Kollmorgen zwiększa bezpieczeństwo ruchu dzięki serwonapędowi AKME i SMM 3.0

Lead: Większa precyzja bezpieczeństwa ruchu w trudnych warunkach

Firma Kollmorgen rozszerzyła swoje portfolio sterowania ruchem o rozwiązania przeznaczone do pracy w niebezpiecznych środowiskach przemysłowych, wprowadzając serię serwomotorów AKME oraz znacząco ulepszone oprogramowanie sprzętowe SafeMotion Monitor. Posunięcie to wzmacnia pozycję firmy w dziedzinie automatyki o znaczeniu krytycznym dla bezpieczeństwa, gdzie spotykają się certyfikacja, niezawodność i precyzja sterowania.

Oprócz rozszerzenia oferty sprzętowej nowa aktualizacja oprogramowania SMM 3.0 zapewnia istniejącym platformom napędowym bardziej zaawansowaną obsługę enkoderów i rozbudowaną diagnostykę, sygnalizując szersze przejście w kierunku bezpieczeństwa ruchu definiowanego programowo.

Projektowanie ruchu do atmosfer wybuchowych

Projektowanie serwomotorów do pracy w niebezpiecznych środowiskach wymaga zupełnie innego podejścia inżynieryjnego. Zastosowania te często obejmują wybuchowe mieszaniny gazów lub palne pyły, w których nawet niewielkie usterki termiczne lub elektryczne mogą doprowadzić do zapłonu.

Seria AKME odpowiada na te ograniczenia dzięki certyfikatom ATEX i IECEx, zapewniając zgodność z wymaganiami dla zastosowań w strefie gazowej 2 i strefie pyłowej 22. O architekturze decydują szczelność, kontrola temperatury i kontrolowane rozpraszanie energii, a nie wyłącznie wydajność.

Na obrazie przedstawiono platformę serwomotorów AKME przeznaczoną do certyfikowanego sterowania ruchem w obszarach niebezpiecznych.

Podpis: Silniki AKME rozszerzają sterowanie ruchem serwomotorów na certyfikowane środowiska zagrożone wybuchem i obecnością pyłu.

Sterowanie ruchem w pętli zamkniętej staje się standardem

Platforma AKME bazuje na uznanej architekturze Kollmorgen AKM, ale integruje wzmocnienia do zastosowań w niebezpiecznych lokalizacjach oraz obsługę różnych systemów sprzężenia zwrotnego. Obsługuje wiele opcji zasilania i współpracuje z napędami AKD, AKD2G oraz Essentials.

Elastyczność w zakresie sprzężenia zwrotnego odgrywa kluczową rolę we współczesnym projektowaniu systemów ruchu. System obsługuje enkodery resolver, SFD-M i Hiperface, umożliwiając pracę w pętli zamkniętej o wysokiej rozdzielczości w różnych architekturach przemysłowych.

Przekładnie, opcje hamulców i rozmiary korpusów IEC zwiększają użyteczność w systemach pakowania, przetwórstwa chemicznego i transportu materiałów, w których stały moment obrotowy ma większe znaczenie niż maksymalna prędkość.

Gdy oprogramowanie sprzętowe bezpieczeństwa staje się warstwą sterowania

Aktualizacja SafeMotion Monitor 3.0 firmy Kollmorgen przesuwa funkcje bezpieczeństwa bliżej rdzenia logiki sterowania ruchem. Obecnie obsługuje komunikację z enkoderami EnDat 2.2, umożliwiając dwukierunkową wymianę danych i dokładniejsze wykrywanie usterek.

Ulepszenie to zwiększa możliwości diagnostyki ruchu przy dynamicznych obciążeniach i skraca czas reakcji funkcji bezpieczeństwa. Rezultatem jest ściślejsza synchronizacja między wykonywaniem ruchu a warstwami nadzoru bezpieczeństwa.

Na obrazie przedstawiono integrację SMM w architekturze napędu AKD2G firmy Kollmorgen.

Podpis: Sterowanie bezpieczeństwem na poziomie oprogramowania sprzętowego działa obecnie jako natywna funkcja logiki serwonapędu.

SMM 3.0 rozszerza również zakres zgodności z SIL 3, zapewniając certyfikowane działanie funkcji bezpieczeństwa w większej liczbie scenariuszy konfiguracji. Ogranicza to zależność konstrukcji maszyn od zewnętrznego sprzętu bezpieczeństwa.

Gdzie niebezpieczny ruch spotyka się z rzeczywistymi wymaganiami produkcji

Seria AKME jest przeznaczona dla branż, w których ryzyko wybuchu występuje jednocześnie z ciągłym ruchem. Zakłady przetwórstwa chemicznego, rafinerie i linie produkcyjne wykorzystujące rozpuszczalniki stanowią główne obszary zastosowań.

Ze szczelnych architektur serwomotorów korzystają również środowiska o dużym zapyleniu, takie jak instalacje do transportu ziarna, produkcja farmaceutyczna i linie malowania proszkowego, ponieważ eliminują one drogi przedostawania się źródeł zapłonu.

Równolegle SMM 3.0 wzmacnia zastosowania w robotyce, pakowaniu i szybkich systemach montażowych, w których niezawodność enkodera bezpośrednio wpływa na dostępność maszyny i zgodność z wymaganiami bezpieczeństwa.

Bezpieczeństwo przechodzi od certyfikacji sprzętu do inteligencji systemu

Szerszy trend przemysłowy jest wyraźny: bezpieczeństwo ruchu nie zależy już wyłącznie od certyfikacji mechanicznej. Obejmuje teraz również inteligencję oprogramowania sprzętowego, diagnostykę enkoderów i walidację danych w czasie rzeczywistym.

Producenci tacy jak Kollmorgen łączą wydajność serwonapędów i logikę bezpieczeństwa w ujednoliconych platformach zamiast stosować oddzielne podsystemy. Ogranicza to złożoność integracji, jednocześnie zwiększając przejrzystość funkcjonalną w całym cyklu pracy maszyny.

Dla producentów OEM ta zmiana oznacza nowe priorytety projektowe. Bezpieczeństwo nie jest już ograniczeniem dodawanym na końcu procesu inżynieryjnego. Od początku staje się częścią architektury sterowania ruchem.

Wewnętrzne dopasowanie ekosystemu we współczesnych stosach automatyki

Systemy integrujące zaawansowane sterowanie ruchem często współpracują z szerszymi platformami automatyki, takimi jak przemysłowe systemy sterowania Siemens, lub z architekturami ukierunkowanymi na bezpieczeństwo w rozproszonych sieciach maszyn.

W środowiskach wysokiego ryzyka warstwy bezpieczeństwa serwonapędów coraz częściej współdziałają z szerszymi ekosystemami ochrony, takimi jak rozwiązania automatyki Emerson, gdzie logika sterowania i monitoring bezpieczeństwa łączą się na wielu poziomach procesu.

Spostrzeżenia branżowe

Sterowanie ruchem w niebezpiecznych lokalizacjach wchodzi w etap, w którym sama certyfikacja nie jest już przewagą konkurencyjną. Rzeczywiste wyróżnienie stanowi obecnie zdolność systemu do bezpiecznej pracy przy jednoczesnym zapewnieniu wysokiej dynamiki w warunkach sterowania opartego na sprzężeniu zwrotnym.

Podejście Kollmorgen odzwierciedla tę zmianę poprzez wbudowanie inteligencji bezpieczeństwa w oprogramowanie sprzętowe zamiast izolowania jej w zewnętrznych modułach. Ogranicza to fragmentację systemu i zwiększa jego możliwość dostosowania w całym cyklu życia w złożonych środowiskach przemysłowych.

Opinia autora

Z punktu widzenia inżynierii systemów ta premiera sygnalizuje praktyczne połączenie inżynierii wydajności serwonapędów z logiką zgodności z wymaganiami bezpieczeństwa. Platforma AKME nie redefiniuje samego ruchu serwonapędowego, ale udoskonala sposób jego działania w warunkach ograniczeń związanych z ryzykiem.

Moim zdaniem najważniejszym elementem rozwoju nie jest certyfikacja silnika, lecz rozszerzenie funkcji SafeMotion Monitor o bardziej zaawansowaną diagnostykę i warstwę bezpieczeństwa świadomą parametrów enkodera. Kierunek ten odpowiada sposobowi, w jaki nowoczesne zakłady będą zarządzać integralnością ruchu w nadchodzącej dekadzie.

Daniel Mercer, analityk przemysłowy — 14 lat doświadczenia w inżynierii systemów automatyki przemysłowej oraz doświadczenie terenowe obejmujące architektury ruchu i bezpieczeństwa firm Siemens, Rockwell Automation i Emerson.