Parlare di soluzioni per il motion control in casa Rockwell Automation significa prima di tutto citare i servodrive Kinetix, le centinaia di migliaia di loro unità vendute in tutto il mondo e il loro successo in diversi settori industriali. Kinetix rappresenta la totale integrazione del motion control nell’ambiente hardware e software del sistema di automazione. Le cpu della famiglia Logix sono il motore della soluzione che, attraverso l’interfaccia Sercos, controlla i servodrive elaborandone il riferimento di posizione per le funzionalità motion, dalle meno complicate come posizionamenti e gearing a quelle molto complesse tipiche della robotica. Questo concetto si è rivelato vincente sia presso i costruttori di macchine sia per gli end-user. Da un lato, infatti, questo approccio dà la possibilità di sfruttare tutte le conoscenze di programmazione acquisite nell’utilizzo dei Pac Logix anche per la gestione dei movimenti e, dall’altro, agevola notevolmente la manutenzione delle macchine e la ricerca guasti. Sulla base di questa architettura, Rockwell Automation non smette di innovare e migliorare le prestazioni dei suoi sistemi. Kinetix 6000, infatti, è stato già da tempo arricchito di funzionalità di sicurezza integrata (Safe-Off) certificate come Cat. 3/Sil3, da utilizzare con una circuiteria di sicurezza apposita e dedicata. La piattaforma sta per essere ulteriormente migliorata dai nuovi Kinetix 6200, servodrive basati su Sercos in fibra ottica ma dotati di funzionalità di sicurezza più evolute. La versione base potrà infatti contare su una funzionalità di Safe Torque Off certificata per i nuovi standard di sicurezza e autosufficiente, nel senso che non avrà bisogno di relè di sicurezza esterni per il comando. Nella versione con scheda safety avanzata, il drive sarà in grado di svolgere funzioni ancora più complesse come la velocità ridotta sicura, il monitoraggio sicuro della velocità nulla, della velocità massima, della direzione, sempre senza relè di sicurezza esterni e interfacciandosi direttamente con le apparecchiature di monitoraggio presenti sulla macchina (barriere, portelle di sicurezza ecc.). L’integrazione di queste funzionalità di sicurezza nel drive semplifica notevolmente la componentistica necessaria per la loro gestione e tutto il cablaggio ad esse collegato. Inoltre, la disponibilità alla produzione delle macchine è aumentata. Ad esempio, la possibilità di comandare una velocità ridotta di sicurezza che permetta a un operatore di effettuare operazioni ordinarie di manutenzione senza fermare la stessa, garantisce tempi di fermo macchina inferiori con livelli di sicurezza elevati grazie al fatto che il tutto è gestito direttamente dal drive.
Movimento in rete
Accanto alla versione basata su Sercos in fibra ottica, sarà disponibile Kinetix 6500, basato su Ethernet/Ip e disponibile in due versioni, con funzionalità base di sicurezza Safe Torque Off, oppure con funzionalità di sicurezza avanzate. Kinetix 6500, identico dal punto di vista della configurazione di potenza al Kinetix 6200, avrà una scheda di regolazione capace di sfruttare i recenti sviluppi che hanno reso la rete Ethernet/Ip una soluzione Ethernet real-time a tutti gli effetti. Questo è stato possibile introducendo nel protocollo Cip (Common Industrial Protocol) comune alle reti Ethernet/Ip, ControlNet e DeviceNet, le tecnologie Cip Sync e Cip Motion. Cip Sync si riferisce all’implementazione su Ethernet/Ip dello standard Ieee 1588 (Precision Clock Synchronization Protocol for Networked Measurement and Control Systems, in breve Ptp, Precision Time Protocol) che descrive come sincronizzare fra loro i vari clock interni ai nodi Ethernet, con un’accuratezza inferiore ad un microsecondo. Questo sistema, applicato alla trasmissione di un riferimento di posizione da un motion controller a una serie di drive, fa sì che ogni oggetto coinvolto nella sincronizzazione riceva il riferimento e il time-stamp relativo, permettendo a tutti i drive di estrapolare l’esatta posizione del master in ogni istante e, quindi, correggere la propria per mantenersi sincronizzati. Cip Motion rappresenta invece una collezione di oggetti e di modalità che permette al protocollo Cip di interagire con gli anelli di regolazione dei servodrive. Rispetto al Sercos in fibra ottica, Ethernet/Ip permette maggiori prestazioni in termini di banda passante della rete di comunicazione (quindi, un maggior scambio di informazioni nell’unità di tempo) e un nuovo concetto nella topologia dell’architettura di controllo, potendo realizzare configurazioni a stella o daisy chain, grazie allo switch embedded in ogni drive. Inoltre, la piena compatibilità con gli standard Ethernet Ieee 802.3 e Tcp/Ip apporta molti vantaggi in termini di semplicità della configurazione e disponibilità commerciale delle apparecchiature compatibili. Grazie a questa novità, Rockwell Automation rende disponibili i vantaggi del motion control totalmente integrato nell’ambiente plc anche su Ethernet/Ip, come già avviene con Sercos: l’unica interfaccia sia verso il campo sia verso la supervisione e la factory automation sarà così Ethernet/Ip.
Meccatronica in azione
Diverse motorizzazioni completano il catalogo motion control di Rockwell Automation. Anche in questo ambito la società sta introducendo diverse novità relative ai servomotori tradizionali e direct drive, lineari e rotativi. Particolare attenzione è data agli attuatori lineari, il cui vantaggio è la semplificazione della meccanica della macchina: il movimento dell’albero dell’attuatore infatti è già lineare, senza bisogno di montare giunti, riduttori, cinghie, pulegge, il che porta a un risparmio di tempo e costi e apre nuove frontiere alla progettazione delle macchine. Proprio pensando ai progettisti meccanici, Rockwell Automation sta investendo molto per fornire ai propri utenti tool ‘meccatronici’. Uno degli esempi più recenti in questo senso è Motion Analyzer, un software che permette di analizzare, simulare, ottimizzare e selezionare la soluzione migliore partendo dai dati dell’applicazione. La selezione dei componenti (motori, attuatori e drive) è generata in automatico dal software in base ai profili di moto impostati. Il software può colloquiare con l’ambiente cad 3D Solidworks, arrivando così a simulare il comportamento degli assi coinvolti dal punto di vista meccanico ed elettronico, con la conseguente riduzione dei tempi e costi, ma soprattutto dei rischi della progettazione.
