Симатический модуль 6SL3055-0AA00-5MA0 6SL3 055-0AA00-5MA0 6SL3O55-OAAOO-5MAO

Siemens 6SL3055-0AA00-5MA0∙ SINAMICS SMI20 Сенсорный модуль ∙ Интегрированный двигатель SIN/COS Инкрементальная и абсолютная оценка кодера, выход DRIVE-CLiQ, для SINAMICS S120

Обзор

ВSiemens 6SL3055-0AA00-5MA0SMI20 SMC30), расположенные в панели рядом с усилителем привода, SMI20 устанавливается внутри терминальной коробки двигателя или корпуса кодера. Сигналы кодера sin и cossin обратной связи от кодера SIN / COS 1Vpp никогда не покидают двигатель в виде аналоговых сигналов.

SMI20 оценивает их локально, преобразует данные о положении и скорости в цифровой протокол DRIVE-CLiQ,и передает результат по одному кабелю DRIVE-CLiQ в блок управления SINAMICS S120 на панели.

Значение этой архитектуры заключается в целостности сигнала. Сигналы кодера SIN/COS представляют собой аналоговые напряжения малой амплитуды, которые уязвимы к электромагнитным помехам.шум общего режима, и снижение сигнала при длинном прохождении кабеля.

Привод на стороне двигателя выводит PWM-импульсы на частоте сотен вольт и килогерц; эти переключающие транзиторы индуктивно и емко соединяются с соседними кабелями.Запускать сырые сигналы SIN / COS от двигателя через шкаф, полный электроники привода, является проблемой EMC.

SMI20 устраняет эту проблему: уязвимые аналоговые сигналы перемещаются только на короткое расстояние внутри двигателя до SMI20, где они оцифровываются.

Оттуда шумоустойчивый цифровой сигнал DRIVE-CLiQ перемещается в блок управления, устойчивый к окружающей среде EMI, которая может испортить аналоговый сигнал.

Обозначение SMI20 в номере части 6SL3055-0AA00-5MA0 соответствует специфическому варианту с интегрированным двигателем в таксономии сенсорных модулей Siemens: SMC (монтируемый в шкафу), SME (внешний, IP67),SMI (интегрированный в двигатель).

Все три семейства имеют одну и ту же концептуальную функцию – оценка сигнала кодера и преобразование DRIVE-CLiQ – но отличаются механическим форм-фактором и местом установки.

Основные характеристики

Сигналы кодировщика SIN/COS Что оценивает SMI20

Кодеры SIN/COS производят два синусоидальных сигнала (синус и косинус), которые находятся в квадратной плоскости с 90 градусным фазовым смещением по мере движения диска кодера или линейной шкалы.В отличие от старых инкрементальных кодеров, которые производят цифровые импульсные поезда квадратной волны (TTL / HTL), кодеры SIN/COS выводят истинное синусоидное напряжение с амплитудой дифференциала 1 Vpp.

Связь между синусом и косинусом позволяет определить направление движения.позволяет проводить электронную интерполяцию, разделяя каждый электрический цикл на множество меньших позиций, вычисляя арктангент соотношения синуса/косинуса.

Физический кодер SIN/COS может производить 1024 синусоидальных цикла на обороты (1024 строки).088 градусов.

SMI20 применяет внутреннюю интерполяцию, чтобы разделить каждый электрический цикл на много дополнительных ступеньков. Точный фактор интерполяции зависит от спецификации модуля.

При 16384 точках интерполяции в цикле (общий показатель для модулей датчиков высокого разрешения) эффективное разрешение становится 1024 × 16384 = ~ 16,7 миллиона шагов в обороте,который для сервомотора соответствует угловому разрешению под дугой в секунду.

Такой разрешения требуют высокоточные станки-инструменты, регистрационные системы печатных станков и высокоточные роботизированные руки.

DRIVE-CLiQ Цифровой выход, который подключается к S120

DRIVE-CLiQ (Drive Component Link with Intelligence) - это серийный интерфейс компании Siemens, который соединяет все компоненты привода SINAMICS S120 - силовые модули, двигатели, датчики,и управляющие устройства в единую цифровую сеть.

Протокол содержит не только данные обратной связи (положение, скорость, температура), но и идентификационные данные (соединенный компонент идентифицирует себя с контрольным блоком) и диагностическую информацию.

Выход SMI20 DRIVE-CLiQ означает, что стандартный кабель DRIVE-CLiQ ¢ четыре скрученных пары в защищенном ящике с разъемами типа RJ45 ¢ проходит от двигателя к блок управления S120.

Управляющий блок считывает данные о положении и скорости двигателя из SMI20 при конфигурированной скорости сервоцикла (обычно 125μs или 250μs) и использует его для закрытия петлей управления положением и скоростью.

Не требуется отдельного кабеля кодера SMI20 полностью обрабатывает интерфейс кодера и представляет результат на DRIVE-CLiQ.

Это однокабельное соединение также упрощает пуск машины: блок управления автоматически обнаруживает SMI20 через протокол самоидентификации DRIVE-CLiQ,Определяет тип и конфигурацию кодера, и предварительно заполняет параметры привода соответственно.

Ручная запись разрешения кодера, типа сигнала и параметров интерфейса, которая требовалась при аналоговых соединениях кодера, заменяется автоматической конфигурацией.

Интегрированные с двигателем и монтированные в шкафу сенсорные модули

Выбор между модулями SMI (интегрированными в двигатель), SMC (монтируемыми в шкафу) и SME (внешние) зависит от сценария установки:

SMI (интегрированный двигатель, этот модуль):Наиболее подходящий для новых установок, где двигатель специально спроектирован или адаптирован для размещения SMI20 внутри его кодирующего отсека.

Обеспечивает кратчайший путь аналогового сигнала и наиболее устойчивую к ЭМИ установку.

Для установки требуется доступ к кодирующему терминалу двигателя.

SMC (установленная на шкафу):Используется, когда сенсорный модуль должен находиться в кабинете привода, либо потому, что двигатель не может вместить внутренний модуль,или потому, что кабель маршрутизации между двигателем и шкаф является фиксированным и шкаф является более практичным местом.

Аналоговые сигналы SIN/COS проходят от двигателя к шкафу через экранированный кабель, затем в SMC для оценки.

SME (внешний, IP67):Разработан для двигателей, где модуль кодера устанавливается снаружи на корпусе двигателя (не внутри), как правило, в корпусах IP67 для условий, когда влага, охладитель,или воздействие загрязнения требует высоких уровней защиты.

Частые вопросы

Q1: Может ли SMI20 (6SL3055-0AA00-5MA0) работать с любым кодером SIN/COS или только с конкретными моделями кодеров Siemens?

SMI20 оценивает стандартные дифференциальные сигналы SIN/COS 1Vpp, наиболее широко используемый стандарт сигнала в сервокодерах высокого разрешения от крупных производителей, включая Heidenhain,Стегманн (сейчас Сик), Фагора и других.

При условии, что кодер выводит 1 Vpp дифференциальных сигналов SIN/COS, а его требования к напряжению питания и току совместимы с выходом кодера питания SMI20,кодеры третьих лиц могут быть оценены.

Число линий кодера (разрешение) вводится в качестве параметра в конфигурации привода SINAMICS SMI20 сам обрабатывает любой источник SIN / COS 1Vpp без ограничения кодерами марки Siemens.

Вопрос 2: Поддерживает ли SMI20 абсолютные кодеры или только инкрементальные SIN/COS?

The SMI20's -5MA0 designation covers the SIN/COS incremental and absolute encoder variant — meaning it supports encoders that produce both SIN/COS incremental tracks for high-resolution velocity feedback and an absolute position word (typically via a serial channel such as EnDat or similar protocol superimposed on the SIN/COS signals).

При включении абсолютное положение отчитывается из кодера, исключая необходимость в цикле самонаведения.Инкрементальные пути SIN/COS обеспечивают обратную связь скорости и положения с высоким разрешением для сервоуправления с закрытым контуром..

Эта возможность двойной функции охватывает самые мощные сервокодеры, используемые в прецизионных приложениях CNC и робототехники.

Вопрос 3: Как SMI20 физически устанавливается в двигателе?

SMI20 предназначен для помещения в отсек кодировщика совместимых сервомоторов Siemens ̇ в тот же отсек, в котором обычно размещаются диск кодировщика и плата.Установка включает в себя снятие крышки кодера двигателя, установка модуля SMI20 на разъединитель интерфейса кодера внутри двигателя, маршрутизация кабеля DRIVE-CLiQ через кабельную железу двигателя и сборка крышки кодера.

Двигатель должен быть совместим с форм-фактором SMI20 не все типы двигателей могут вмещать модуль типа SMI.

Конкретные двигатели, совместимые с SMI20, перечислены в руководстве SINAMICS S120 Motor и документации SMI20.

Вопрос 4: Какова максимальная длина кабеля DRIVE-CLiQ между SMI20 и блок управления S120?

Максимальная длина кабеля DRIVE-CLiQ между любым сенсорным модулем и блок управления S120 составляет 100 метров при использовании стандартных кабелей DRIVE-CLiQ.

В шкафу для станков-инструментов, где блок управления и двигатель находятся в непосредственной близости, фактическая длина обычно намного короче, часто 2-5 метров от двигателя до шкафа.

Предел 100 метров поддерживает приложения, где кабинет привода удален от машины, например, в портальных системах или больших обрабатывающих центрах с центральным кабинетом привода.

Вопрос 5: В SMI20 указано, что последующие пересмотры были постепенно отменены.

Суффикс -5MA0 обозначает конкретный аппаратный пересмотр SMI20 в семействе модулей датчиков SINAMICS.) которые включают в себя улучшения аппаратного обеспечения, расширенные спецификации или обновленное прошивку.

Старые переработки выводятся из производства, но обычно остаются взаимозаменяемыми с более новыми переработками в существующих установках.

При закупке специального ремонта для целей технического обслуживания основной источником прекращенных ремонтов является рынок промышленных излишек.

Для новых машин следует указать последний текущий пересмотр производства Siemens.

Матрицы совместимости SINAMICS в Siemens Industry Online Support подтверждают, какие версии SMI20 совместимы с каждой версией прошивки S120.