Описание проекта
Одна из крупных компаний в сфере холодовой логистики построила новый автоматизированный холодильный склад, в котором для хранения и перемещения грузов используются штабелёры. Температура внутри склада постоянно поддерживается на уровне -20°C, а оборудование должно работать в непрерывном режиме 24 часа в сутки.
Система управления построена на базе Siemens S7-1500 PLC, а управление тремя сервоприводными осями штабелёра — перемещением по горизонтали, подъёмом и вилочным механизмом — осуществляется через промышленную сеть PROFINET.
Основные вызовы при эксплуатации в условиях низких температур
01. Надёжная работа при низких температурах
Для обычных электродвигателей эксплуатация при температуре -20°C сопряжена с рядом проблем:
- снижение магнитных свойств постоянных магнитов;
- загустевание или потеря рабочих свойств смазки подшипников;
- повышение хрупкости материалов и компонентов.
Поэтому для таких условий требуется специальный двигатель, разработанный для работы при низких температурах.
02. Полная совместимость с системой управления
Поскольку в проекте используется контроллер Siemens S7-1500, сервосистема должна поддерживать протокол связи PROFINET.
Кроме того, необходимо поддерживать Telegram 3 (Standard Telegram 3) для корректной интеграции с технологическими объектами (Technology Objects) Siemens и реализации точного позиционного управления.
03. Сохранение позиции после отключения питания
После отключения электропитания или проведения цикла размораживания холодильного склада штабелёр должен иметь возможность немедленно возобновить работу без выполнения повторного поиска нулевой точки.
Для этого энкодер должен:
- сохранять абсолютное положение;
- обеспечивать энергонезависимое хранение данных;
- работать без использования батареи, поскольку при низких температурах батареи быстро теряют работоспособность и надёжность.
04. Высокая точность позиционирования
При операциях загрузки и выгрузки грузов необходимо обеспечить высокую точность позиционирования.
Требуемая погрешность позиционирования составляет не более ±5 мм, что предъявляет повышенные требования к точности сервопривода, обратной связи и стабильности работы системы управления.
Решение SENYD
| Оборудование | Конфигурация |
Высоко- и низкотемпературный серводвигатель | Серия SENYD SYDL100 |
| Сервопривод | Серия EXPSION EHSD20 |
Режим управления | Абсолютное позиционирование |
| Энкодер | Многооборотный механический абсолютный энкодер (без батареи) |
Двигатель: специально разработан для низкотемпературных условий
Высоко- и низкотемпературный двигатель SENYD способен стабильно работать в диапазоне температур от -40°C до +80°C. Использование специальных низкотемпературных подшипниковых смазок и магнитных материалов обеспечивает сохранение высокой производительности даже при температуре -20°C.
Двигатель успешно прошёл длительные испытания при температуре -40°C, подтвердив свою надёжность в условиях экстремально низких температур.
Энкодер: полностью механическое хранение положения без риска потери данных
В системе используется механический многооборотный абсолютный энкодер.
Для подсчёта количества оборотов применяется зубчатый механизм, работающий по принципу механического одометра. Благодаря этому информация о положении сохраняется даже после полного отключения питания.
Конструкция не требует использования батареи, что особенно важно для низкотемпературных применений, где традиционные батареи могут быстро терять работоспособность.
Привод: идеальная совместимость с контроллерами Siemens
Сервопривод серии EXPSION EHSD20 поддерживает промышленный протокол PROFINET и полностью совместим со Standard Telegram 3.
Для интеграции в среде TIA Portal достаточно импортировать файл GSD, после чего выбрать Telegram 3 и выполнить стандартную настройку оборудования.
Это обеспечивает быструю интеграцию с контроллерами Siemens S7-1500 и сокращает время ввода системы в эксплуатацию.
Система управления: замкнутый контур для высокой точности позиционирования
Система использует принцип полного замкнутого контура управления.
Энкодер двигателя передаёт фактическое положение на сервопривод, который через PROFINET Standard Telegram 3 в режиме реального времени отправляет данные в контроллер PLC.
Контроллер непрерывно сравнивает заданное и фактическое положение, автоматически корректируя управляющие команды для достижения требуемой точности.
Даже при наличии небольших люфтов в механической передаче система способна обнаруживать отклонения и оперативно компенсировать их, обеспечивая стабильное и высокоточное позиционирование при выполнении операций хранения и выдачи грузов.
Ключевые преимущества решения
1. Устойчивость к низким температурам и длительный срок службы
Двигатель способен стабильно работать при температуре -20°C в течение длительного времени. В отличие от стандартных двигателей, он специально разработан для эксплуатации в низкотемпературных условиях и сохраняет надёжность даже при продолжительной работе в холодильных складах.
2. Простая интеграция с системой управления
Благодаря встроенной поддержке PROFINET и Standard Telegram 3 сервосистема легко интегрируется с контроллерами Siemens S7-1500.
Настройка и ввод в эксплуатацию выполняются быстро и без сложных дополнительных доработок, что существенно сокращает время запуска проекта.
3. Сохранение позиции после отключения питания без процедуры возврата в ноль
Механический многооборотный абсолютный энкодер сохраняет информацию о положении даже при полном отключении электропитания.
После повторного включения система сразу определяет текущее положение осей и готова к работе без выполнения процедуры поиска нулевой точки, что повышает эффективность эксплуатации оборудования.
4. Минимальное обслуживание и высокая надёжность
Поскольку энкодер не использует батарею для хранения данных, отсутствует необходимость в её регулярной замене.
Это особенно важно для эксплуатации в условиях низких температур, где обслуживание оборудования становится более сложным и затратным. Такое решение повышает надёжность системы и снижает эксплуатационные расходы.
5. Отечественное решение с оптимальным соотношением цены и эффективности
Решение обеспечивает быстрые сроки поставки, оперативную техническую поддержку и высокую адаптивность к требованиям заказчика.
По сравнению с импортными аналогами система позволяет снизить общую стоимость проекта без ущерба для производительности, надёжности и функциональности оборудования.
Заключение
Высоко- и низкотемпературные серводвигатели SENYD успешно применяются во многих проектах, включая холодильные склады, предприятия пищевой промышленности и низкотемпературные испытательные камеры.
Оборудование стабильно работает в широком диапазоне температур от -40°C до +80°C, демонстрируя высокую надёжность и получая положительные отзывы от заказчиков.
Если вашему предприятию требуется приводное решение для низкотемпературного хранения или производственных линий, будь то штабелёры, конвейерные системы или другое автоматизированное оборудование для работы при низких температурах, высоко- и низкотемпературные двигатели SENYD станут надёжным выбором.
Специалисты SENYD готовы подобрать оптимальное решение с учётом ваших условий эксплуатации, технических требований и особенностей проекта, а также предоставить подробные технические характеристики и коммерческое предложение.
