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西门子全集成驱动系统 智能集成提升驱动性能

导读: 随着当今世界变得日益复杂,要探究事物的核心,发现并挖掘提高效率的潜力变得更为困难。这种现象不仅仅存在于工业自动化技术,也存在于现代驱动技术。

  从单一的各驱动组件的提供、优化,到如今的以三个层次集成为核心的全集成驱动系统,再到面向未来的无缝集成全数字化工厂,西门子在不断地创新。正如西门子工业领域驱动技术集团CEORalf-MichaelFranke(方润朗)先生所说,

  “在这条创新的道路上,西门子工业自20世纪90年代以来一直持续为各种客户提供着越来越深入的最现代化的驱动技术。

  随着当今世界变得日益复杂,要探究事物的核心,发现并挖掘提高效率的潜力变得更为困难。这种现象不仅仅存在于工业自动化技术,也存在于现代驱动技术。根据德国机械设备制造业联合会(VDMA)的评估,信息和通信技术以及机械工程自动化技术的应用已占到了机械和设备生产成本的30%。对工业用户

方润朗

  而言,立足未来的用户每天都必须寻求先进技术的改进之道,以提高其生产经营过程的效率、可靠性和生产力。

  全集成驱动系统

  Twitter与新浪微博之类的社交媒体之所以显得如此亲近自然,如此广为接受和传播,其背后的支撑在于,这类社交媒体全方位集成了各种现已被证明可靠的网络技术,无需复杂的准备即可运行,直接、快速和易用完全满足了普通大众的网络沟通需求。

  同样,全方位集成也是驱动技术发展至今所要面临的一个重要议题。Franke(方润朗)先生说道:“我们迄今仍在使用以传统方式开发和运行的机电一体化技术。在单个机械装置、电气技术和软件之间几乎不存在整合流程。借助智能

 

  集成的理念,西门子在谈到驱动系统与全集成自动化(TIA)以及用于工程组态和运行的软件系统的集成独特性提出了‘全集成驱动系统’(IntegratedDriveSystems,IDS)这个概念。”

  智能集成成熟可靠要素的核心思想正在被全集成驱动系统这一新理念所证明--这不仅是技术发展的需求,更是在各种工业驱动应用中崭露头角。

  全集成驱动系统是基于世界上最全面稳定的驱动系统产品线,并经完美集成,能为机器生产商、机器与设备最终用户带来显著受益,帮助缩短产品上市时间和投资回报周期。Franke(方润朗)先生讲道,“全集成驱动系统是整个驱动链唯

  一的一站式解决方案”,我们将西门子所有驱动产品完美地进行了集成,从而使它们完美协同。我们还将自动化环境、甚至产品和生产的生命周期融入在内:我们称之为横向集成、纵向集成、全生命周期集成。全集成驱动系统是对集成驱动产品线、无缝集成至自动化系统以及全生命周期服务的成功诠释。“

  完美协调

  全集成驱动系统的核心是指传动系统在三个层面上的集成:由联轴器和减速器电机变频器沿能源流的横向集成;工业生产中自动化控制架构中的纵向集成;以及产品全生命周期服务的集成。在物理层面,传动系统的各个组件在功能性、机械性和能源效率方面实现了完美的相互协调,可圆满完成相应任务。由减速器、联轴器、电机、变频器及其组合所构成的西门子全面产品组合是实现这一目标的基础。西门子从一开始就避免了传动系统单个组件的简单组合过程中所产生的接口兼容性问题,实现横向集成。纵向集成,即工业生产流程控制架构与传动系统的集成,是实现最大产值的必要条件。在全集成驱动系统中,自动化架构中全集成驱动系统组件会通过例如全集成自动化软件TIA博途无缝集成到自动化环境中。自驱动系统和现场设备开始,经过自动化层面,直到制造执行系统(MES),所有的系统都可以在运行中实现完美整合。凭借由此产生的生产透明度和数据通用性,即可以实现产值的最大化。

  用户可以使用同样高效和简便的全集成自动化软件TIA博途工程组态框架进行组态、配置和调试。这适用于在通用型全图形化编辑器中对硬件和网络配置进行组合,或对已配置和已联网的组件进行性能强大的诊断。丰富的库方案可确保统一的数据管理和数据一致性以及快速的组态。它还集成了所有相关应用

  程序的Profidrive驱动配置文件和用于故障安全通信的Profisafe。Simotics电机也通过SinamicsStartdrive软件集成在了工程组态框架中。

 

  全集成驱动系统方案跨越横向和纵向层面从而达到了更深入的集成层面。第三个层面与机器和设备的整个生命周期有关。所有组件都可在用于组态、布局和调试的相应工业软件中通过数字方法找到。例如,使用配置工具”SizerforSiemensDrives“可将整个传动系设计用于机器所有的移动任务工作点。这确

  保了在随后的操作中实现最高的能源效率和性能。借助整个产品生命周期中系统相互之间日益紧密的数据交换,信息可以继续统一使用。总体而言,借助生命周期整合可实现更短的产品开发时间、更快的调试,并通过驱动组件的优化设计实现更高可靠性。

  为何选择全集成驱动系统?

  智能集成理念下的完美协调,是全集成驱动系统所直接呈现出来的”美感“。为何采用全集成驱动系统?用户价值方能见证一切。

  显而易见,通过驱动链的横向集成,无疑提高了机器生产率、可靠性和机器效率;而纵向集成则提高了设备性能、设备生产率、生产及生产流程的灵活性和透明度,并为安全性、可维护性和环境保护提供了额外优势;通过全生命周期集成,可大大简化工程组态、调试和诊断任务,并给工程规划阶段的配置、相应的模拟和传动系布局,以及PLM过程中的无缝数据管理,都会带来更高的效率和可靠性-以此,用户可轻松应对生产过程中越来越多的数字化技术。

  Franke(方润朗)先生表示:“全集成驱动系统的目标是为整个生产链增值。”

  案例一:

  水泥行业立式磨机的复杂传动系统可作为横向集成的一个例子。为了实现更加经济的矿物粉碎过程,设备使用的驱动技术必须能够满足加工流程的具体需要。因此,调整减速器、联轴器、电机和变频器,使它们达到最佳工作状态是非常重要的,这样机器就不会在工作流程中不堪重负。借助全集成驱动系统,可以得出用于调整和构建整个传动系统的优化方案。这样可将产出提升15%,将能耗削减5%,缩短启动时间,提高整台机器的可用性和可靠性。

 

  案例二:

  捷克玻璃机械制造商的示例可以展示纵向集成对全集成驱动系统的完美补充。Sklostroj公司曾为其新的玻璃容器机ISS寻找新的自动化和驱动解决方案。借助驱动系统和运动控制系统的集成,该机器可节约40%左右的能源成本,机器可用性与旧机器相比可提高15%,在建造、调试及生产时具备数据一致性。总体而言,配备了伺服驱动的新机器非常紧凑且灵活。

  案例三:

  生命周期阶段集成的示例在机床驱动技术的集成上表现得尤为明显。生产商必须将极高的加速度、精度和大量伺服轴精确协调在一起。例如西门子为德国机床客户DMG开发机器时,西门子从一开始就对带有SystemNX、Tecnomatix和虚拟控制器的数字模型进行了优化。同时对运动序列进行了模拟,并测试了碰撞效果和生产率。

  与传统机械制造技术相比,此时的机械设计更快更精确。成本可节省40%到80%。该样机的所有参数、数据和周期都可作为准确的数字模型使用,也可供机器操作人员使用。

  通过这种方式,调整和改装时间可以缩短30%~40%。同时,也可以节省机器成本,并减少机器加工处理时间。

  通过西门子全集成驱动系统,客户获益可度量。西门子工业业务领域的全集成驱动系统,将帮助中国的用户提升制造效能、增加设备的可靠性并实现节能降耗,达到绿色制造,助力中国企业更上一层楼。

  Ralf-MichaelFranke(方润朗)西门子驱动技术集团首席执行官

  Franke(方润朗)先生1958年4月21日出生于德国希尔德斯海姆市,毕业于德国卡塞尔大学电气工程专业。1985年加盟西门子。他最初在德国爱尔兰根从事驱动技术开发工作,之后在爱尔兰根设备制造厂从事各种产品生命周期管理工作。1998年接任质量保证负责人,2000年开始负责新型Sinamics驱动技术平台开发的集团间协调工作。

  2003年起,Franke(方润朗)先生在慕尼黑从事西门子公司top+项目下的创新项目管理。2004年12月开始担任西门子工业自动化系统部首席执行官。

  2011年4月至今,任总部位于德国纽伦堡的西门子驱动技术集团首席执行官。

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