|
MFD-Titan jako součást řídicího systému portálového jeřábu
Zadání a koncepce
Firma KSR (viz text v rámečku) se specializuje na renovace a modernizace jeřábů, obzvláště jejich elektrických pohonů a řídicích systémů. Jedním z nejnovějších projektů realizovaných touto firmou, který lze označit za referenční, je renovace portálového jeřábu pro manipulaci s kmeny stromů na pile v Urmattu (Alsasko, Francie).
V rámci tohoto projektu bylo nutné jeřáb, určený pro linku na výrobu stavebního řeziva, vybavit moderním operátorským panelem a nově zkonstruovat jeřábovou kočku pro manipulaci s řezivem (obr. 1). Zákazník od projektu požadoval zvýšení výkonnosti a provozní dostupnosti jeřábu a také usnadnění a optimalizaci jeho údržby. K tomu bylo nutné použít takové komponenty, které servis maximálně zjednodušují. V souladu se zákazníkovými požadavky bylo nutné zvýšit rychlost všech příčných pohybů o 50 % a rychlost zdvihů o 300 %.
Zákazník od modernizace jeřábu očekával zvýšení produktivity celé výrobní linky o 30 %, aby byla zajištěna brzká návratnost vložených investic.
Na základě těchto požadavků firma KSR vyvinula novou, prostorově úspornou jeřábovou kočku a navrhla multifunkční řídicí systém. Všechny pohybové osy byly nově vybaveny vysoce dynamickými pohony řízenými měniči frekvence. Ty zajišťují vyšší přesnost polohování, než mělo původní řešení, a současně lépe vyhovují požadavkům výrobního procesu. Základním prvkem řešení je distribuovaný řídicí systém, zahrnující řídicí relé EASY800, multifunkční displej MFD-Titan a komunikační sběrnici Easy-NET. V operátorském panelu jsou integrovány také akustický alarm a signální a ovládací prvky RMQ-Titan od firmy Moeller.
Řešení
Firma KSR pro rekonstrukci zvolila systém s řídicími funkcemi distribuovanými do jednotlivých modulů spojených pomocí sběrnice Easy-NET. V síti Easy-NET spolupracuje šest programovatelných relé EASY822-DC-TC, z nichž některá nesou rozšiřující moduly I/O EASY620-DC-TE, a zobrazovací a ovládací přístroj MFD-Titan. Každému řídicímu relé EASY800 přísluší určitá skupina pohonů nebo funkcí. V kabině operátora (obr. 2) je instalováno jedno řídicí relé EASY800 a zobrazovač MFD-Titan.
Řídicí program je rozdělen na podprogramy pro každou skupinu funkcí a pohonů a distribuován do příslušných řídicích relé. Modulární koncepce Easy-NET podporuje standardizaci podprogramů a distribuované řídicí funkce přinášejí výhodu krátkých dob cyklů.
V případě, že selže některá jednotlivá skupina funkcí nebo pohonů, provozní dostupnost ostatních částí systému je zachována. EASY800 má oddělený procesor určený pro síťovou komunikaci. To zajišťuje, že doba cyklu není nepříznivě ovlivňována přenosem dat po síti. Další výhodou tohoto řešení je neomezená dostupnost: každý účastník komunikace může přistupovat k programům kteréhokoliv z dalších účastníků nebo může kteréhokoliv účastníka vyzvat, aby mu poslal informace o svém momentálním provozním stavu.
Řídicí relé Easy v podstatě tvoří rozhraní mezi snímači, sítí Easy-NET a akčními členy. Řídicí programovatelný automat s připojenými optoelektronickými snímači polohy generuje všechny povely pro pohyby jeřábu a údaje o souřadnicích požadované polohy břemene jako analogové signály 0 až 10 V. Tyto signály jsou přivedeny na analogové vstupy EASY800. Po interním převodu na desetibitové digitální signály jsou údaje o požadovaných pohybech v této digitalizované podobě odeslány prostřednictvím sběrnice Easy-NET z EASY800, umístěného v kabině operátora, k příslušným řídicím relé, vzdáleným až 150 m. Řídicí relé vypočítají pro konkrétní pohon odpovídající souřadnice spínacích bodů a řídicí signály pro směr a rychlost pohybu, popř. omezí souřadnice spínacích bodů pomocí srovnání s limitními hodnotami souřadnic polohy uloženými v paměti. Kromě toho jsou prostřednictvím analogových výstupů předány požadované hodnoty i do měničů frekvence.
Ve spojení s aritmetickým modulem byla implementována funkce lineárního odbuzení magnetického pole motorů. Vstupem je aktuální hodnota zatížení, zjišťovaná měřením proudu odebíraného pohonem z měniče. Tento proud je úměrný krouticímu momentu motoru. Výstupem funkce odbuzení jsou hodnoty parametrů pro pohon zdvihu, závislé na tíze přepravovaného břemene.
Programové prostředky kromě toho, že sledují datovou komunikaci mezi účastníky sítě, také monitorují externí rušivé vlivy. Při velkém rušení odpojí akční členy. Indikační prvky signalizují provozní stav zařízení a chyby v jeho činnosti. Lze také zobrazit údaj o celkové době činnosti pohonu („motohodiny„) a pomocí obslužných prvků nastavit jazyk textových hlášení.
„Zlatým hřebem„ v kabině operátora je MFD-Titan, který je koncipován jako interaktivní multifunkční zobrazovací a obslužný přístroj. Kromě toho, že zobrazuje chybová hlášení všech připojených účastníků na síti, zachycuje také informace o provozním stavu. Pomocí menu mohou být vybrány a graficky zobrazeny hodnoty rychlosti, souřadnice spínacích bodů, celková doba činnosti pohonu, intervaly údržby atd. Programovatelná diagnostika a nastavení potřebná při uvedení jeřábu do provozu (obr. 3) jsou dostupné po zadání hesla a umožňují přímo zadávat potřebné parametry do paměti jednotlivých připojených modulů.
Závěr
Firma KSR nepochybuje o potřebě inovačních řešení. Základem je prvotní analýza vývojových trendů na trhu, formulace vhodných koncepcí a návrh oborově specifických řešení. Tak je možné uspokojit všechna oprávněná očekávání zákazníků.
Poměr ceny a výkonu produktů z rodiny EASY800 přesvědčuje o tom, že jde o reálnou alternativu k tradičním řešením automatizace. Tyto produkty mohou v řízení malých a středních konstrukčních skupin, vyskytujících se např. právě na jeřábech, nahradit systémy založené na klasických programovatelných automatech. EASY800 s Easy-NET a MFD-Titan splní v podstatě jakékoliv požadavky, které se v této úloze mohou vyskytnout, a poskytují dostatečný potenciál i pro budoucí aplikace.
(Moeller Elektrotechnika, s. r. o.)
KSR Kranservice Rheinberg GmbH
Společnost KSR Kranservice Rheinberg GmbH (dále jen KSR) zaměstnává 130 lidí. Je plně vlastněna firmou Demag Cranes & Components GmbH, se sídlem taktéž v Rheinbergu v dolním Porýní. KSR má jedenáct filiálek v Německu a kromě toho i zahraniční zastoupení v mnoha zemích, buď samostatně, nebo prostřednictvím mateřské firmy.
Řídicí relé Easy800
Řídicí relé Easy800 je malý programovatelný automat s dvanácti vstupy a šesti reléovými nebo osmi tranzistorovými výstupy. Ve stejnosměrných variantách jsou k dispozici ještě čtyři analogové vstupy a jeden výstup. Programuje se pomocí kontaktních schémat. Program může mít až 256 linií, přičemž je možné na jednu linii (tzv. proudovou dráhu) zařadit do série až čtyři kontakty a zakončit ji tzv. cívkou. Na podsvíceném LCD lze zobrazovat 32 různých hlášení (po 64 znacích), dále požadované i aktuální hodnoty, datum a čas. Pro tvorbu a editaci programů lze využít ovládací tlačítka umístěná vedle displeje.
Blíže viz [Gloc, S.: Nová řada řídicích relé – EASY800. Automa, 2002, roč. 8, č. 8-9, str. 52.].
MFD-Titan
Multifunkční displej MFD-Titan podporuje všechny funkce Easy800. Má grafický podsvícený LCD. Programy lze tvořit a editovat a parametry zadávat pomocí tlačítek na přístroji nebo externě po síti. MFD-Titan ale není jen displej. Umí zpracovat mj. také rychle se měnící signály, měřit frekvenci nebo zpracovávat signály z inkrementálních snímačů polohy. Lze využít PID regulátor a funkční bloky pro transformaci měřítka signálu, vyhlazovací filtr, pulsně šířkovou modulaci signálu atd. Má široké možnosti komunikace a lze jej snadno spojit s produkty řady Easy800 do distribuovaného řídicího systému.
Blíže viz [Gloc, S.: Multifunkční displej MFD-Titan. Automa, 2003, roč. 9, č. 6, str. 39.].
Další informace lze získat na webových adresách www.moeller-cz.com a www.easy-mfd.cz
O firmě Moeller
Firma Moeller zaměstnává v 350 technicko-obchodních kancelářích a v 32 výrobních závodech v celém světě 11 650 lidí. Výrobky Moeller pro průmyslovou automatizaci, automatizaci budov a rozvod elektrické energie jsou dodávány do více než 80 zemí. Přímé obchodní zastoupení má firma ve více než 40 zemích světa.
Společnost byla založena Franzem Kloecknerem v roce 1899. Ten si za svého nejbližšího spolupracovníka vybral inženýra Heina Moellera, a v roce 1940 proto dostala firma jméno Kloeckner-Moeller. V devadesátých letech 20. století pokračovala firma Kloeckner-Moeller v rozšiřování sortimentu nejen vlastním technickým rozvojem, ale také několika akvizicemi, z nichž nejvýznamnější bylo převzetí firmy Felten & Guilleaume AG. Následně byla firma Kloeckner-Moeller v roce 1999 přejmenována na Moeller. V současné době je firma rozdělena do tří divizí: Systems, Building Automation a Industrial Automation.
Koncem roku 2003 se uskutečnila akvizice firmy Moeller investiční společností Advent International. Nový vlastník pokládá firmu Moeller za společnost s velkým potenciálem rozvoje. Spolu s managementem firmy bude pokračovat v již započatém procesu optimalizace podnikatelských procesů a zlepšování efektivity firmy s cílem zvyšovat její podíl na trhu v oborech a regionech, které jsou pro firmu klíčové.
Na český trh společnost Moeller vstoupila v roce 1993 jako součást koncernu Felten & Guilleaume. Po dokončení integrace do nových koncernových struktur byla v roce 2001 společnost přejmenována na Moeller Elektrotechnika, s. r. o. Firma má dvě obchodní kanceláře: jednu v Praze a druhou v Ústí nad Orlicí.
Významnou součástí společnosti je i výrobní závod v Suchdole nad Lužnicí, kde se vyrábějí malé domovní jističe, spínací přístroje a domovní rozvodnice pro celý koncern. Na vybudování závodu bylo firmou doposud proinvestováno více než 400 miliónů korun.
V současnosti společnost obchoduje s partnery nejen v České republice a Slovenské republice, ale díky pověření koncernu je zodpovědná ještě za oblast bývalého Sovětského Svazu, Jugoslávie a Bulharska.
(ed)
|