poniedziałek, 8 stycznia 2018

Roboty i wnioski dla nas 40

Roboty i wnioski dla nas 40

Roboty przemysłowe są od lat przede wszystkim stosowane w szeroko rozumianym przemyśle samochodowym, elektronicznym oraz przemyśle wyrobów gumowych i plastikowych.
Podatność przemysłu na automatyzację to pochodna wielkości tych gałęzi przemysłu w gospodarce możliwych do automatyzacji a w tym robotyzacji.
Część prac wykonywanych dotychczas przez tanich ludzi w komplementarnych gospodarkach peryferyjnych może po automatyzacji znaleźść się z powrotem w przemysłach Centrum światowej gospodarki. 

Biurokratyczne zabiegi wokół automatyzacji a w tym robotyzacji do żywego przypominają Kult Cargo. Urzędnicy odprawiają rytuały z przyjmowaniem wniosków na dofinansowanie innowacji mając pełną świadomość że nic pożytecznego z tego nie będzie. Jak to już wcześniej podniesiono: Innowacje w Polsce = Korupcja. Urzędnicy dbają tylko o zachowanie pozorów aby nikt nie mógł im zarzucić niestaranności w przestrzeganiu urzędowych procedur czy korupcji. 

Urządzenia energoelektroniczne mogą z sieci energetycznej pobierać zniekształcony prąd. Wprowadzane szkodliwe dodatkowe harmoniczne prądu sieciowego  zmniejszają obciążalność sieci i zwiększają w niej straty mocy. Napięcie sieciowe zostaje też odkształcone i może szkodliwie oddziaływać na inne odbiorniki, zwłaszcza silniki.

Samodzielny, autonomiczny falownik czy servodrive ma z reguły prosty prostownik diodowy z filtrującym kondensatorem elektrolitycznym a moc w czasie intensywnego hamowanie wydziela rezystor hamowanie Brake dołączany sygnałem PWM w miarę potrzeby do pośredniego obwodu prądu stałego. Urządzenie pobiera z sieci zniekształcony prąd a moc hamowania wydziela w rezystorze Brake.
Moc ciągła rezystora Brake jest z reguły mała w stosunku do mocy napędu a jego temperatura jest monitorowana. Przy "poważnym" hamowaniu , na przykład opuszczaniu ciężkiego kontenera przez potężny dzwig portowy rezystor może ulec dość szybkiemu uszkodzeniu jeśli został niedowymiarowany.   

W nowoczesnych robotach, maszynach CNC czy dźwigach stosowany jest dla wszystkich napędów osi jeden "zasilacz" pracujący z modulacją PWM. Zasilacz ten w istocie jest inverterem z modułem tranzystorów IGBT o odwróconym działaniu. Pobiera lub oddaje on moc z obwodu prądu stałego i oddaje lub pobiera moc prądu zmiennego z sieci energetycznej.  "Zasilacz" taki jest drogi. Orientacyjna jego cena dwukrotnie przekracza cenę pojedynczego servodrive.  
"Zasilacz" zawiera też konieczny  trójfazowy dławik filtru obniżający wielkość harmonicznych PWM wprowadzanych do sieci zasilającej. Rdzeń dławika może być wykonany z proszkowych materiałów magnetycznych lub innych wyrafinowanych materiałów.
Zaletą "zasilacza" PWM jest stabilizowane napięcie obwodu pośredniego prądu stałego pozbawione tętnien. Napięcie to nie rośnie podczas intensywnego hamowania. Dla sieci zasilającej 400Vac napięcie z reguły wynosi 700Vdc. Stałość tego napięcia pozwala istotnie lepiej wykorzystać maksymalne parametry modułów IGBT inverterów servodrivów czyli ich moc. Rezystor hamowanie Brake jest nieobecny i odrobinę mniejszy jest pobór mocy i energii z sieci energetycznej. 
Pobór mocy przez napędy zależy od trajektorii ruchu. Z reguły napędy nie pracują jednocześnie z pełną moca i moc "zasilacza" może być mniejsza niż zsumowana moc wszystkich servodrivów.

W sterowaniu KRC1 koncernu KUKA zwykły prostownik oraz 6 analogowych servodrivów z interface równoległym znajduje się w jednej potężnej obudowie metalowej.
W sterowaniu KRC2 osobny jest zasilacz pośredniego napięcia stałego a osobno servodrivy z interfejsem szeregowym InterBus.
Zasilacz w sterowaniu KRC2 ma zazwyczaj prosty prostownik diodowy i rezystor Brake a "zasilacz" PWM występuje jako kosztowna opcja, pokazana na schemacie. Autor ani znane mu osoby tej opcji nigdy nie widzieli. Pozostaje zaufać w deklaracje producenta.
Ponieważ występują sytuacje gdy jedne napędy moc pobierają a inne zwracają to moc rezystora hamowania Brake może być we wspólnym zasilacza rozsądnej wielkości.

Na rysunku pokazano schemat blokowy zasilacza mocy KPS-600 sterowań rodziny KRC2. Zasilacz podaje napięcia do hamulców wszystkich silników i realizuje funkcje monitoringu i bezpieczeństwa.
Poniżej pokazano schemat części mocy zasilacza KPS-600.
Rezystor "Ballast" hamowania ( 22 Ohm, moc ciągła 800 W z wentylatorem do wymuszonego chłodzenia ) służy jednocześnie do ograniczenia prądu ładowania kondensatorów elektrolitycznych obwodu pośredniego prądu stałego w momencie załączenia sieciowego napięcia zasilającego. Konstruktorom trudno jest odmówić pomysłowości. Kondensatory elektrolityczne prostownika obecne są też w samych servodrivach.
W sytuacji poważnego zagrożenia bezpieczeństwa wejściowy kontaktor sieciowy zostaje natychmiast wyłączony i zostaje odcięty dopływ mocy z sieci zasilającej. Moc z hamujących servodrivów zostaje rozproszona w rezystorze  Ballast. Z uwagi na krytyczność funkcji załączenia rezystora jest on załączany tranzystorem IGBT normalnie sterowanym przy intensywnym hamowaniu sygnałem PWM jak i przekaźnikiem KSB.
Elektronika systemu jest jednak nadal zasilana.
Generalnie rzec biorąc wszelkie skomplikowane urządzenia winny bezwzględnie zachować bezpieczeństwo ale też precyzyjnie informować operatora/ów co było przyczyną alarmowego zatrzymania maszyny czy robota. Maszyna czy robot pracuje przecież synchronicznie z całym wyposażeniem procesu produkcyjnego i następstwa awarii są często poważne w wymiarze finansowym.

Brak komentarzy:

Prześlij komentarz