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全球运动控制技术发展趋势

发布时间:2006-06-07 来源:中国自动化网 类型:产业分析 人浏览
关键字:

运动控制

导  读:

     专业电气自动化展SPS/IPC/Drives Exhibition and Conference (德国纽伦堡,2005年11月22~24日)所取得的成功可从以下3个方面来证明,参展企业(1160家)、展位面积(7.3万平米)与参观人数(3.46万)——分别比2004年增加12.6%、12.1%及8.7%。除上述统计数字外,本次展会还集中了全部电气驱动、运动系统与相关软件。下面我们有选择地介绍一些由ABB、Baum焞ler、B&R工业自动化、艾尔默运动控制 (Elmo Motion Control)、艾默生控制技术、罗克韦尔自动化、施耐德电气、SEW-Eurodrive、西门子以及安川电机等公司展出的产品。
  在ABB公司展出的众多驱动器、运动控制与相关产品中,我们主要介绍其新型直流驱动器——DCS800。该驱动器据称能提供更简单的配置、安装与操作控制。操作员可使用一个类似手机、带高分辨率显示器与上下功能键的装置来进行操作。DCS800驱动器带有一个内置PLC,用于处理本地控制与众多(用于扩展的)附加模块、增加的I/O点以及现场总线连接。设计提供5~20000马力的DCS800,采用230~1200 V交流电源,可与以前的DCS驱动器向后兼容,并采用与其交流驱动器配对产品ACS800一样的软件与工程工具。该产品于2006年1季度在北美上市。


    为具有可扩展性,ABB 公司的DCS800 系列驱动器由7 种不同尺寸的产品组成,这里给出的是4 种小尺寸产品。


    行星齿轮传动减速器被无缝集成在Baumüller公司的DSD 56-IPG型驱动器机壳中,三相同步伺服电机可减少灰尘污染。机壳具有IP65 级密封。

  其他ABB公司产品包括输出功率高达4 kW的元件级驱动器 (Component Drive),有ACS50、 ACS150及其他几种型号,以及较大的ACS350。ACS150与ACS350的特点是,通过电池供电操作员接口,无需启动驱动器即可进行设置编程(已获专利)。“这意味着用户可根据配置向导来对驱动器进行编程,”ABB公司交流驱动器产品销售经理Teemu Jalava解释说。该配置方法还能屏蔽掉那些对某些应用并不需要的极宽参数范围。
  ABB还展出了新的ACS800 04型驱动器,一种设计用于机柜安装、所谓的“运动控制驱动器”。它依靠电机轴与负载上的两个编码器来对0.55~1900 kW功率范围内的低惯性感应电机进行定位控制。
  Baum焞ler公司展出了一系列旋转及线性伺服、扭矩及直接驱动电机与相关控制器。值得注意的是其尺寸加大了的、带集成行星齿轮传动系统的高性能伺服电机。该电机拥有98%的高效率及很低的噪声,Baum焞ler公司电机产品经理Stephan Reiss介绍说。计划于2006年生产的DSD 56-IPG型电机,输出功率将比DSD系列中的早期产品提高1.37kW。
  Reiss还提到了DA异步(感应)电机的输出功率从260 kW提高到了450 kW。DA 280具有空冷 (IP23) 和水冷 (IP54) 两个版本,将于2006年初开始生产。同时,该公司的直接驱动DST高扭矩电机,可在100~300 rpm转速范围内获得高达13500 Nm的扭矩。集成在DST电机中的止推轴承可承受住挤压机器中产生的高轴力,而这正是这三种电机的主要应用。
  AcoposMulti 驱动系统是B&R工业自动化公司展台(面积比去年增加了39%)上的亮点。据B&R 公司应用工程师Rainer R焎k 介绍,Acopos系列驱动器的“logical progression”包括以下三个部分:背板转换器、电源模块与轴模块(每个模块为1到2个轴服务)。
  AcoposMulti集成了一个24V的辅助电源模块,节省了机柜空间,并为驱动器、控制器或外围设备提供一个到直流总线的连接,来获得开/短路及过载保护。该模块化及可扩展AcoposMulti模块,使用和其他的公司产品一样的Automation Studio软件工具,并能和以前的Acopos系统向后兼容。该产品目前已在欧洲提供现场评估版,并计划于2006年第3季度在美国上市。
  艾尔默公司这次展出了一系列伺服驱动器与控制器,包括最新的微型数字伺服驱动器Whistle及其模拟配对品Ocarina。这些火柴盒大小的驱动器尺寸虽仅为:2 x 1.8 x 0.6英寸,但却能提供0.5 kW的连续功率(或1kW的峰值功率)。艾尔默公司总经理Haim Monhait将Whistle称为具有“当今市场上最高功率密度与智能”的伺服驱动器。
  Emerson Control Techniques(艾默生控制技术)公司面积很大并经过重新设计的展台,展出了Unidrive及其他交、直流驱动器产品。Unidrive SP驱动器覆盖低功率范围 (0.55~132 kW),而Unidrive SPM C模块化驱动器则覆盖高达200 kW(使用两个单元的话可达到355 kW)的高功率范围,独立型Unidrive 机柜安装单元驱动器(SP6、7、8及9)能输出110~675 kW的功率。
  艾默生公司的Leroy-Somer品牌(及业务实体)在本次展会上也很显眼,例如,额定输出功率为0.25~11 kW 的Varmeca型集成可变速度电机与可变速度驱动器 (VSD),具有闭环矢量与分布式 (Proxdrive) 两个版本。值得注意的是适合在潜在爆燃性气体中工作的VSD系统 (ATEX)。而额定输出功率为 0.55~400 kW的FLSD驱动器,则据称能在IIB类或IIC区1类2分类气体中工作。
  Rockwell Automation公司展出的产品较突出的是Kinetix集成运动控制系统、CompactLogix与PowerFlex驱动技术。“本次展会我们着重推出的是产品与部件而不是系统”,现场业务部经理Dirk Weber解释说,譬如功率控制与驱动器产品,不过也展出了一批“系统解决方案”。


  从价格角度看,CompactLogix主要针对的是低端自动化应用,包括OEM应用。PowerFlex的发展路线图显示,将于2006~07年出现的“公共工业协议 (CIP) 运动应用协议”,有望无缝同步在同一系统中运行的多轴伺服与变频驱动器。
  Schneider Electric这次展出的众多产品包括可变频驱动器 (VFD)(如用于泵/风扇应用的Altivar 71与Altivar 61型驱动器)、伺服控制器(如具有和VFD一样外形的低成本Lexium 05型控制器)以及各种面向安全的工厂自动化产品等。
  Schneider Electric公司的Berger Lahr品牌在其展台上随处可见。其智能、集成电机与控制器产品 (Icla) 主要有以下三个电机版本:步进电机、交流伺服电机与同步三相电整流电机。Icla(来源于“集成、闭环、执行器”的首字母缩写)将电机、位置控制、功率电子与反馈集成在一个紧凑单元中。
  分布式自动化架构的倡导者SEW-Eurodrive公司,一直在关注全球分布式驱动器的应用情况。据SEW公司全球市场营销与工程经理Frank H歳eth介绍,欧洲和北美是最能接受分布式驱动器的地区。不过南美目前仍被认为是一个不确定的市场,他补充说。
  SEW公司进行的其他开发包括(增加了冲洗功能的)第二代Movimot 分布式电机控制装置与Movifit— 一组新的带可变频率驱动器 (VFD) 与电机控制开关以及(通过安装在电机附近机盒中以太网实现的)分布式通信的功率部件。Movifit 具有三个版本:可控制三个Movimot电机输出额定3 kW 功率并提供功率保护的Movifit-MC;可提供双向旋转控制输出4 kW(单通道电机开关)或对两部2.2kW电机提供单向旋转控制(双通道开关)的“电子电机开关(起动器)” Movifit-SC;以及集成了额定 0.37~1.5 kW 或2.2~4 kW输出功率VFD与安全功能的Movift-FC。
  Höreth还介绍了他们公司在Movigear(一款将电机、齿轮减速器与电子电路集成的设备)上所取得的进展。在2005年汉诺威博览会上作为概念性产品展出的Movigear,2006年夏天将进入测试阶段,年中进行试生产,年底或2007年初正式上市。


    B&R 公司提供的AcoposMulti 电源模块,可为系统以及用于共享操作数据的网络提供电源。


   SEW-Eurodrive 公司的Movifit-MC、-SC 与-FC 型驱动器,每一种都拥有适合于食品行业应用的专门版本。

  下面是有关SEW-Eurodrive公司的一段花絮:该公司的产品线以“Movi”作为其名字的开头,而Movi则是出自德语“模块、很多面”等词的首字母缩写,H歳eth介绍说。
  西门子公司的巨大展台,显示了该公司庞大的技术门类。展出的产品包括电机、驱动器、运动控制、以及各种传感器技术与工业安全系统。Sinamics系列驱动器与Simotion系列集成软件被作为重点推出,而其基于工业PC的自动化产品则是另一个展出重点。
  由该公司开发的Profinet,也在展会上受到了广泛的关注。被人们形容为实时通信与IT应用单一联网总线的Profinet,其功能变得日益丰富,例如通过其相关IRT(同步实时)芯片实现的运动控制功能等。Profinet通过以太网将实时 (RT) 与非实时结合在一起,此外,它还具有安全功能。带Profinet接口的新型安全控制器已被增加至Simatic产品线中,如果再加上Profibus接口,则允许设备同时与两个网相连。据西门子公司介绍,该控制器的新CPU遵循IEC 62061、IEC 6158(至SIL 3)以及NFPA 79-2002等标准。
  Yaskawa Electric Europe(安川电机欧洲公司,YEE)实际的展位位于Omron Electric (欧姆龙电子公司)的展台中,这显示了两家公司在欧洲的紧密与长期的合作关系。不过,据YEE运动与控制工程部经理J焤gen Friedrich介绍,YEE最近已开始寻找其他欧洲公司来分销其Sigma II型伺服电机。
  Jürgen Friedrich还提到了YEE的其他进展。正在开发中的额定功率0.5~5 kW防爆及遵循ATEX标准的交流伺服电机,是仅有的一款尺寸比标准伺服电机稍大、但比竞争产品ATEX型伺服电机小得多的产品。据Friedrich介绍,该产品预计于2006年初通过T哣鉴定。安川公司的另一项开发成果是输出功率高达500 kW的高功率伺服电机。该项目(为时较长)的商品化预计将于2007年完成。

























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