Perspektiven für die Entwicklung eines automatisierten elektrischen Antriebs

Die Besonderheiten der Entwicklung der modernen Zivilisation, insbesondere in den letzten zehn Jahren, verändern unser Leben grundlegend. Zwei Trends verdienen die größte Aufmerksamkeit.

Das erste ist die rasche Entwicklung von allem, was mit Computertechnologie zu tun hat. Dies ist nicht nur ein Computer in jedem Haushalt und an jedem Arbeitsplatz, nicht nur das Internet und „Spielzeug“. Wenn Sie genauer hinschauen, dann sind wir alle seit langer Zeit Geiseln der Computertechnologie. Fast jedes Gerät hat jetzt einen Steuerchip in seiner Zusammensetzung, der im Prinzip der gleiche kleine Computer ist. Dies ist ein Fernseher und eine Waschmaschine und ein Mobiltelefon und eine Kamera und ein Schlüsselbund zum Auto und zum Auto selbst ...

Jetzt in meinem Büro bei der Arbeit ca. 60! CPU-Steuerung ... Das ist schon sehr ernst! Wenn der Mikroprozessor früher Dutzende und Hunderte von Dollar gekostet hat, können Sie jetzt einen Steuerchip für weniger als einen Dollar kaufen!

Der zweite Trend ist ein Anstieg der Energiekosten und alles, was mit dem Bergbau zu tun hat. Alle Ressourcen sind über zehn Jahre im Preis gestiegen. Also kauften wir 1998 1 Liter 95. Benzin für 2 Rubel 15 Kopeken, und jetzt zahlen wir fast 22 Rubel (der Artikel wurde Anfang 2008 geschrieben), und jetzt zählt niemand mehr einen Cent ... Wie vor der Stückelung ...

Dies alles ist direkt relevant für den automatisierten elektrischen Antrieb, der in unser Leben integriert ist und die Grundlage der Produktion bildet. Jetzt ist es einfach wirtschaftlich machbar, jeden elektrischen Antrieb automatisiert, dh computerisiert zu machen. Dies ist keine Hommage an die Zeit, mit dem unwiderstehlichen Wunsch, in alle Mikroprozessoren zu schieben. Das Wichtigste ist, dass es in der Lage ist, Energie erheblich zu sparen. Mit diesem Ansatz zahlt sich die Automatisierung in einem Jahr aus und manchmal auch schneller.

Darüber hinaus bietet ein automatisierter elektrischer Antrieb eine Reihe wesentlicher Vorteile:

- verbesserte Verbraucherqualitäten (vergleichen Sie mindestens eine moderne Waschmaschine mit der vor zwanzig Jahren);

- Durch die Regulierung von Geschwindigkeit, Beschleunigung und Bremsintensität können Sie vereinfachen, dh die Kosten des mechanischen Teils senken, Ersatzmodi für alle Mechaniker einstellen, Anlauf- und Betriebsströme reduzieren und die Lebensdauer der mechanischen und elektrischen Teile verlängern.

- die Möglichkeit und Durchführbarkeit eines verteilten Antriebssteuerungssystems; - Integration elektrischer Laufwerke in das Netzwerk mit einem Datenerfassungs- und Analyseserver mit der Möglichkeit des Fernzugriffs.

Lassen Sie uns nun die aktuelle Situation mit dem elektrischen Antrieb analysieren. Es wird weitgehend von den historischen Bedingungen bestimmt. Derzeit wird der elektrische Antrieb mit der Trennung des Stromrichters und des Steuerungssystems in Hochstrom- und Niedrigstromteile gebaut. Derzeit bezieht sich das Steuerungssystem am häufigsten auf eine digitale Steuerung. Der erste in diesem Haufen erschien Elektroautos. Die Vorbereitung für ihre Schaffung war die gesamte Geschichte der Elektrizität. Es stellte sich heraus, dass die steuernde Industriesteuerung am Wandler-Motor-System (P-D) „angebracht“ war (siehe Abb. 1).

Wenn der Mechanismus mehrere Antriebe hat, erscheint eine andere industrielle Steuerung ... Dieser Ansatz hat mehrere Nachteile:

- hohe Kosten des Systems;

- Rückmeldungen, die durch die industrielle Steuerung „geleitet“ werden, führen zu erheblichen Zeitverzögerungen.

- Der Versuch, den Preis des Produkts zu senken, führt zu einer "bunten" Automatisierung mit unterschiedlichen Schnittstellen und einer erhöhten Zeitverzögerung. Es passiert oft so: Ein Mechanismus, der einen ungeregelten Antrieb hatte, wird durch einen einstellbaren ergänzt, es ist einfacher ...

Zum Beispiel erfolgt die Koordination der Mechanismen einer Linie auf altmodische Weise durch Mechanik. Es stellt sich heraus, dass es sich um eine sehr teure und sehr "knifflige" Einheit mit einer Fülle von Schnittstellen handelt, was zu zusätzlichen Kosten für die Inbetriebnahme führt. Und wenn in einem solchen System ein Fehler (Ausfall) auftritt, gibt es noch mehr Probleme. Die Integration solcher Systeme zur allgemeinen Überwachung ist eine sehr schwierige Aufgabe. All dies kann mit der Integration in eine Arbeitsgruppe von Computern verschiedener Hersteller mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten, mit verschiedenen Netzwerkschnittstellen und verschiedenen Netzwerkstandards verglichen werden.

Nun zurück zu den Aussichten eines automatisierten elektrischen Antriebs. Die Hauptthese ist die Schaffung eines verteilten Steuerungssystems mit Minimierung der Preise und einer einfachen und verständlichen Möglichkeit, diese Laufwerke in ein gemeinsames Netzwerk zu integrieren.

Alles ähnelt der Entwicklung von PCs. Jeder moderne Frequenzumrichter verfügt über einen Prozessor. Warum brauche ich eine zusätzliche industrielle Steuerung? Dies sind Kosten, eine Verlängerung der Reaktionszeit des Systems und eine Verschlechterung der Zuverlässigkeit. Und nur die Wechselrichter moderner Hersteller werden als „Black Box“ hergestellt und erfüllen die einzige Aufgabe - das Eingangssignal in die entsprechende Frequenz und Spannung umzuwandeln. Convir bietet Alternativen. Wir stellen den industriellen Controller nicht ein. Die notwendigen Rückmeldungen erfolgen im Wechselrichter. Der Wechselrichter verfügt außerdem über ein Steuerprogramm zur Lösung aller technologischen Probleme. Der Wechselrichter verfügt über eine eingebaute CAN-Open-Schnittstelle zur Integration eines solchen Knotens in das Netzwerk (siehe Abb. 2).

Im Prinzip kann ein solcher Knoten unabhängig arbeiten, das Netzwerk dient dazu, die Einstellungen einzugeben und Informationen über die Arbeit zu sammeln. So erhalten wir ein Einzelprozessor-Steuerungssystem mit maximaler Geschwindigkeit, Zuverlässigkeit und minimalem Preis! Um die Antriebe zu kombinieren und ihre Arbeit zu koordinieren, müssen sie nur noch über den CAN-Bus "Twisted Pair" verbunden werden. Wenn Sie eine Fernüberwachung und Protokollierung des Mechanismus benötigen, installieren wir einen zusätzlichen Industrieserver mit SQL-Datenbank und Ethernet-Schnittstelle. Das Kombinieren der Knoten verteilter elektrischer Antriebe in einem Netzwerk ist kostenlos!

Nun werden wir die Vorteile eines solchen Systems im Detail betrachten. Wir haben eine Reihe von automatisierten elektrischen Antrieben mit einem verteilten Steuerungssystem, die vernetzt sind. Jedes einzelne Laufwerk ist praktisch unabhängig und kann auch dann funktionieren, wenn das Netzwerk nicht verbunden ist. Da die Anzahl der Verbindungen am Laufwerk minimal ist und der Prozessor sofort auf alle Parameter des Knotens zugreifen kann, haben wir maximale Geschwindigkeit, Flexibilität und Zuverlässigkeit! Das Netzwerk koordiniert den Betrieb elektrischer Antriebe. Wenn es sich um eine automatisierte Leitung oder einfach um einen Mehrantriebsmechanismus handelt, kann der mechanische Teil durch die Automatisierung des Betriebs koordinierter Antriebe erheblich vereinfacht und verbilligt werden.

Jedes CAN-Panel oder jeder Computer kann zur Steuerung des Systems verwendet werden. Diese Geräte führen keine Steuerungsaufgaben aus, sondern dienen ausschließlich der Eingabe / Ausgabe. Wenn wir einen Computer einsetzen, haben wir auch die Möglichkeit, Arbeiten zu protokollieren. Das System ist so benutzerfreundlich wie möglich für die Kommunikation mit jedem Programm aufgebaut, das die Produktionsarbeit steuert, z. B. 1C. Da der elektrische Antrieb in einem solchen System tatsächlich automatisiert ist, werden Energiesparalgorithmen so weit wie möglich verwendet. Darüber hinaus sind mechanische und elektrische Stoßbelastungen begrenzt!

Das Leben steht nicht still. Die Fertigungstechnologie entwickelt sich rasant. Und wir müssen klar erkennen, dass der Eckpfeiler dieser Prozesse ein automatisierter elektrischer Antrieb ist.