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Intel­li­gente Kompakt­an­triebe mit CAN-Bus-Schnitt­stelle

Anwender im Maschinen- und Anla­genbau sind auf der Suche nach kompakten und leis­tungs­fä­higen Antriebs­sys­temen, die über markt­üb­liche Bus-Schnitt­stellen mit über­ge­ord­neten Steue­rungen kommu­ni­zieren. Ein kompakter bürs­ten­loser Gleich­strom­motor mit inte­griertem Elek­tronik­modul und CANopen-Schnitt­stelle bietet jetzt eine praxis­taug­liche Lösung.


Gerade wenn es um die Koor­di­na­tion zahl­rei­cher kleiner Antriebe in einer Anlage geht, ist die übliche Tren­nung in Servo­motor und Frequenz­um­richter weder platz- noch kosten­spa­rend. Daher hat ebm-papst die ECI-Baureihe dyna­mi­scher, indus­trie­taug­li­cher BLDC-Innen­läu­feran­triebe um das vernetz­bare Modell ECI 63.xx K5 erwei­tert (Bild 1).

ECI63-BLDC Innenläufer­motor

Bild 1: Der ECI63-BLDC Innenläufer­motor mit inte­griertem Elektronik­modul bietet eine standar­d­isierte CANopen-Schnitt­stelle.

Mit Vari­anten von 180 bis 370 W deckt der kompakte Antrieb eine große Einsatz­band­breite ab. Im Vergleich zu AC-Norm­mo­toren mit Frequenz­um­rich­tern über­zeugt er mit einem besseren Wirkungs­grad sowie einer höheren Leis­tungs­dichte. Das inte­grierte Elek­tronik­modul bietet dabei zahl­reiche feste und frei program­mier­bare Funk­tionen. Es entlastet so nicht nur die über­ge­ord­nete Steue­rung, sondern kann diese in manchen Fällen sogar ersetzen. Konstruk­ti­ons­auf­wand, Montage- und Lager­hal­tungs­kosten sinken.

Intel­li­genter Antrieb über­nimmt Steue­rungs­auf­gaben

Als inte­grierte Intel­li­genz wurde das Elek­tronik­modul K5 direkt in den Antrieb einge­baut. Dadurch ist dieser ähnlich einer SPS frei program­mierbar. Er lässt sich über die inte­grierten I/Os daher nahezu beliebig ansteuern; externe Fahr­be­fehle über den Busan­schluss entfallen. Zudem kann der Antrieb auch als CAN-Master einge­setzt werden. So lassen sich bei weniger komplexen Appli­ka­tionen Netz­werke aufbauen, die als Stand-alone-Appli­ka­tion ohne über­ge­ord­nete SPS arbeiten. Das redu­ziert die Kosten deut­lich (Bild 2). Zudem wurde stan­dard­mäßig ein Geber­system inte­griert, das die Stel­lung der Abtriebs­welle auf 12 Bit auflöst. Damit wird eine hohe Posi­tio­nier­ge­nau­ig­keit erreicht. Auch lang­same Dreh­zahlen und Still­stand lassen sich sauber regeln, sodass ein sehr großer Dreh­zahl­be­reich nutzbar ist.

Der Antrieb unter­stützt Kommu­ni­ka­tions- und Bewe­gungs­pro­file nach IEC 61800-7 (DS402), kann also in Posi­tio­nier-, Dreh­zahl- oder Strom- bzw. Momen­ten­re­ge­lung betrieben werden. Auch die inter­po­lierte Posi­tio­nie­rung bei zykli­scher Soll­wert­vor­gabe ist möglich. Eine Refe­ren­zie­rung der Antriebs­po­si­tion ist sowohl über die normierten Homing-Methoden als auch über eine Sanft­fahrt auf mecha­ni­schen Anschlag (Blockade) möglich.

ebm-papst hat die ECI-Baureihe dyna­mi­scher, indus­trie­taug­li­cher BLDC-Innen­läu­feran­triebe um das vernetz­bare Modell ECI 63.xx K5 erwei­tert. Als inte­grierte Intel­li­genz wurde das Elektronik­modul K5 direkt in den Antrieb einge­baut.

Kommu­ni­ka­tion über CANopen

Zwar werden in vielen Appli­ka­tionen heute Ethernet-­basierte Bus-Systeme gefor­dert, sobald jedoch die Anzahl der Knoten in einer Anlage steigt, ist der bewährte CANopen-Bus nach wie vor sehr beliebt. Dies liegt daran, dass Systeme mit CANopen im Hinblick auf Hard­ware und Imple­men­tie­rung deut­liche Kosten­vor­teile bieten. Zudem ist die Perfor­mance des CANopen für viele Indus­trie­ap­pli­ka­tionen ideal, es wird kein teurer Kommu­ni­ka­ti­ons­bal­last mitge­kauft. Das K5-Elek­tronik­modul stellt daher direkt am Antrieb eine stan­dar­di­sierte CANopen-Schnitt­stelle für die Kommu­ni­ka­tion zur Verfü­gung, über die die Antriebe sowohl mitein­ander als auch mit einer über­ge­ord­neten SPS kommu­ni­zieren können.

Einfache Konfi­gu­ra­tion

Mit der komfor­ta­blen und kosten­losen Inbe­trieb­nahme- und Para­me­trier­soft­ware epTools ist die Konfi­gu­ra­tion komfor­tabel von einem PC aus direkt über CANopen möglich. Die wich­tigsten Para­meter werden über­sicht­lich im Konfi­gu­ra­ti­ons­fenster visua­li­siert. Es lassen sich beliebig weitere Para­meter in der Ober­fläche hinzu­fügen und auf den Antrieb laden. Der komplette Para­me­ter­satz kann zusätz­lich auf einem PC gespei­chert werden. Über das Status­fenster sind die rele­vanten Mess­größen und Zustände des Antriebs visua­li­siert. Dadurch lassen sich Regler schnell opti­mieren und die Inbe­trieb­nahme verein­fa­chen. Ebenso kann der Anwender im Ansteue­rungs­fenster den Antrieb in unter­schied­li­chen Betriebs­modi betreiben und sowohl Regler­frei­gabe als auch Soll­werte direkt vorgeben (Bild 3). Auch digi­tale Ein- und Ausgänge kann er in diesem Fenster manuell einstellen. Anwendungsspezi­fische Programme für die inte­grierte Steue­rung lassen sich in einem weiteren Fenster des epTools einfach kompi­lieren und auf den Antrieb hoch­laden.

Die Doku­men­ta­tion der neuen Antriebs­lö­sungen mit tech­ni­schen Daten, Zeich­nungen und 3D-Modellen kann der Anwender im ebm-papst Online-Portal einsehen und bei Bedarf ausdru­cken bzw. herun­ter­laden. Hier kann er die ECI 63.xx K5 Antriebe auch online für verschie­dene Leistungs­klassen als Solo- und Getrie­be­motor konfi­gu­rieren. Alle Vorzugs­typen sind dann 48 Stunden nach Eingang der Bestel­lung versand­fertig.

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