Gedreven door Siemens technologie
De Linear Motion Control opstelling gebouwd op Campus De Nayer bestaat uit een lineaire motor HIWIN LMS 17, aangestuurd door een Siemens Sinamics S120 drive met als control unit de CU310-2PN. Als PLC en HMI werd een Siemens Simatic ET 200SP Open controller type Simatic CPU 1515SP PC2F gekozen. Deze laatste is gebaseerd op een industrieel PC platform, waardoor hij naast de conventionele PLC, safety functies en HMI, eveneens gecompileerde code van bijvoorbeeld MATLAB-Simulink in real time kan uitvoeren.
Dr.ir. Michel Van Dessel: “Op die manier kunnen we gevorderde regeltechniek op basis van full-state feedback modeling toepassen op de positieregeling van de slede en de gemonteerde pendelstaaf. Die kan gebruikt worden om de stabilisatie van de slingerbeweging van een kraan te modelleren en een geïnverteerde pendelstaaf te controleren.”
Voor de basisfunctionaliteit motion control van de slede – zonder rekening te houden met het gedrag van de pendelstaaf – maakt de door KU Leuven Campus De Nayer gebouwde opstelling gebruik van Technologie Objecten in TIA Portal. De Safety Integrated-functionaliteiten in zowel de controller als de drive staan in voor de veiligheid van de opstelling en zijn gebruiker en zijn geconfigureerd in TIA Portal.
Engineering experience: Excellence in Drive commissioning
Met afzonderlijke componenten creëer je echter nog geen werkende laboratorium-opstelling. Daarom gaf projectleider dr.ir. Michel Van Dessel in 2019 aan één van zijn thesisstudenten de opdracht om een volledig mechanisch en elektrisch ontwerp te maken voor de opstelling, én dat ook uit te voeren. Deze student schreef ook een eerste versie van het PLC-programma voor de besturing van de opstelling inclusief functional safety en HMI. Het daaropvolgende academiejaar vormde de projectleider een team met een studente voor de systeemintegratie van alle componenten, de commissioning van de drive en inbedrijfname van de opstelling inclusief testen.
“Een belangrijke uitdaging tijdens de ingebruikname van de opstelling was het bepalen van de forcerpositie bij de opstart van de Sinamics S120 drive door middel van de ‘pole position identification routine’. Wanneer dit proces niet correct en optimaal verloopt, wordt het onmogelijk om de bewegingen van de forcer (nauwkeurig) te controleren. Na heel wat experimenteel werk zijn we er uiteindelijk in geslaagd om de initialisatieprocedure met de correcte instellingen uit te voeren. Dit wordt momenteel geïntegreerd in het PLC-programma.
Dat de drive van Siemens is, maar de lineaire motor en positiesensor niet, zorgde voor een bijkomende uitdaging en complexiteit bij de inbedrijfname, de zogenaamde ‘drive commissioning’. Dankzij de volledige en praktische documentatie beschikbaar op Siemens Industry Support (engineering manuals) konden we dit probleem zelfstandig oplossen. Hierbij steunden we op de opgedane ervaring in andere projecten met Siemens aandrijvingen, onder andere dat van de synchrone PM alternator voor kleine windturbines, die bestuurd wordt door een Simovert Masterdrives Motion Control converter en via een Active Front End module aan het net gekoppeld is. Ook dit is een project uitgevoerd op Campus De Nayer.”
Ontdek de industriële automatiseringsoplossingen van Siemens
Meer weten over het project “KU Leuven Campus De Nayer bouwt laboratorium voor Advanced motion control ”?
Perfect gecoördineerde aandrijf- en motion technologieën:
https://new.siemens.com/be/nl/products/aandrijftechnologieen.html
Sinamics S120:
https://new.siemens.com/global/en/products/drives/sinamics/low-voltage-converters/servo-converter/sinamics-s120.html
Sinamics S120 commissioning: bekijk de video op YouTube
Sinamics Startdrive:
Contact
Contacteer industrie.be@siemens.com voor een vrijblijvend gesprek over de mogelijkheden voor uw bedrijf of voor meer informatie.