SIMOTION Управляющий блок 6AU1435-2AA00-0AA0 6AU1 435-2AA00-0AA0 6AU1435-2AAOO-OAAO

Siemens 6AU1435-2AA00-0AA0 | SIMOTION D435-2 DP — Контроллер движения на базе привода, стандартная производительность, 12 DI + 16 DI/DO, 6 DRIVE-CLiQ, 2 PROFIBUS, 3 Ethernet, двойной вентилятор, батарея

Обзор

Siemens 6AU1435-2AA00-0AA0 — это SIMOTION D435-2 DP — контроллер движения на базе привода, который запускает среду выполнения SIMOTION непосредственно внутри шасси привода SINAMICS S120, устраняя отдельное аппаратное различие между контроллером движения и усилителем сервопривода.

На станке с несколькими управляемыми осями эта интеграция означает, что одно физическое устройство обрабатывает как выполнение программы движения, так и преобразование мощности для осей, подключенных через DRIVE-CLiQ — сокращая занимаемое место в шкафу, упрощая проводку и устраняя задержку связи, которая существует, когда отдельный контроллер движения отправляет команды отдельному приводу через полевую шину.

D435-2 DP занимает свое место в семействе SIMOTION D как устройство со стандартной производительностью — расположенное выше D425 (меньше осей, меньше памяти) и ниже вариантов D445/D455, которые обеспечивают более высокую вычислительную мощность для приложений с большим количеством одновременных осей или более быстрыми циклами обновления.

Стандартная производительность охватывает большинство реальных производственных машин: многоосевая упаковка с 8–16 скоординированными сервоосями, выполняющими синхронную резку, контроль регистрации и профили движения на основе кулачков; печатные машины с контролем натяжения полотна и контурами коррекции регистрации; и намоточные системы с регулируемой скоростью с учетом диаметра по нескольким намоточным станциям.

Архитектура на базе привода работает, потому что SIMOTION D построен на аппаратной платформе блока управления SINAMICS S120. Порты DRIVE-CLiQ D435-2 DP подключаются к модулям двигателей SINAMICS (одноосевая и двухосевая силовая электроника), модулям датчиков (для внешних энкодеров) и модулям терминалов (для дополнительного ввода/вывода), создавая полную систему сервопривода в кольцевой или звездообразной топологии DRIVE-CLiQ.

Контроллер движения обменивается данными с каждым силовым модулем через DRIVE-CLiQ с внутренней скоростью сервоцикла — 125 мкс или 250 мкс — без накладных расходов на полевую шину, поскольку соединение является прямым аппаратным обеспечением в одном и том же шкафу.

Ключевые характеристики

Архитектура SIMOTION D — контроллер и привод как единое целое

Концепция SIMOTION D заслуживает четкого объяснения, поскольку она меняет представление архитекторов машинных систем о спецификации аппаратного обеспечения. В традиционной сервомашине спецификация включает: контроллер движения (ПЛК или выделенный компьютер движения), карту полевой шины, кабели связи, шасси привода, модули сервоусилителей и карты интерфейса энкодера.

В системе SIMOTION D список сокращается: D435-2 DP полностью заменяет контроллер движения и его карту полевой шины, располагаясь непосредственно внутри шасси привода SINAMICS S120 в слоте CU (блок управления).

DRIVE-CLiQ — это внутренняя сеть, которая соединяет D435-2 DP со всем остальным в шкафу привода. Модули двигателей получают заданные значения скорости и возвращают данные о фактическом токе и скорости через DRIVE-CLiQ со скоростью сервоцикла.

Модули датчиков подключают сигналы внешних энкодеров (от линейных шкал, поворотных энкодеров, установленных на механизме станка, а не на валу двигателя) к той же сети DRIVE-CLiQ, где они отображаются для контроллера движения как дополнительные устройства обратной связи. 

Модули терминалов добавляют цифровые и аналоговые входы/выходы к топологии DRIVE-CLiQ, размещая дополнительные каналы сигналов в шкафу привода без необходимости их маршрутизации обратно к собственному разъему входов/выходов D435-2 DP.

Шесть портов DRIVE-CLiQ на D435-2 DP определяют максимальное количество прямых подключений DRIVE-CLiQ, которые может поддерживать устройство — ограничение, которое на практике редко достигается, поскольку один модуль двигателя может обслуживать две оси (двухосевые модули), а хабы DRIVE-CLiQ могут расширять топологию за пределы шести подключений.

Рейтинг стандартной производительности определяет количество активных сервоосей и сложность расчетов профилей движения, которые могут выполняться в течение настроенного времени цикла обновления сервопривода.

Разбивка интерфейса — 12 DI, 16 DI/DO и внешние подключения

Интерфейс входов/выходов D435-2 DP охватывает как локальные сигналы машины, так и связь на уровне предприятия:

Фиксированные цифровые входы (12 каналов, 24 В постоянного тока): Они подключаются непосредственно к сигналам машинного уровня, которые контроллер движения должен считывать синхронно с сервоциклом — концевые выключатели, датчики регистрационных меток, мониторы безопасных зон и другие высокоскоростные двоичные сигналы, которые поступают в логику программы движения.

Будучи прямыми входами блока управления, а не входами/выходами, маршрутизируемыми через полевую шину, эти сигналы доступны для программы движения в пределах сервоцикла без задержек PROFIBUS или Ethernet.

Конфигурируемые DI/DO (16 каналов): Каждый канал в этой группе может быть индивидуально сконфигурирован как цифровой вход или цифровой выход, обеспечивая гибкость для соответствия конкретному количеству сигналов машины в каждом направлении без принудительного фиксированного разделения.

Выходы в этой группе могут управлять сигналами включения привода, тормозами и другими исполнительными механизмами машины под прямым управлением программы движения.

Два порта PROFIBUS: Подключают D435-2 DP к мастеру PROFIBUS DP предприятия (обычно S7-300 или S7-400, действующему как управляющий контроллер ПЛК машины), к ведомым устройствам PROFIBUS DP (распределенные входы/выходы, дополнительные приводы) или к обоим одновременно на двух независимых сегментах PROFIBUS.

PROFIBUS DP является основной полевой шиной для систем SIMOTION D, предшествующих вариантам PROFINET (суффикс -2AD), а двойной порт позволяет одновременно использовать подключение мастера и ведомого.

Три порта Ethernet: Промышленное подключение Ethernet для подключения программного обеспечения для проектирования SIMOTION SCOUT, связи с SIMATIC HMI (WinCC Flexible, WinCC или базовые панели через PROFINET) и интеграции с ИТ (сервер OPC UA, веб-сервер).

Вариант D435-2 DP имеет Ethernet, но не PROFINET IO — он использует Ethernet для проектирования и доступа к HMI, в то время как интеграция привода и распределенных входов/выходов осуществляется через PROFIBUS DP и DRIVE-CLiQ.

Двойной вентилятор и батарея — функции надежности эксплуатации

Двойная система вентиляции — это механизм обеспечения механической надежности D435-2 DP: два независимых охлаждающих вентилятора обеспечивают тепловое управление блока управления. Если один вентилятор выходит из строя — распространенный отказ любой вентилируемой электроники после многих лет эксплуатации — оставшийся вентилятор продолжает обеспечивать воздушный поток, и устройство остается работоспособным.

Среда выполнения SIMOTION отслеживает состояние каждого вентилятора и генерирует диагностическое предупреждение при обнаружении отказа вентилятора, давая команде технического обслуживания время запланировать плановую замену вентилятора во время следующего окна обслуживания, а не испытывать незапланированный останов, когда второй вентилятор в конечном итоге выходит из строя под увеличенной тепловой нагрузкой.

Входящий в комплект модуль батареи выполняет конкретную функцию: сохранение содержимого SRAM SIMOTION D435-2 при потере питания.

SRAM используется для хранения данных — переменных в программе движения, помеченных как сохраняемые, которые должны сохранять свои значения при циклах питания. Без батареи сохраняемые данные теряются при сбое питания, что во многих машинных приложениях означает, что машину необходимо заземлить и повторно инициализировать после каждого прерывания питания.

С батареей состояние машины (положения осей, счетчики производства, данные рецептов, хранящиеся в сохраняемых переменных) сохраняется при потере питания, и машина может возобновить работу с того места, где она остановилась, после восстановления питания.

Батарея имеет определенный срок службы и должна заменяться в соответствии с графиком, указанным в документации SIMOTION D.

FAQ

В1: В чем разница между D435-2 DP (6AU1435-2AA00-0AA0) и D435-2 DP/PN (6AU1435-2AD00-0AA0)?

Два варианта идентичны по механическим размерам, количеству входов/выходов (12 DI, 16 DI/DO), портам DRIVE-CLiQ (6), портам Ethernet (3), портам USB (2), памяти и уровню производительности.

Разница заключается в комплекте коммуникационных интерфейсов: D435-2 DP имеет 2 порта PROFIBUS и функцию контроллера PROFINET IO — Ethernet доступен для проектирования и HMI, но не для управления устройствами PROFINET IO.

D435-2 DP/PN добавляет возможности контроллера PROFINET IO и устройства IO наряду со своими портами PROFIBUS, позволяя интегрировать ET 200SP, ET 200S или приводы с поддержкой PROFINET в качестве устройств PROFINET IO.

Для новых установок вариант DP/PN более универсален. 

Для систем с существующей инфраструктурой PROFIBUS DP вариант только DP является подходящим и, как правило, более дешевым выбором.

В2: Сколько сервоосей может одновременно управлять D435-2 DP при стандартной производительности?

Точное максимальное количество осей зависит от времени цикла обновления сервопривода (сервоцикл Tservo), сложности профиля движения каждой оси и типа используемых технологических объектов (ось TO, интерполяция пути TO, кулачок TO).

При стандартном цикле обновления сервопривода 2 мс D435-2 DP поддерживает практическую конфигурацию до 16–32 сервоосей в зависимости от сложности профиля движения на ось. Более простые приложения (оси скорости без сложных кулачковых профилей) могут поддерживать верхний предел; приложения с многоосевой интерполяцией пути, электронным согласованием между многими осями и расчетами кулачковых профилей за цикл используют больше вычислительных ресурсов на ось.

Инструмент производительности SIMOTION SCOUT предоставляет индикаторы загрузки цикла во время ввода в эксплуатацию для подтверждения того, что система находится в пределах своих вычислительных ресурсов.

В3: Может ли SIMOTION D435-2 DP выполнять функции ПЛК SIMATIC наряду с управлением движением?

Да. Среда выполнения SIMOTION интегрирует среду выполнения ПЛК SIMATIC непосредственно наряду с технологическими объектами управления движением. Программы IEC 61131-3, написанные на LAD, FBD или ST (структурированный текст), выполняются на SIMOTION D как стандартные программы ПЛК, выполняясь в той же структуре задач, что и программы движения.

Это устраняет необходимость в отдельном ПЛК SIMATIC S7 для последовательности работы машины, управления входами/выходами и связи с оператором — D435-2 DP обрабатывает как высокоскоростное управление движением, так и функции ПЛК машинного уровня в одном устройстве.

Функции ПЛК настраиваются и программируются в SIMOTION SCOUT наряду с объектами движения.

В4: Какое программное обеспечение требуется для ввода в эксплуатацию и программирования D435-2 DP?

SIMOTION SCOUT — это основной инструмент проектирования — он обрабатывает конфигурацию оборудования (топология DRIVE-CLiQ, параметры оси, конфигурация PROFIBUS/Ethernet), параметризацию объектов движения (типы осей, пределы скорости, параметры управления положением) и программирование приложений на IEC 61131-3 и собственном графическом языке MCC (Motion Control Chart) SIMOTION.

SIMOTION SCOUT требует стандартный инженерный ПК с ОС Windows и подключается к D435-2 DP через Ethernet (или PROFIBUS через карту CP 5611/5622).

Инструмент ввода в эксплуатацию приводов STARTER (или его эквивалент в TIA Portal, Startdrive) обрабатывает параметризацию модулей двигателей SINAMICS S120 в среде SCOUT.

В5: Батарея указана как включенная. Как долго служит батарея и какова процедура замены?

Модуль батареи SIMOTION D имеет номинальный срок службы около трех лет при типичных условиях эксплуатации.

Среда выполнения SIMOTION отслеживает напряжение батареи и генерирует предупреждающее сообщение, когда батарея приближается к концу срока службы, предоставляя предварительное уведомление до потери возможности сохранения данных.

Замена батареи выполняется при включенном питании D435-2 DP — устройство остается в рабочем состоянии во время замены, поскольку конструкция двойного держателя батарей позволяет извлечь старую батарею и вставить новую, не прерывая питание SRAM.

Запасная батарея представляет собой стандартную литиевую кнопочную ячейку (тип указан в руководстве по эксплуатации SIMOTION D), доступную в качестве стандартной запасной части Siemens.

Замена батареи должна рассматриваться как плановая задача технического обслуживания, выполняемая каждые три года, а не как реакция на сигнал тревоги батареи.