産業用ドライブ選定の4つの必須基準

適切な産業用ドライブの仕様決定は、機械と全体のプロセス性能にとって極めて重要ですが、産業オートメーションがドライブ選定の状況を形作っている現在、仕様決定基準の定義を常に最新に保つことが不可欠です。

ボッシュ・レックスロスの産業用ドライブ戦略プロダクト・マネージャー、ポール・ストレートフィールド氏が、今日の産業要件の課題に応える、産業用ドライブ仕様決定のための最新の4つの主要基準を探ります。

インダストリー4.0の急速に進化する環境に合わせて仕様選択を継続的に更新することは困難ですが、そうすることで機械メーカーは顧客に、財務的メリット、工場スペースの有効活用、機械性能の最適化、安全基準の向上という豊富なメリットを提供できます。

自律性と互換性のある産業用ドライブを選択する鍵は、そのドライブが他の機械や制御システムと連携して動作するよう、どのように設計・構築されているかを理解することです。

これにより、仕様決定者は、ドライブが具体的な成果をもたらすだけでなく、産業分野における接続性の継続的な進化に対して投資が耐えうるかどうかをより適切に判断できます。

キャビネット・フリー・ドライブ技術による適応的生産スペース

インテリジェント・サーボ・ドライブが現代機械の不可欠な部分となったことで、エンドユーザーはボタン一つで効率的なフォーマット変更とモーション・プロファイル適応を享受してきました。

しかしこの性能向上技術にはコストが伴います。サーボ・ドライブが増えると、大型でスペースを食う制御キャビネットが必要になります。

これらの「非生産的」なキャビネットは、モジュール化による生産設備拡張に使うべき生産スペースを埋めてしまいます。

歴史的に、モーターと制御ユニットは分離され、各モーターから制御キャビネットへ電力ケーブルとエンコーダー・ケーブルが引かれていました。

これは長らくサーボ技術を利用する唯一の方法でしたが、2014年にキャビネット・フリー・ドライブ技術が登場し、サーボ・ドライブのすべての利点を維持しながら、ケーブル・コストを最大90%削減し、制御キャビネットを完全に排除することで大幅なスペース獲得を実現しました。

IP65準拠で設計され、以前制御キャビネットにあったすべてのネットワーク・アクセス・コンポーネントが機械に直接取り付けられます。

メイン・モジュールは単一ユニットでシステム全体を電源に接続し、メイン・フィルター、メイン・チョーク、メイン・コンタクターを含みます。

制御エレクトロニクス、ブレーキ抵抗、ブレーキ・トランジスタを備えた回生電源モジュールが、制御キャビネット内の電源と制御エレクトロニクスを完全に置き換え、従来のキャビネット構造をシステム設計から完全に除外できます。

従来のオートメーションと比較し、キャビネット・フリー・ソリューションは同一モーター間隔でハイブリッド・ケーブルをわずかな量しか使用しません。

これは材料コストと設置時間を削減するだけでなく、ケーブル故障の確率を低減し、センサー、I/O、フィールドバス・コンポーネントを分散ドライブに直接接続することで追加のコスト削減を実現します。

統合安全機能による迅速なエンジニアリング

ドライブ統合安全機能は、人と機械の最大限の保護を確保しながら、生産性、人間工学、エンジニアリング効率を向上させる経済的な手段です。

非制御動作が重大な危険をもたらし、オペレーターが機械内部で過ごす時間が長ければ長いほど、機械指令2006/42/ECや関連地域規格に定める厳格な安全規制への準拠にメーカーが費やす時間は長くなることは周知の事実です。

インテリジェントなドライブ統合安全機能により、法的要件に従ったメンテナンス作業がより容易かつ効率的になり、システム・ダウンタイムと労務コストの削減において多くの競争上の優位性を提供します。

「安全停止1」「安全制限速度」「安全回転方向」といった需要の高い統合安全機能に加え、ドライブ統合安全機能のリーディング・イノベーターは、より幅広いロジック機能を市場に投入し、最高安全レベルであるカテゴリ4、パフォーマンス・レベルe、SIL3を満たすものも登場しています。

これらのより高度な機能には、安全ドア・ロック、安全ブレーキ・保持システムがあり、ドライブ内の冗長チャネルを介して2つの独立したブレーキを監視・制御し、重力負荷軸の下で作業員が作業する必要がある場合の安全性を確保します。

オープン・コア・エンジニアリングによる運用柔軟性

オープン・コア・エンジニアリングは、立ち上げ、運用、診断の各フェーズで従来のHMIデバイスをスマートな代替品に置き換え、これまでにない全く新しいアプリケーション可能性を切り開きます。

究極の運用利便性であるオープン・コア・エンジニアリングは、制御コアへのアクセスを拡張し、モバイルとデジタル技術を産業環境に導入することで、機械性能の最先端を解き放ちます。

オープン・コア・エンジニアリングで可能になるアプリケーションには、スキャン可能なQRコードによる機械立ち上げ、機械内プロセスの可視化、取得データを即座に送信・保存・評価できる診断ツールなどがあります。

すべての標準OSで一般的な高水準言語を使用し、新しい広範なアプリケーションが利用可能になるため、複雑な加工要件へのオーダーメイド・ソリューション開発がこれまで以上に可能になり、オープン・コア・エンジニアリングは今後のドライブ仕様決定の重要基準となります。

モーションとPLC機能の統合による上位コントローラーの排除

レックスロスのIndraMotion MLDユニットのような一流ドライブ・ソリューションの中には、モーションと一般的なPLC機能を組み合わせ、モジュラー・マシン・コンセプト向けのモダンでオープンなオートメーション・プラットフォームを創出するものがあります。

制御アーキテクチャをコンパクトなモーション・コントロール・システムで分散化し——モーションとロジック制御の両方をドライブ内で直接処理——ことで、上位コントローラーの必要性を完全に排除できます。

ハードウェアとケーブル削減による財務メリットに加え、このタイプのドライブ・アーキテクチャは、より容易なエンジニアリング、より迅速な立ち上げ、より迅速な診断、単一データ・ソースのバックアップのみで済むという追加メリットも提供します。

多様なプロセス・製造施設にスケーラブルで、使用を簡素化する即戦力の関数ライブラリを備え、このスタイルのドライブ・ベース・ソリューションは、基本アプリケーション向けの単軸制御から、最大10軸のマルチ軸制御まで利用可能です。

PLCopenベースのモジュールは標準化されたモーション・コントロール機能へのアクセスを提供し、オープン・テクノロジーと通信インターフェースがMLDの多様なオートメーション・コンセプトへの統合をシンプルにします。