圖1：在當(dāng)今網(wǎng)絡(luò)化制造環(huán)境中：智能驅(qū)動裝置能處理數(shù)據(jù)，并根據(jù)需求發(fā)送詳細(xì)的狀態(tài)和應(yīng)用信息
智能工廠的概念在各行業(yè)已深入人心。驅(qū)動解決方案綜合供應(yīng)商諾德傳動系統(tǒng)通過符合工業(yè)4.0的驅(qū)動系統(tǒng)促進(jìn)并推動了這一領(lǐng)域的發(fā)展。
現(xiàn)代加工廠對自動化技術(shù)中的先進(jìn)智能功能提出需求。其組件需通過各種不同的網(wǎng)絡(luò)獲取現(xiàn)場關(guān)鍵數(shù)據(jù)并生成大量信息，包括其連接的傳感器和執(zhí)行器數(shù)據(jù)。此外，智能現(xiàn)場設(shè)備還需積極地監(jiān)測現(xiàn)場活動和自主反應(yīng)。驅(qū)動系統(tǒng)制造商諾德通過一系列模塊化產(chǎn)品，如減速電機(jī)、驅(qū)動電子設(shè)備和軟件功能解決了這些需求。該公司生產(chǎn)的各種分布式驅(qū)動器為特殊應(yīng)用配置經(jīng)濟(jì)型解決方案帶來便利。由于含有機(jī)載PLC，諾德變頻器可按邏輯順序進(jìn)行控制。它們還能連接網(wǎng)絡(luò)上的其它節(jié)點(diǎn)進(jìn)行通信，包括通過以太網(wǎng)通道中含標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)接口的裝置來實現(xiàn)靈活地訪問。
知道何時采取行動
智能過程控制的先決條件是能獲取現(xiàn)場級的精確數(shù)據(jù)，無論該控制器安裝在何處，通過何種方式連接（有線或無線，工業(yè)以太網(wǎng)或因特網(wǎng)）。組件需傳達(dá)其工作狀態(tài)，以便工作人員了解網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)情況。還需合適的接口將傳感器和驅(qū)動器垂直整合到控制、管理和生產(chǎn)規(guī)劃系統(tǒng)中，確保高質(zhì)量的數(shù)據(jù)傳輸。因此諾德變頻器需監(jiān)控和傳輸驅(qū)動系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，收集來自外部連接的數(shù)字和模擬傳感器及執(zhí)行器信息。此外，它們還能通過軟件功能監(jiān)測狀態(tài)、預(yù)測維護(hù)及有效診斷。例如，變頻器可以計算齒輪潤滑劑的狀態(tài)，并指示何時需要更換機(jī)油。它們還能自主地監(jiān)控制動表面的磨損狀態(tài)以及整個傳動系統(tǒng)的負(fù)載情況�；谶@些數(shù)據(jù)，操作者可以進(jìn)行預(yù)測性維護(hù)，進(jìn)而延長工程設(shè)備的使用壽命。
圖2：諾德傳動系統(tǒng)為飲料過濾裝置安裝了24臺分布式驅(qū)動電子設(shè)備，減少了布線并排除了EMC的干擾問題
自主排除障礙
這些變頻器能充分利用其通用型傳感器接口，不只是將數(shù)據(jù)傳送至中央控制器，還能根據(jù)參數(shù)來改變工藝條件，并通過集成的PI控制器功實現(xiàn)閉環(huán)。例如，在計量應(yīng)用中，諾德驅(qū)動系統(tǒng)可以檢測填充水平并控制補(bǔ)給。在各種過程應(yīng)用中，網(wǎng)絡(luò)化驅(qū)動系統(tǒng)通常能確保在故障發(fā)生時避免高成本的停機(jī)。在監(jiān)測負(fù)荷時，變頻器的機(jī)載PLC能檢測到泵、螺旋輸送機(jī)或攪拌器是否堵塞。若為故障設(shè)置適當(dāng)?shù)尿?qū)動參數(shù)，那么諾德驅(qū)動系統(tǒng)會先嘗試通過反轉(zhuǎn)方向及脈沖操作來排除機(jī)械故障。如果這樣能有效地解決堵塞問題，驅(qū)動系統(tǒng)便會恢復(fù)正常運(yùn)行。如果問題仍存在，變頻器就會發(fā)出錯誤信號至控制層級，并啟動后退程序，然后通過其他網(wǎng)絡(luò)驅(qū)動設(shè)備解鎖繞行。這些變頻器的PLC功能顯著提高了設(shè)備的利用率并降低了服務(wù)成本。
圖3：高度智能化驅(qū)動系列：諾德用于控制柜或電機(jī)安裝的變頻器都集成了PLC功能
簡化了應(yīng)用開發(fā)
諾德還簡化了應(yīng)用開發(fā)，它通過用戶友好型的免費(fèi)的NORD CON編程和參數(shù)化軟件為相關(guān)驅(qū)動功能提供了符合IEC 61131-3標(biāo)準(zhǔn)的支持，同時還可提供PLCopen運(yùn)動控制庫，并通過“結(jié)構(gòu)化文本”或“指令表”等文本編程語言對客戶特定的程序進(jìn)行自由編程。此外，所有與驅(qū)動相關(guān)的功能都能通過變頻器的PLC來直接實現(xiàn)。因此用戶無需再在開發(fā)、驗證及特定應(yīng)用的固件驗證上花費(fèi)時間和成本。此外，NORD CON還可以通過以太網(wǎng)通道進(jìn)行遠(yuǎn)程訪問，例如通過含標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)接口的筆記本電腦，這為用戶提供了非常靈活的遠(yuǎn)程診斷和維護(hù)選項。諾德變頻器還可以管理安全應(yīng)用，特別是它擁有安全停機(jī)1（SS1）和安全轉(zhuǎn)矩關(guān)閉（STO）功能。用戶還可通過諾德的網(wǎng)站免費(fèi)獲取這些與安全相關(guān)的功能庫。它還能通過符合DIN EN ISO 13849標(biāo)準(zhǔn)的SISTEMA安全完整性軟件來評價機(jī)器的應(yīng)用。
圖4：諾德所有的變頻器均是德國制造，通過其位于德國Aurich的電子產(chǎn)品生產(chǎn)廠（NORD Electronic Drivesystems）來生產(chǎn)和測試
最先進(jìn)的分布式自動化系統(tǒng)
諾德增長最快的產(chǎn)品依舊是采用簡單的低成本及高效的機(jī)器和系統(tǒng)設(shè)計的分布式驅(qū)動解決方案，其中，建立在SK 200E變頻器基礎(chǔ)上的驅(qū)動系統(tǒng)需求量最大。它們在控制柜安裝中擁有和SK 500E相同的功能（包括定位、機(jī)載PLC以及安全相關(guān)的驅(qū)動功能）。諾德分布式驅(qū)動裝置堅固耐用，性能廣泛，分布式過程控制中可安裝泵、壓縮機(jī)及螺旋輸送機(jī)等，電機(jī)的輸出功率可達(dá)22千瓦。此外，諾德變頻器還配備了高性能微控制器，可控制同步和異步電機(jī)。該公司建立在三相異步電機(jī)和永磁同步電機(jī)基礎(chǔ)上的機(jī)電驅(qū)動系統(tǒng)還擁有IE4（超級效率）的能效級別，這些產(chǎn)品均由諾德內(nèi)部制造。IEC標(biāo)準(zhǔn)電機(jī)可以實現(xiàn)簡單且易于維修的經(jīng)濟(jì)型驅(qū)動概念。此外，諾德的驅(qū)動系統(tǒng)還結(jié)合了電機(jī)和電子設(shè)備，均擁有最高級別的系統(tǒng)效率，即當(dāng)前EN 50598-2歐洲生態(tài)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)中的IES2級別。
公司背景
作為傳動技術(shù)的開發(fā)者和制造者,諾德傳動有限公司現(xiàn)擁有3,200名員工，是世界領(lǐng)先的全面綜合的驅(qū)動解決方案供應(yīng)商之一。諾德的產(chǎn)品范圍包括標(biāo)準(zhǔn)驅(qū)動器及應(yīng)用要求苛刻的定制解決方案，如節(jié)能或防爆驅(qū)動器。2015年諾德的銷售總額約為5.4億歐元。諾德成立于1965年，目前在全球設(shè)有36家子公司。諾德現(xiàn)已建立龐大的分銷和服務(wù)網(wǎng)絡(luò)，以確保最短的交貨時間，并在最短時間內(nèi)提供以客戶為導(dǎo)向的服務(wù)。諾德各種傳動裝置的扭矩范圍為10Nm至242,000Nm，同時生產(chǎn)輸出功率為0.12kW至1000kW的電機(jī)，以及包括變頻器及伺服控制器在內(nèi)的電氣控制裝置。諾德不但可提供傳統(tǒng)的集中式柜式變頻器，也可提供分布式控制的變頻器一體機(jī)產(chǎn)品。
