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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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