11. August 2022

Einfach, präzise und leistungsoptimiert – Servoantrieb SINAMICS V90 von Siemens

Die Gründe, warum moderne Servotechnik sich so großer Beliebtheit erfreut, sind vielschichtig. Jedoch ist es vor allem die Energieeffizienz und die Leistungsfähigkeit dieser geregelten Servoantriebe, die den Unterschied machen.

Sie sind entscheidend für die Funktionalität und die Performance von Produktionsmaschinen, da sie sehr präzise Bewegungen auch mit hoher Dynamik ausführen können. Gleichzeitig unterstützen sie die Flexibilität der Maschinen, was insbesondere der Digitalisierung, der Produktion kleiner Losgrößen und individualisierten Endprodukten bei kurzer Umrüstzeit in die Hände spielt.

Die leistungsstarken Synchronmotoren SIMOTICS S-1FL6 arbeiten hoch dynamisch

Die permanentmangneterregten Synchronmotoren SIMOTICS S-1FL6 sind für den Betrieb ohne externe Kühlung ausgelegt, da die Wärme über die Motoroberfläche abgeleitet wird. Mit der Schutzart IP65 (einschließlich Steckverbinder) lassen sie sich hervorragend in industriellen Umgebungen einsetzen. Die Schnellverbindungsstecker machen die Montage der Motoren einfach und schnell.

Die Servomotoren SIMOTICS S-1FL6 200 V Low Inertia (geringer Trägheitsmoment) sind für erhöht dynamische Anwendungen ausgelegt. Mit einer Maximaldrehzahl von bis zu 5000 min-1 sind sie in den Achshöhen 20, 30, 40 und 50 erhältlich. Die 400 V High Inertia (hoher Trägheitsmoment) Ausführung ist gut für einfache dynamische Anwendungen geeignet und mit geringeren Maximaldrehzahlen von 2000 bis 4000 min-1 sind sie in den Achshöhen 45,65 und 90 erhältlich. Dank der unterschiedlichen Motorachshöhen und Flanschmaße können auch die Anforderungen des asiatischen Markts erfüllt werden. 

Das sind die wichtigsten Merkmale der Servomotoren SIMOTICS S-1FL6:

• hochleistungsstarkes Magnetmaterial
• robust mit Schutzart IP65 einschließlich der Steckverbinder (drehbare Stecker)
• hohe Dynamik und geringe Drehmomentwelligkeit
• hohe Bemessungsdrehzahl für bestimmte Ausführungen
• hohe Beschleunigung durch 300 % Überlastfähigkeit
• keine externe Kühlung erforderlich - Selbstkühlung
• maximale Flexibilität durch Ausführungen mit Inkrementalgeber/20-bit-Absolutwertgeber
• wahlweise mit/ohne Bremse und mit glatter Welle/Passfeder, Halbkeilwuchtung

Die Vorschubmotoren SIMOTICS S-1FL6 sind für den gemeinsamen Betrieb mit den Servoumrichtern SINAMICS V90 konzipiert und können zu einem leistungsstarken Antriebssystem mit hoher Funktionalität kombiniert werden.

Umfassende Funktionen sind bereits im Servoumrichter SINAMICS V90 integriert

Das Servoantriebssystem SINAMICS V90 lässt sich per Plug-and-Play schnell in Betrieb nehmen und bietet eine einfache Einbindung in ein SIMATIC-PLC-Steuersystem. Mit einer optimierten Servo-Performance und hoher Zuverlässigkeit arbeitet der Frequenzumrichter in Kombination mit der eigens für dieses Antriebssystem konzipierten Motorserie SIMOTICS S-1FL6.

Dabei sind bereits umfangreiche Funktionen integriert, die eine Reduzierung der Maschinenkosten ermöglichen. Hierzu zählen beispielsweise die Positionierung über Impulsfolgeeingang (PTI), USS/Modbus Anbindung, interne Positionierung (IPos) sowie die Regelung des Drehzahl- und des Drehmoments. Ein Bremswiderstand ist ebenfalls integriert.

Darüber hinaus bietet der Servoumrichter einen schnellen Impulsfolgeeingang von bis zu 1 Megahertz (MHz) und unterstützt den Absolutwertgeber mit einer schnellen Datenübertragung und Auflösung von bis zu 21 Bit. Das macht eine schnelle und präzise Positioniergenauigkeit sowie eine geringe Drehzahlwelligkeit möglich. 

Sehr nutzerfreundlich steht die Software SINAMICS V-Assistent kostenlos zum Download zur Verfügung und ermöglicht die intuitiv einfache und schnelle Inbetriebnahme sowie Diagnose und erleichtert das Engineering.

Zusätzlich stellt die integrierte Sicherheitsfunktion STO (Safe Torque Off) sicher, dass sich der Motor nicht unerwartet dreht. Durch das gesichert abgeschaltete Drehmoment erhöht sich die Sicherheit für Maschine und Bediener.

Mit SIMATIC Controllern präzise die Bewegungsführung steuern

Die Bewegungsregelung bzw. -steuerung innerhalb des Servoantriebssystems übernehmen wahlweise die Steuerungen SIMATIC S7-1200 oder SIMATIC S7-1500 einschließlich T-CPU. Sie machen innovative Steuerungstechnik realisierbar. Die Steuerungen ermöglichen ein breites Feld an zukunftssicheren Maschinenkonzepten, die selbst anspruchsvollste Umsetzungen erlauben. Die Controller von Siemens sind modular aufgebaut und in ihrer Funktionalität skalierbar. Mit Schutzart IP 20 sind sie für den Einbau in Schaltschränken konzipiert.

Ideal geeignet für kompakte Automatisierungslösungen, die Skalierbarkeit und Flexibilität im unteren bis mittleren Leistungsbereich erfordern. IOs sowie Kommunikations- und Technologiefunktionen sind bereits integriert. Basic Controller S7-1200 von Siemens sind in einer Standardausführung erhältlich oder in einer fehlersicheren Ausführung.

Advanced Controller S7-1500 von Siemens machen die Automatisierung von gesamten Produktionsanlagen möglich sowie Anwendungen, die höchste Anforderungen an Performance, Flexibilität und Vernetzbarkeit stellen. Verschiedene Zentralbaugruppen sind in mehreren Leistungsklassen erhältlich.

Das sind die Highlights der SIMATIC Controller von Siemens:

• nahtlose Integration in das Engineering Framework TIA Portal
• integrierte Systemdiagnose mit Fehleranalyse und -lokalisierung
• unterschiedlicher Aufbau und Verdrahtung sind möglich
• Zähl-/Messaufgaben, Regelung und Bewegungsführung sind integriert
• zusätzlicher Passwortschutz für Zugriffe auf Programminhalte

MOTION-CONNECT 300 Verbindungstechnik bietet die passenden Kabel und Stecker

Siemens bietet für das Servoantriebssystem SINAMICS V90 mit der Serie MOTION-CONNECT 300 die passenden Kabel und Leitungen sowie Stecker. Die konfektionierten Leistungs- und Signalleitungen sowie deren Verlängerungsleitungen in geschlossenem und gestecktem Zustand verfügen in der Regel über die Schutzart IP65.

Je nach individueller Anwendung können zwischen diesen Verbindungsprodukten gewählt werden:

• Leistungsleitung nach Länge und Querschnitt (Orange)
• Geberleitung nach Länge und Gebertyp (Grün)
• Bremsleitung bei ausgewählter Motorhaltebremse nach Länge (Schwarz)
• Sollwertsignal zur Anbindung des Antriebs an die SPS (Grau)

MOTION-CONNECT 300 Leitungen sind geeignet für den Einsatz in Standard-Dreh- und Fräsmaschinen. Qualitativ hochwertig sichern die Leitungen eine systemgetestete sowie einwandfreie Funktion des Servoantriebssystems.

Die Stärken des Servoantriebssystems SINAMICS V90 auf einen Blick

Siemens bietet mit seinem Basis-Servoantriebssystem eine robuste, zuverlässige und sichere Lösung, die ein breites Anwendungsspektrum abdeckt. Eine einfach zu bedienende Komplettlösung für vielfältigste Motion Control-Aufgaben. Weitere Stärken sind:

Zur Grundinbetriebnahme steht die Funktion One-Button-Tuning zur Verfügung. Die Funktion ermöglicht die Vermessung des mechanischen Antriebsstrangs durch Testsignale, sodass die Reglerparameter optimal an die vorhandene Mechanik angepasst werden. Durch die Funktion Echtzeit-Auto-Tuning werden die Regelkreisparameter automatisch im Betrieb optimiert.

Der Umrichter arbeitet dank der hochwertigen Sensoren des Gebersystems sehr präzise. Eine Echtzeit-Übertragung via PROFINET und Pulse Train an die SIMATIC Steuerung sowie ein Absolutwertgeber Singleturn mit einer hohen Auflösung von bis zu 21 Bit gewährleisten eine große Positioniergenauigkeit in der Anwendung.

Mit bis 300 Prozent Drehmoment-Überlast ist das Servoantriebssystem optimiert für Anwendungen mit hoher Dynamik. Schnelles Beschleunigen und Bremsen sowie ein gleichmäßiger Betrieb gewährleisten eine hohe Maschinenproduktivität.

In dem folgenden Video erfahren Sie sehr praxisnah, aus welchen Komponenten das Servoantriebssystem V90 von Siemens genau besteht und wie leicht die Montage von der Hand geht:

Anwendungsbeispiele für das Servoantriebssystem SINAMICS V90 von Siemens

Die Servoantriebssysteme SINAMICS V90 bieten vielfältige Einsatzmöglichkeiten im industriellen Maschinen- und Anlagenbau für die unterschiedlichsten Antriebsaufgaben.

Ideale Lösung für Anwendungen, in denen ein schneller Hochlauf, eine kompakte Motor- und Umrichtergröße sowie eine hohe Drehzahl gefragt sind.

Für Anwendungen, die eine hohe Drehmomentgenauigkeit, geringe Drehzahlwelligkeit, Beständigkeit gegen raue Umgebungsbedingungen sowie eine hohe Leistung erfordern.

So lassen sich die Servoantriebssysteme beispielsweise in Elektro-Montage-Maschinen, in der Verarbeitungs- und Druckindustrie, in der Verpackungsindustrie sowie in Fördertechnikanlagen finden.

Weiterführende Informationen zu SINAMICS V90 stehen Ihnen hier im Download zur Verfügung.

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