation et l’accélération. Lorsqu’un positionnement absolu est requis, les servo variateurs associés à des contrôleurs de mouvement permettent la rotation et le positionnement du servomoteur avec une grande précision.

Pour les applications plus petites et plus simples, les utilisateurs peuvent être en mesure de bricoler un système de composants provenant de diverses sources, mais ce type d’approche nécessitera plusieurs outils logiciels et divers fichiers de configuration pour que tout fonctionne ensemble. En revanche, les applications de contrôle de mouvement les plus réussies reposent sur un portefeuille entièrement intégré de matériel et de logiciels d’automatisation.

Considérez la plate-forme entière

La convivialité est un aspect important de toute solution de contrôle de mouvement. Au-delà de la spécification des bons moteurs et entraînements, les utilisateurs veulent une solution facile à mettre en œuvre, fonctionnant de manière fiable pendant de longues périodes et nécessitant une maintenance minimale.

Les utilisateurs de Motion Control visent à augmenter le débit et à améliorer le rendement. Alors que parfois un produit ou un autre peut aider à réaliser ces améliorations, tous ces progrès peuvent être rapidement perdus si un système cesse de fonctionner. C’est pourquoi de nombreux utilisateurs finaux expérimentés préfèrent une solution intégrée familière et fiable d’un seul fournisseur à un fournisseur inconnu proposant uniquement des composants. Les utilisateurs finaux savent qu’ils peuvent trouver des solutions plus durables et plus durables auprès de fournisseurs plus grands et plus expérimentés avec un réseau d’assistance mondial complet (Fig. 1).

1. Un fournisseur comme Emerson doté d’un portefeuille complet de commandes de mouvement, de matériel d’automatisation et de composants associés peut aider les concepteurs à créer plus facilement des solutions fiables.Emerson

Il est plus facile d’obtenir la fiabilité globale requise du système lorsque vous travaillez avec un fournisseur de produits de mouvement qui propose également du matériel d’automatisation, des composants de sécurité, des accessoires, des logiciels et des services associés. Travailler avec un fournisseur unique permet également aux concepteurs d’accéder à des environnements de développement complets, à une intégration plus facile entre les différents composants du système de mouvement et à une prise en charge de premier ordre pour leur solution globale.

Composants distincts: avantages par rapport aux risques

Au fil des ans, il y a eu des progrès constants dans la capacité d’effectuer un contrôle de mouvement à l’aide de VFD et de servo variateurs pour diverses applications. Bien que l’efficacité et les performances des variateurs et des moteurs se soient améliorées, certains des gains les plus importants dans ce domaine concernent les fonctionnalités de calcul, de communication et d’exploitation incluses en standard avec les variateurs.

Les concepteurs peuvent préférer sélectionner des composants d’entraînement auprès de plusieurs fournisseurs car ils anticipent certains avantages, mais ces avantages ne deviennent pas toujours une réalité. Par exemple, si l’achat de composants séparés peut contribuer à réduire le coût initial, les bas prix des composants peuvent rapidement être compensés par les coûts de main-d’œuvre supplémentaires nécessaires pour intégrer la solution.

L’approvisionnement de divers composants auprès de plusieurs fournisseurs nécessite que les techniciens connaissent bien plusieurs environnements logiciels indépendants, ce qui augmente les coûts de support logiciel et supprime les avantages d’une base de données de variables partagées entre les composants intégrés. L’absence d’une base de données de variables partagées entraîne des coûts de main-d’œuvre beaucoup plus élevés lors de l’écriture de la logique nécessaire afin de relayer les informations pertinentes entre les composants, et même vers la personne qui fait fonctionner la machine.

Les étapes supplémentaires augmentent la complexité et introduisent des points de défaillance dans la conception globale. Lorsqu’il y a des problèmes de compatibilité, il peut être difficile d’obtenir l’assistance de plusieurs fournisseurs qui ne sont pas familiarisés avec d’autres produits, et ils peuvent se voir confier la responsabilité de trouver une solution ailleurs.

Ce n’est pas parce qu’un fournisseur de composants individuel est associé à une industrie ou possède une fonctionnalité particulière qu’il ajoutera de la valeur à une solution complète. Lorsque les performances comptent, ce qui est presque toujours le cas, les produits de contrôle de mouvement sélectionnés dans un portefeuille coordonné peuvent offrir des avantages d’intégration significatifs et une tranquillité d’esprit.

Questions de performance

Il existe un certain nombre de paramètres pour comparer les performances des équipements motorisés. La puissance appropriée, délivrée à la bonne vitesse et avec précision, est essentielle pour obtenir un contrôle de mouvement efficace. Une fois qu’un lecteur est confirmé pour offrir les spécifications minimales nécessaires, les utilisateurs peuvent rechercher des fonctionnalités de connectivité et de performances supplémentaires.

Pour les VFD, la méthode de commande traditionnelle était un signal analogique câblé connecté à un contrôleur. Aujourd’hui, la connexion préférée pour la plupart des variateurs est Ethernet ou un autre bus de terrain standard utilisant un protocole de communication industriel. Ce type de connexion offre aux utilisateurs et aux systèmes d’automatisation de supervision une interface rapide avec les commandes de base du variateur, ainsi qu’un accès complet à une suite intégrée de paramètres et de fonctionnalités.

Les plus récents VFD offrent un contrôle PID et logique à bord, ainsi que des fonctions de sécurité intégrées. Ils peuvent également prendre en charge des points d’E / S pour surveiller et / ou contrôler d’autres équipements (Fig. 2). Les applications de servo variateur offrent une précision beaucoup plus grande que les applications VFD et nécessitent des contrôleurs spécialisés et des servomoteurs spéciaux capables d’exécuter des profils de mouvement avancés avec une précision de l’ordre de la microseconde.

2. Les VFD modernes augmentent le contrôle moteur complet avec des fonctionnalités avancées de logique, de communication, de sécurité et d'E / S.2. Les VFD modernes augmentent le contrôle moteur complet avec des fonctionnalités avancées de logique, de communication, de sécurité et d’E / S.Emerson

Étant donné que les systèmes d’asservissement sont si couramment utilisés avec les contrôleurs logiques programmables (API), une avancée naturelle a été pour les fournisseurs de développer un servo-contrôleur qui a été installé nativement directement dans un fond de panier d’API. Cette approche garantit une vitesse de communication optimale et une précision en virgule flottante de 64 bits pour toutes les interactions entre le variateur et l’automate, bien mieux qu’avec les réseaux traditionnels.

Les utilisateurs dépendent des taux de communication, de la recherche de trajectoire et des boucles de position fonctionnant de manière cohérente, quel que soit le nombre d’axes utilisés. Les systèmes de servocommande peuvent être conçus pour être complètement évolutifs afin de pouvoir offrir une solution adaptable qui peut évoluer avec les besoins d’une entreprise. Cependant, avec des systèmes évolutifs, il est important de prendre en compte la dégradation des performances. Essentiellement, à mesure que le nombre d’axes augmente, la capacité de les contrôler efficacement avec le même niveau de précision nécessite généralement plus de temps. Les utilisateurs doivent rechercher une solution qui offre une évolutivité sans aucun de ces inconvénients.

Étant donné qu’EtherCAT est largement reconnu comme un excellent protocole de communication dans l’industrie, et comme il s’agit d’un standard ouvert, les produits certifiés pour utiliser EtherCAT fonctionneront de manière fiable et cohérente avec les technologies de contrôle existantes et futures.

Fonctionnalités avancées

Les VFD les plus avancés incluent des fonctionnalités telles qu’une simple procédure de réglage automatique, des claviers manuels ou des clés de données Bluetooth pour créer et copier facilement des configurations.

L’une des caractéristiques les plus utiles des VFD avancés est la capacité à fournir une surintensité et un couple à court terme. Selon la première loi du mouvement de Newton, «les objets au repos ont tendance à rester au repos». En pratique, il faut beaucoup plus de puissance pour démarrer un équipement motorisé que pour le maintenir en mouvement. Les VFD capables de fournir jusqu’à 200% de surintensité et de couple au démarrage permettent à l’utilisateur de sélectionner un variateur plus petit et plus économe en énergie qui peut toujours faire fonctionner la charge

Les servo variateurs offrent également des fonctionnalités plus spécialisées comme la came. C’est là qu’il y a un axe maître et de nombreux autres axes en sont coordonnés. Pour les applications de contrôle de mouvement telles que l’impression, le remplissage, l’étiquetage et la découpe, il est courant que l’équipement soit utilisé pour produire plusieurs produits, de sorte qu’un contrôleur de mouvement capable de modifier les profils de came à la volée peut aider les concepteurs à s’adapter à un lot de production plus petit. tailles et permettre des changements rapides pour une utilisation accrue de la machine.

Étant donné que les équipements industriels restent en service pendant des années ou des décennies, les utilisateurs doivent envisager les produits de contrôle de mouvement d’un fournisseur majeur ayant une expérience de mise en valeur et de modernisation le long des voies de migration planifiées. Cela permet à l’équipement de fonctionner pendant de nombreuses années, avec la disponibilité de pièces de rechange pour les composants hérités.

Envisagez l’intégration

Bien qu’il puisse être tentant d’assembler des projets de contrôle de mouvement plus petits en utilisant des composants individuels provenant de diverses sources, cette approche peut introduire des problèmes rapidement à mesure que la taille des projets augmente. Au lieu de cela, les utilisateurs de tous les types de marchés de fabrication, de commande discrète et hybride devraient envisager les avantages de la création de leurs solutions de commande de mouvement à l’aide d’une famille de produits intégrés de bout en bout d’un fournisseur établi. Le résultat sera un meilleur contrôle, une intégration plus simple et des résultats améliorés, ainsi que des dépenses et des coûts de développement minimisés.

Alec Grainger est un chef de produit senior en charge de la solution PACMotion pour l’activité Solutions d’automatisation des machines d’Emerson.

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