Servoregler für fahrerlose Transportsysteme
Interaktiv, intelligent und individuell
Leistungsstarke Servoregler mit integrierten Webserver-Funktionen erweitern modulare Antriebsbaukästen für fahrerlose Transportsysteme. Eine neue Variante mit bis zu 50A Nennstrom bietet nun einen erweiterten Leistungsbereich sowie eine hohe steuerungstechnische Konnektivität. Der Webserver erlaubt es zudem, plattformunabhängig über das Internet mit dem Antriebsverstärker zu kommunizieren, um Betriebsparameter oder wichtige Fahr- und Statusinformationen abzufragen.
Der Servoregler Simco Drive bietet ein hohes Maß an Intelligenz und Sicherheit (Bild: Wittenstein AG)
Modulare Antriebstechnik aus dem Baukasten als integrationsfreundliches Gesamtsystem aus einer Hand – das ist das Zielstellung des Servoantriebssystems iTAS von Wittenstein Motion Control. Das ‚i‘ steht für eine interaktive Bedienmöglichkeit per Webserver, bei der Umsetzung intelligenter Plug&Play-Antriebskonzepte für fahrerlose Transportsysteme (FTS) auf engem Raum sowie die individuelle Skalierbarkeit von Antriebslösungen auf der Basis applikationsspezifischer Ausstattungspakete. Als voll skalierbares und modulares Antriebssystem lassen sich die Baugrößen 004 bis 050 in einem der drei Pakete compact, advanced oder performance einsetzen. Anwender haben zudem die Wahl zwischen Zusatzfeatures wie einem zusätzlichen Drehzahlgeber der Firma Sick und einem integrierten Rad mit Rahmenanbindung.
Variables Baukastensystem mit Webserver
Die neue Variante des Antriebsverstärkers Simco Drive zeichnet sich – wie auch die anderen Servoregler der Baureihe bis 750W – durch eine hochauflösende Stromregelung sowie eine schnelle Strommessung aus. Je nach Anwendungsfall kommen die Baugrößen 025 und z.T. 050 mit einem Servoregler zum Einsatz. Durch den hinterlegten Webserver ist es möglich, im mobilen Betrieb per Internet auf den eingebauten Servoregler zuzugreifen. Dadurch lässt sich die Auslastung des Systems jederzeit überprüfen und es ist möglich, auf Fehler oder Warnmeldungen gezielt und zeitnah zu reagieren. Die intelligente Bereitstellung von Daten im Webserver erleichtert zudem die Inbetriebnahme und ermöglicht im Betriebseinsatz der Fahrzeuge ein permanentes Condition Monitoring, das entscheidend zu einer hohen Verfügbarkeit der gesamten FTS-Anlage beiträgt. Die Drehzahlregelung und Steuerung wird bei FTS in der Regel über eine SPS realisiert. Um hier kommunikationstechnisch flexibel zu sein, verfügt auch der Antriebsverstärker über gängige Feldbusschnittstellen wie CANopen, Ethercat, Profinet RT/IRT und TCP/IP – und deckt damit das Spektrum unterschiedlicher Automatisierungssysteme ab, die auf einem FTS üblicherweise zum Einsatz kommen.
Skalierbare Sicherheit
Sicherheitstechnisch ist bei allen Servoreglern die Antriebsüberwachungsfunktion Safe Torque Off (sicher abgeschaltetes Drehmoment) nach IEC61508 gemäß SIL3 standardmäßig integriert. Weitere antriebstechnische Sicherheitsfunktionen wie z.B. Safe Limited Speed (sicher reduzierte Geschwindigkeit) und Safe Operating Stop (sichere Stillstandüberwachung) lassen sich in Kombination mit einer Sicherheitssteuerung – und ggf. mit einem sicherheitszertifizierten Encoder – realisieren. Ein weiteres, spezifisch auf FTS-Anwendungen bezogenes Merkmal der Servoregler ist der integrierte 3D-Beschleunigungssensor. Er erfasst alle Fahrzeugbewegungen in x-, y- und z-Richtung. Je nach dem Betrag einer absoluten Beschleunigung erkennt er das Erreichen eines Grenzwertes und speichert das Ereignis zusammen mit einem Zeitstempel im EEPROM des Antriebsverstärkers ab. Auf diese Weise lassen sich u.a. FTS-Kollisionen, die auf Fremdeinwirkung eines anderen Fahrzeuges zurückzuführen sind, zuverlässig nachvollziehen. Die in Kurven geschwindigkeitsabhängig auf das Fahrzeug wirkenden Kräfte oder die Neigung einer Rampe, die das FTS befährt, lassen sich ebenfalls über den Beschleunigungssensor erfassen und auswerten. Entsprechend den engen Montagesituationen in einem FTS ist auch der in der Leistung gesteigerte Antriebsverstärker als platzsparende Lösung mit einem flachen Gehäuse ausgeführt. Die Einbaulage lässt sich flexibel wählen – die Montage erfolgt über die integrierte Coldplate. Anwender können sie optional um einen zusätzlichen Kühlkörper ergänzen, sodass jederzeit die Wärmeabführung gewährleistet ist.
TAS-Servoaktuator mit hoher Leistungsdichte und branchenspezifischen Ausstattungspaketen (Bild: Wittenstein AG)
Passende Energieversorgung
Die Energieversorgung von fahrerlosen Transportsystemen speist sich aus einem Akkumulator, einem Kondensator oder aus einer Kombination von beidem. Mit seinem auf 12 bis 60VDC erweiterten Eingangsspannungsbereich eignet sich der Antriebsverstärker – und damit das gesamte Antriebssystem – für die meisten FTS-Energieversorgungskonzepte mit Akkumulatoren bzw. Kondensatoren. Um die Bremsenfunktion unabhängig von einer zu niedrigen oder zu hohen Batteriespannung sicher zu aktivieren, verfügt der Antriebsverstärker zudem über einen integrierten Buck-Boost-Converter, der die fahrzeugseitige Eingangsspannung für die Bremse entsprechend auf- oder abwärts wandelt – und dabei gleichzeitig Platz und Kosten für ein sonst erforderliches, separates Netzteil einspart. Zum Schutz elektrischer Bauteile und Relaiskontakte begrenzt die integrierte Softstartfunktion des Antriebsverstärkers zu hohe Eingangsströme, z.B. beim Zuschalten einer Fahrzeugbatterie, auf unkritische Werte.
Fazit
Erweiterter Eingangsspannungsbereich, integrierter Buck-Boost-Converter zur Spannungswandlung für die Antriebsbremse, fahrzeuggerechte Feldbus-Konnektivität, integrierte und integrierbare Safety-Funktionen sowie ein dreiachsiger Beschleunigungssensor – der Simco-Drive-Servoregler ist auf die Anforderungen des FTS-Einsatzes ausgelegt. Dies gilt auch für das Antriebssystem iTAS – das ganzheitliche Baukastensystem für den Einsatz in autonomen Fahrzeugen, mobilen Plattformen und elektrisch angetriebenen Flurförderzeugen.
