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La technologie actuelle des servo-entraînements permet une amélioration des performances des machines de demain

La technologie actuelle des servo-entraînements permet une amélioration des performances pour les machines de demain - Parker France

Les constructeurs de machines font face à des exigences en constante augmentation. En effet, les machines se doivent d'être flexibles pour s’adapter aux différents processus de production et ne pas causer de temps d’arrêt lors des différents changements de production. De même, les machines doivent garantir une hausse des cadences afin d'augmenter la productivité. Une autre exigence est la compacité des systèmes pour réduire l’encombrement. En outre, la pression sur les coûts est de plus en plus grande et les temps de mise sur le marché de plus en plus courts.

L’amélioration de ces performances augmente le niveau d'automatisation des machines et fait  jouer un rôle de plus en plus important aux servo-entraînements. Ceux-ci permettent une grande dynamique, une synchronisation multiaxes et un positionnement précis. Dans le même temps, avec le nombre croissant de servo-variateurs, la taille de l‘armoire électrique et le coût du câblage risquent d’augmenter également.

La nouvelle solution de servocommande de Parker Hannifin a été développée en tenant compte de cette complexité croissante. Les éléments clés de cette solution sont la famille de servo-contrôleur PSD et le contrôleur de mouvement PAC.

Servo-variateur PSD

Les variateurs sont disponibles en deux versions : PSD-S et PSD-M. Le PSD-S est une version autonome, qui peut être connecté directement à l’alimentation 230 VAC. Extrêmement compact, mesurant 50 mm de large et disponible avec un courant de sortie nominal jusqu'à 5A,  le PSD-S est la solution d'entraînement idéale pour les petites machines ou moteurs auxiliaires.

Le PSD-M est un système d'asservissement multiaxes, dans lequel une alimentation commune 400 VAC procure l'alimentation des modules d'axe. La connexion de ces axes avec le module de puissance est réalisée facilement via un bus courant continu et des barres de liaison. Cela permet de minimiser le nombre d’éléments additionnels tels que les fusibles, les filtres ou les résistances de freinage. Comme tous les variateurs sont couplés via un bus DC commun, une répartition optimale de l'énergie est possible. Les variateurs fonctionnant en mode générateur (freinage) peuvent fournir de l’énergie aux autres variateurs. La résistance de freinage du module d’alimentation est ainsi considérablement réduite voire même complètement éliminée. Les modules d'axe sont disponibles avec des courants nominaux de sortie jusqu'à 30 A et couvrent ainsi une large gamme d'applications.

Le système servo le plus compact disponible sur le marché.

Une autre particularité du système servo multiaxes PSD-M est le fait que chaque module d'axe empilable peut contrôler jusqu'à 3 servomoteurs. Les modules d'axe ainsi que le module d'alimentation ne mesurent que 50 mm de large. Avec une largeur totale de 250 mm pour piloter jusqu’à 12 servomoteurs, la solution Parker est le système d'entraînement le plus compact disponible sur le marché  permettant la réduction de la taille des armoires et l'encombrement de la machine.

La communication avec le PSD est basée sur le standard Ethernet ouvert qui possède, en plus de l'interface Ethernet TCP/IP, une interface Ethernet  temps réel pour la synchronisation des axes. Ainsi, les protocoles EtherCAT, Profinet et Ethernet / IP sont disponibles.

Les ingénieurs de Parker ont accordé beaucoup d'importance à la simplicité de câblage et de fonctionnement et  à la maintenance.

Les variateurs supportent les servomoteurs Parker SME avec leur technologie câble unique. Ces moteurs comprennent une mesure de position numérique absolue sans interférence qui est entièrement intégrée dans le câble d'alimentation du moteur. Cela permet de réduire les coûts des matériaux et d'installation des nouvelles machines ce qui est particulièrement vrai pour les systèmes incluant de nombreux axes, dans les systèmes de portiques par exemple.

De plus, les moteurs possèdent également une plaque signalétique électronique, permettant un paramétrage facile et rapide « plug & play ».

Le remplacement du servo variateur  PSD est un "jeu d'enfant" grâce à l’utilisation d’une carte SD. La carte mémoire comprend le paramétrage complet et le firmware du variateur. Si un variateur est modifié sur la machine, seule la carte SD doit être insérée dans le nouveau variateur, évitant ainsi le paramétrage souvent coûteux du nouveau dispositif en utilisant un logiciel sur PC, aujourd’hui l'échange peut se faire en quelques minutes.


"Le nouveau contrôleur de servomoteur PSD offre un concept sophistiqué et un design ultra-compact. Avec le contrôleur de mouvement PAC, Parker a créé une boîte à outils qui permet la construction d'équipements compacts, rapides et sûrs et qui répond également aux besoins futurs."     
Frank Durban  - Parker Hannifin, Responsable Marketing produit pour les produits d’entraînements et l’électromécanique


Contrôleur de mouvement PAC

Les servo-variateurs PSD sont complétés par la nouvelle plate-forme de commande PAC. Elle combine la logique de l’automate, le contrôle de mouvement et la visualisation en un seul produit. Un processeur dual-core de 1,6 GHz garantit une haute performance.  Malgré la puissance d'horloge élevée, le système n’utilise ni ventilateur ni aucune autre pièce mobile, le rendant ainsi particulièrement robuste. Toutes les données programme sont stockées sur une carte SD amovible sur le PAC comme sur le PSD. Le contrôleur PAC se programme selon la norme IEC 61131-3 par l'intermédiaire d'un environnement de développement basé sur CoDeSys. Il possède en plus des langages de programmation graphique tels que les blocs fonctions et la programmation Ladder, offrant un paramétrage de haut niveau.

Le système utilise EtherCAT en standard, cette norme de communication basée sur Ethernet permet une synchronisation très précise des servo variateurs PSD qui peut être réalisée en une milliseconde ou moins selon le nombre d’axes et les temps de cycle.

De même, le bus de fond de panier pour les modules d'E/S connectables est basé sur EtherCAT. Cela garantit des temps de réaction rapide. Les modules d'E/S robustes et compacts peuvent traiter jusqu'à 32 signaux E/S et possèdent des borniers amovibles. Cela simplifie l'installation et réduit les sources d'erreurs lors du remplacement de modules défectueux.

Deux interfaces Ethernet standards indépendantes permettent l'accès via TCP/IP. On peut donc échanger des fichiers de recettes, par exemple via le protocole OPC avec un ordinateur hôte ou via FTP.
Pour se connecter à des réseaux de contrôle de niveau supérieur, d'autres interfaces de communication tels que Profibus, Profinet et Ethernet / IP sont disponibles en 

 

La standardisation facilite le développement

Toutes les fonctions de mouvement d’axe tels que le positionnement point à point ou came électronique sont réalisées via des blocs fonctionnels selon la norme PLC open. Interpolation de mouvements ou contrôle de la cinématique robots parallèle et série par le biais de programmation graphique ou G-code sont également possibles. Cette mise en œuvre cohérente des standards industriels pour la programmation des entraînements servo permet aux constructeurs de machines une familiarisation et une manipulation rapide et garantit également la réutilisation à long terme des programmes.

Comme le PAC comprend également une visualisation intégrée, les interfaces utilisateurs sont extrêmement faciles à développer. Par l’intermédiaire de la visualisation, toutes les variables du programme de contrôle peuvent être consultées sans configuration supplémentaire. Un serveur web intégré permet également un accès à distance à la machine ce qui permet de simplifier le diagnostic. On peut réaliser également à l’aide d’un smartphone ou d’une tablette, par l'intermédiaire du serveur web, une opération sur la machine ou effectuer un diagnostic.

Conclusion 

En résumé, on peut dire que le nouveau package de servocommande Parker aide les constructeurs de machines à réduire la complexité de l'automatisation de leurs machines. De plus, il représente un outil qui permet d'augmenter le rendement et la compacité et permet de construire des machines qui sauront aussi répondre aux besoins futurs.

 

La technologie actuelle des servo-entraînements permet une amélioration des performances pour les machines de demain - Frank Durban - Parker Hannifin Electromechanical Division EuropeFrank Durban  - Parker Hannifin Responsable Marketing produit pour  les produits d’entraînements et l’électromécanique, Parker Hannifin - Electromechanical Division Europe    

 

 

 

 

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