Սիեմենս SINAMICS շարժիչներ. Թվային արդյունաբերության համար էներգախնայողության և շահագործման անվտանգության բարձրացում

Այսօրվա արագ զարգացող արդյունաբերական լանդշաֆտում արտադրողները ավելի ու ավելի շատ ճնշման տակ են գտնվում՝ բարձրացնելու արտադրողականությունը, նվազեցնելու էներգասպառումը և բարելավելու շահագործման անվտանգությունը: Այս համատեքստում Siemens SINAMICS շարժիչ համակարգերը դարձել են համալիր լուծումների հավաքածու, որոնք նախատեսված են մեկնարկելու ինտելեկտուալ, արդյունավետ և կայուն ավտոմատացման ուղղությամբ: Ընդգրկելով առաջադեմ ուժային էլեկտրոնիկա, մոդուլային ինժեներական լուծումներ և թվային ինտեգրման հնարավորություններ՝ SINAMICS փոփոխական հաճախականության շարժիչները ապահովում են բարձր կատարողականությամբ շարժման կառավարում արդյունաբերական բազմաթիվ կիրառումներում:

Մեկ նպատակի համար չօգտագործվելու փոխարեն, SINAMICS նախատեսված է որպես միասնական շարժման հարթակ, որը կարող է բավարարել տարբեր պահանջներ՝ սկսած պարզ արագության կառավարումից մինչև բարդ բազմաառանցք շարժման համակարգեր: Ապրանքային շարքը ներառում է ցածրլարումային շարժիչներ, սերվոհամակարգեր, միշտ հոսանքի փոխակերպիչներ և ավելի ցածր լարման մեխատրոնիկ լուծումներ, որոնք ապահովում են համատեղելիություն գրեթե բոլոր արդյունաբերական միջավայրերի հետ: Այս ճկունությունը թույլ է տալիս ինժեներներին ստանդարտացնել շարժման տեխնոլոգիան՝ միաժամանակ բավարարելով կիրառման հատուկ կատարողականության պահանջները:

Ժամանակակից արդյունաբերության համար էներգախնայող շարժման համակարգեր

Էկոլոգիական համատեղելիությունը և ռեսուրսների պահպանումը ներկայումս համարվում են ժամանակակից գործարանային ինժեներական աշխատանքների կարևորագույն չափանիշներ: SINAMICS-ի փոփոխական արագության ճարտարապետությունը մշակված է մասնավորապես թերմոդինամիկական և էլեկտրական էֆեկտիվության ցուցանիշները մաքսիմալացնելու համար՝ առանց դինամիկ կատարման որակի վրա բացասաբար ազդելու: Օգտագործելով վերջին սերնդի փակ կառավարման պարադիգմներ և բարձր օպտիմալացված կիսահաղորդչային տոպոլոգիաներ, այս էլեկտրոնային արագության կառավարիչները կտրուկ նվազեցնում են ներքին անջատման և հաղորդման կորուստները, ինչը հնարավորություն է տալիս ձեռնարկությունների ղեկավարներին կրճատել շահագործման ծախսերը և նվազեցնել կազմակերպությունների ածխածնի հետքը:

Այս բազմադեմ ուժային էլեկտրոնիկայի հարթակը ծառայում է որպես հաջորդ սերնդի արտադրական աշխատանքային գործընթացների հիմնական շարժիչ: Դա ներառում է հեղուկ-դինամիկ պոմպավորման ցանցեր, ավտոմատացված HVAC օդափոխման կարգավորումներ, անընդհատ գործող նյութերի տրանսպորտավորման գծեր, բարձրարագ մեքենայացման կենտրոններ և բարդ բազմամակարդակ գործընթացների ավտոմատացման համակարգեր: Արդյունաբերական կառուցվածքը արդյունավետ լինի փոփոխական հեղուկի անցումային ծավալի, համաժամանակյան մեծ ծավալի նյութերի մշակման, որոշակի միկրոդիրքավորման կամ ինտենսիվ բարձր արտադրողականությամբ մշակման պահանջի դեպքում՝ SINAMICS կառավարիչները կիրառում են բարձրաստիճան հարմարվողական հոսքի օպտիմալացման և վեկտորային կառավարման տոպոլոգիաներ, որոնք հարմարեցված են կոնկրետ շահագործման խնդիրների վերացման համար:

Իրականացնելով լարման-հաճախականության վեկտորների և առանցքի պտտման մոմենտի իրական ժամանակում կատարվող ճշգրիտ ճշգրտում՝ համաձայն առանցքի ակնթարտ բեռնվածության, շարժիչավորման ենթակառուցվածքը երաշխավորում է, որ էլեկտրական էներգիայի սպառումը սահմանափակվում է միայն ակտիվ մեխանիկական աշխատանքի ծավալներով: Այս ինտելեկտուալ բեռնվածության համապատասխանեցման կարգավորումը ոչ միայն օպտիմալացնում է համակարգային հզորության գործակիցը, այլև զգալիորեն թուլացնում է մեխանիկական շարժաբերային համակարգերի վրա ազդող անցողիկ պտտման լարվածությունը, ինչը նշանակալիորեն մեծացնում է օժանդակ պտտվող սարքավորումների վարակազերծման միջև միջին ժամանակը (MTBF):

Մեծ տարբերակային կիրառումների համար լիարժեք շարժիչավորման ապահովման հավաքածու

Համակարգի վերջնական մրցակցային տարբերակումը SINAMICS էկոհամակարգում գտնվում է նրա լայն մասշտաբավորելի, տարածված սարքային մատրիցում: Յուրաքանչյուր առանձին արտադրանքի ենթադասը օպտիմալացված է բավարարելու համար հստակ ֆիզիկական շահագործման սահմանափակումները՝ միաժամանակ պահպանելով ստանդարտացված, համախումբ ավտոմատացման շրջանակում սարքային մակարդակում և պրոտոկոլային մակարդակում բացարձակ փոխազդեցություն:

Ցածր լարման շարժիչավորումներ (0,12 կՎտ–ից մինչև 6600 կՎտ)

Ժամանակակից ծանր արդյունաբերության հիմնարար աշխատանքային մեքենաներ հանդիսանալով՝ այս հաճախականության փոխակերպիչները կարգավորում են բոլոր գործընթացները՝ սկսած հիմնարար բաց ցիկլի ծավալային արագության ճշգրտման մինչև բարձր կատարողականությամբ փակ ցիկլի գործընթացների կառավարում։ Դրանք լայն կիրառում են գտել ամբողջ աշխարհում գտնվող քաղաքային ջրամատակարարման կայաններում, հում նյութերի հանման օբյեկտներում, երկրի մակերևույթի տակ տեղի ունեցող արդյունահանման աշխատանքներում և մեծ մասշտաբի առևտրային կլիմայական վերահսկման համակարգերում։ Այս սարքերի ներդրված համատեղելիությունը արդյունաբերական դասի դաշտային ցանցերի հետ հնարավորություն է տալիս արագ ինժեներական կարգավորում կատարել և կենտրոնացված ՍԿԱԴԱ (SCADA) հեռատեղեկատվության հավաքագրում իրականացնել։ Այս արտադրանքի ընտանիքի մեծ մասշտաբային ընդարձակման հնարավորությունը երաշխավորում է նրանց համարժեք արդյունավետություն ինչպես առանձին միկրոմեքենաներում, այնպես էլ միմյանց կապված մեգավատտերի մասշտաբով մշակման կայաններում։

Սերվո շարժիչների համակարգեր (0,1 կՎտ–ից մինչև 7 կՎտ)

Բարդ կինեմատիկայի համար, որը պահանջում է բացառիկ դինամիկ արձագանքման արագություն և ճշգրտված անկյունային ճշգրտություն, SINAMICS սերվո կառավարիչները ապահովում են գերազանց որոշակի շարժման պրոֆիլներ: Այս ճշգրտության սարքերը համընդհանուր կիրառում ունեն առաջատար ռոբոտային մանիպուլյացիայում, բարձրարագ փաթեթավորման սարքավորումներում, արդյունաբերական տպագրական մեքենաներում և սեմիկոնդուկտորային լիթոգրաֆիայի միկրոնից փոքր միջավայրերում: Ստորաբաժնը ներքին կերպով աջակցում է ինչպես մեկուսացված միաառանցք պրոֆիլներին, այնպես էլ բարդ բազմաառանցք ինտերպոլյացված կոնֆիգուրացիաներին՝ երաշխավորելով համաժամանակյան շարժման տրայեկտորիաներ և բացառիկ դիրքային կրկնելիություն: Արագացված օղակային թարմացման ցիկլերը՝ զուգակցված առաջադեմ դիտորդ-հիմնված հետադարձ կապի ալգորիթմների հետ, երաշխավորում են անփոփոխ կատարում նույնիսկ այն դեպքում, երբ առկա են բավականին անկանոն արագության խանգարումներ:

Մեկուսացված հոսանքի փոխարկիչների լուծումներ

SINAMICS Միափուլ հոսանքի կառավարիչները մշակված են արդյունաբերական ճյուղերի համար, որոնք օգտագործում են ավանդական միափուլ հոսանքի շարժիչներ: Դրանք ապահովում են բացառիկ էլեկտրական կայունություն և հուսալի հոսանքի կոմուտացիա, ինչպես նաև բարձր արտադրամասի առկայություն և ֆիզիկական կայունություն՝ ցանցի լարման տատանումների դեմ: Այս հոսանքի փոխակերպիչները ներառում են ներքին ախտորոշման տրամաբանություն, որը պարզեցնում է ամենօրյա արտադրամասի կառավարումը և բարելավում է սխալների ինքնատեղորոշման հնարավորությունները: Դրանց անմիջական համատեղելիությունը ավանդական միափուլ հոսանքի շարժիչների հետ տնտեսապես օպտիմալ ճանապարհ է բացում արդեն գոյություն ունեցող արտադրամասերի ժամանակակից արդյունավետացման և սարքավորումների ծառայության ժամանակի երկարաձգման նախաձեռնությունների համար:

Ավելի ցածր լարման մեխատրոնիկ համակարգեր

Արդյունաբերության 4.0-ի ճարտարապետության ստրատեգիական համատեքստում եզրային հաշվարկների վրա հիմնված տվյալների մշակումը և տարածված կառավարման տոպոլոգիաները դարձել են առաջնային: SINAMICS-ի լրացուցիչ ցածր լարման միկրոշարժիչները ակտիվորեն աջակցում են այս տեխնոլոգիական վեկտորներին՝ ապահովելով արտասովոր կոմպակտ, ֆիզիկապես ինտեգրված շարժման լուծումներ տարածված մեքենայական ճարտարապետությունների համար: Այս ցածր լարման լուծումները հիմնականում օգտագործվում են մոդուլային հավաքման համակարգերում, ինքնավար ներքին տրանսպորտային մեքենաներում (AGV-ներ), ինչպես նաև ճկուն հետազոտական գործարաններում, որտեղ ֆիզիկական տարածքի սահմանափակումները, արագ տեղադրումը և տարածված ճկունությունը մնում են առաջնային:

Արդյունաբերական կիրառություններում նորարարությունների խթանում

SINAMICS հաճախականության փոխարկիչները հանդիսանում են գործընթացների նորարարության հիմնարար տեխնոլոգիական մղուման միջոց բազմաթիվ ուղղահայաց արդյունաբերություններում: Ջրային պոմպավորման և աերոդինամիկ օդափոխման ցանցերում դրանք բացարձակ ճշգրտությամբ կարգավորում են ծավալային հոսքը՝ վերացնելով մեխանիկական կարգավորման ժամանակ բնորոշ սեղմման կափարիչների մեծ կորուստները: Անընդհատ տրանսպորտյորների և ավտոմատացված պահեստային տեսակավորման համակարգերում դրանք երաշխավորում են արտասովոր հարթ արագացման ռամպեր և միկրո-սինքրոնացված արագության համապատասխանեցում: Արտադրության և մեքենայացված մշակման ոլորտներում դրանց բարձր լայնությամբ հաճախականության ունակությունն ապահովում է վերջնական մակերևույթի բարձր որակ, միաժամանակ նվազեցնելով գործիքների մաշվածությունը և հում նյութերի մերժման մակարդակը:

Այլ կերպ ասած, այս շարժման տեխնոլոգիան խորը ներդրված է առաջատար արտադրական ոլորտներում, որտեղ բացառիկ կրկնելիությունն ու նվազագույն թույլատրելի շեղումները կարևորագույն են: Բարձրաստիճան ավտոմատացված ավտոմեքենաների մարմնի արտադրամասերից մինչև ուլտրահիգիենիկ սննդի և խմիչքների փաթեթավորման արտադրամասեր՝ այս շարժիչային միավորները ապահովում են բավականին կանխատեսելի և անփոփոխ ելքային պրոֆիլներ ծանր և անընդհատ շաբաթօրյա ջերմային լարվածության պայմաններում:

Ինտեգրված թվային ախտորոշման համակարգերի և լիարժեք հեռատեղատվության տվյալների հավաքման միավորման շնորհիվ SINAMICS-ի տեղադրումները նաև կազմում են պրոակտիվ կանխատեսող սպասարկման աշխատակարգերի կառուցվածքային հիմքը: Բարձրամետրաժ իրական ժամանակում տվյալների ընդունումը հնարավորություն է տալիս արտադրամասի ինժեներներին վաղաժամկեն հայտնաբերել միկրոսկոպիկ ջերմային կամ հոսանքային անոմալիաներ, ինչը կտրուկ նվազեցնում է կատաստրոֆիկ ակտիվների անսպասելի վնասվելու ռիսկերը և խուսափում է թանկարժեք անպլանավորված արտադրական դադարներից:

Ինչու ընտրել SINAMICS հիմնարար առավելություններ

SINAMICS ընտանիքի համաշխարհային ճարտարագիտական ընդունման հիմքը հանդիսանում են մի շարք հիմնարար ճարտարապետական սկզբունքներ, որոնք այն առանձնացնում են որպես առավել բազմակի և հավաստի լուծում ժամանակակից արդյունաբերական համակարգերում:

Համակարգի ինտեգրում և ճկունություն. Նատիվ համատեղելիություն հետերոգեն ավտոմատացման միջավայրերի հետ, որը թույլ է տալիս ստեղծել հարմարեցված շարժիչավարույթներ՝ մոդուլային կերպով միացնելով անկախ հզորության մոդուլներ, մշակման կառավարման միավորներ և մարդ-մեքենա օպերատորական վահանակներ:

Էքսպլուատացիոն ռիսկի նվազեցում. Իրականացվում են բազմաշերտ ներքին ախտորոշման համակարգեր, սարքային մակարդակում իրականացված ֆունկցիոնալ անվտանգության ռեժիմներ և հավաստի գերհոսանքի կանխարգելման շղթաներ՝ ապահովելու անընդհատ շահագործումը՝ նաև ծայրաստիճան ծանր վերին հոսանքային անոմալիաների դեպքում:

Մոդուլային ճարտարապետություն. Ֆրագմենտավորված բաղադրիչների տոպոլոգիան թույլ է տալիս արագ, անկախ սարքավորումների տաք փոխարինում և բաղադրիչների տեղադրման մեթոդով (drop-in) թարմացում՝ առանց ամբողջ գործարանի կոնֆիգուրացիայի թանկարժեք կամ ժամանակատար վերակառուցման:

Ընդլայնված մոնիտորինգ և կառավարում. Edge-մակարդակի հոսքային հեռատեղակայված չափումները ապահովում են իրական ժամանակում գործարկման ցուցանիշների բացարձակ տեսանելիություն՝ ներառյալ ջերմային գրադիենտները, ներքին DC-բասի լարման թավշային տատանումները և ակնթարթային հզորության օգտագործման ցուցանիշները:

IGBT-ի վրա հիմնված հզորության տեխնոլոգիա. Հիմնված առաջադեմ մեկուսացված դարպասի բիպոլյար տրանզիստորային կիսահաղորդչային ենթաշերտերի վրա, որոնք ապահովում են արտակարգ ցածր անցման էներգիայի կորուստ, նվազեցված հարմոնիկների առաջացում, գերազանց ջերմային рассеяние և մաքսիմալ ծավալային հզորության խտություն:

Թվային արտադրության ապագայի իրականացում

Քանի որ ժամանակակից արդյունաբերական ձեռնարկությունները ակտիվորեն իրականացնում են խորը թվային վերափոխումներ, SINAMICS շարժիչների տոպոլոգիաները հանդես են գալիս որպես միջնորդ միջազգային ցանցային կապի և edge-համակարգչային մշակման համար: Դրանց ներքին կարողությունը՝ համատեղելի լինել արդյունաբերական Ethernet ցանցերի հետ, հարստացնել մեծ տվյալների վերլուծության հարթակները և համատեղվել ինքնավար կիբերֆիզիկական ցանցերում, դրանց բարձրացնում է դասական շարժիչների կառավարիչներից շատ ավելի բարձր մակարդակի վրա:

Բարձր էֆեկտիվությամբ հզորության փոխակերպման, որոշակի ֆունկցիոնալ անվտանգության և ծրագրային սահմանված ամպային հեռատեղեկատվության համատեղմամբ այս շարժիչային համակարգերը թույլ են տալիս ժամանակակից գործարաններին հասնել աննախադեպ արտադրողականության ցուցանիշների՝ միաժամանակ կտրուկ նվազեցնելով էկոլոգիական հետքը: Դրանք արդեն գերազանցել են պարզ էլեկտրական շարժիչների կառավարիչների սահմանումը և ծառայում են որպես ամբողջությամբ միասնական և թվայնացված արդյունաբերական ձեռնարկության մեջ տվյալներ արտադրող հիմնարար եզրային հանգույցներ:

Եզրակացություն

Siemens SINAMICS շարժիչային տեխնոլոգիան ներկայացնում է ժամանակակից արդյունաբերական ավտոմատացման մասնագիտացված լուծում: Այն ընդգրկում է լայն ապրանքային շարք՝ ընդհամենը ցածր լարման շարժիչներ, սերվոհամակարգեր, մեկուսացված հոսանքի փոխակերպիչներ և արտացածր լարման լուծումներ, ապահովելով անհամեմատելի բազմազանություն բոլոր արդյունաբերություններում:

ՀՏՀ 1. Ի՞նչի համար են օգտագործվում SINAMICS շարժիչները:

SINAMICS շարժիչները օգտագործվում են արդյունաբերական ավտոմատացման մեջ՝ ջրամբարների, օդափոխիչների, տրանսպորտյորների, ռոբոտատեխնիկայի և մեքենայացման համար, ապահովելով ճշգրիտ շարժիչի արագության և շարժման կառավարում բազմաթիվ կիրառումներում:

ՀԱՃԱԽԱԴԵՊ ՏՐՎՈՂ ՀԱՐЦԵՐ 2. Ինչպե՞ս են SINAMICS շարժիչները բարելավում էներգախնայողությունը

Դրանք նվազեցնում են էներգասպառումը՝ օգտագործելով ինտելեկտուալ կառավարման ալգորիթմներ, որոնք հարմարեցնում են շարժիչի արագությունն ու մեխանիկական աշխատանքը՝ հիմնվելով իրական ժամանակում գործող բեռնվածության վրա:

ՀԱՃԱԽԱԴԵՊ ՏՐՎՈՂ ՀԱՐՑԵՐ 3. Ի՞նչ տեսակի SINAMICS շարժիչներ կան

Հիմնական տեսակներն են՝ ցածր լարման շարժիչները, սերվոշարժիչները, մեկուսացված հոսանքի փոխարկիչները և ավելի ցածր լարման համակարգերը՝ տարբեր արդյունաբերական պահանջների համար:

ՀԱՃԱԽԱԴԵՊ ՏՐՎՈՂ ՀԱՐՑԵՐ 4. Կարո՞ղ են SINAMICS շարժիչները ինտեգրվել գոյություն ունեցող համակարգերի հետ

Այո, դրանք օգտագործում են մոդուլային դիզայն, որը թույլ է տալիս հեշտ ինտեգրվել գոյություն ունեցող ավտոմատացման համակարգերի և արդյունաբերական կապի ցանցերի հետ:

ՀԱՃԱԽԱԴԵՊ ՏՐՎՈՂ ՀԱՐՑԵՐ 5. Ինչու՞ են SINAMICS շարժիչները հարմար Industry 4.0-ի համար

Դրանք աջակցում են թվային կապին, իրական ժամանակում վերահսկմանը և կանխատեսող սպասարկմանը, ինչը դրանք դարձնում է իդեալական իմաստուն արտադրության միջավայրերի համար:

Աղբյուրներ՝

https://www.siemens.com/en-us/products/sinamics/g120/

(Եթե կա հեղինակային իրավունքի խախտում, խնդրում ենք կապվել ինձ հետ՝ այս հոդվածը հեռացնելու համար։)