Simatik modül 6SL3055-0AA00-5MA0 6SL3 055-0AA00-5MA0 6SL3O55-OAAOO-5MAO

Siemens 6SL3055-0AA00-5MA0 | SINAMICS SMI20 Sensör Modülü — Motor Entegre SIN/COS Artımlı ve Mutlak Kodlayıcı Değerlendirmesi, DRIVE-CLiQ Çıkışı, SINAMICS S120 İçin

Genel Bakış

Siemens 6SL3055-0AA00-5MA0 , SMI20'dir — kodlayıcı sinyal değerlendirmesini sürücü kabininde değil, motorun kendisinde gerçekleştiren motor entegre sensör modülü. Sürücü amplifikatörünün yanındaki panoda bulunan kabin tipi sensör modüllerinin (SMC10, SMC20, SMC30) aksine, SMI20 motorun terminal kutusu veya kodlayıcı muhafazası içine monte edilir. Kodlayıcı sinyalleri — bir SIN/COS 1Vpp kodlayıcıdan gelen sinüs ve kosinüs geri beslemesi — analog sinyaller olarak motordan asla çıkmaz.

SMI20 bunları yerel olarak değerlendirir, konum ve hız verilerini DRIVE-CLiQ dijital protokolüne dönüştürür ve sonucu tek bir DRIVE-CLiQ kablosu üzerinden panodaki SINAMICS S120 Kontrol Ünitesine iletir.

Bu mimarinin önemi sinyal bütünlüğüdür. SIN/COS kodlayıcı sinyalleri, elektromanyetik parazitlere, ortak mod gürültüsüne ve uzun kablo mesafelerinde sinyal bozulmasına karşı hassas olan küçük genlikli analog voltajlardır (tipik olarak 1Vpp).

Motor tarafı bir sürücü, yüzlerce volt ve kilohertz frekanslarında PWM darbeleri üretir; bu anahtarlama geçişleri yakındaki kablolara endüktif ve kapasitif olarak bağlanır. Ham SIN/COS sinyallerini motordan sürücü elektroniği dolu bir kabine geri çalıştırmak bir EMC sorunudur.

SMI20 bu sorunu ortadan kaldırır: hassas analog sinyaller yalnızca motordaki SMI20'ye kadar kısa mesafede seyahat eder ve burada dijitalleştirilir.

Oradan, gürültüden etkilenmeyen DRIVE-CLiQ dijital sinyali, analog bir sinyali bozacak EMI ortamına dayanıklı olan Kontrol Ünitesine gider.

6SL3055-0AA00-5MA0 parça numarasındaki SMI20 tanımı, Siemens'in sensör modülü taksonomisinde motor entegre varyantına karşılık gelir: SMC (kabin tipi), SME (harici, IP67 dereceli), SMI (motora entegre).

Her üç aile de aynı kavramsal işlevi paylaşır — kodlayıcı sinyal değerlendirmesi ve DRIVE-CLiQ dönüşümü — ancak mekanik form faktörü ve kurulum konumu açısından farklılık gösterir.

Anahtar Özellikler

SIN/COS Kodlayıcı Sinyalleri — SMI20'nin Değerlendirdiği

SIN/COS kodlayıcılar, kodlayıcı diski veya doğrusal ölçek hareket ettikçe faz farkı olan (90 derece faz kayması) iki sinüzoidal sinyal (sinüs ve kosinüs) üretir. Dijital kare dalga darbe dizileri (TTL/HTL) üreten eski artımlı kodlayıcıların aksine, SIN/COS kodlayıcılar 1Vpp diferansiyel genlikli gerçek sinüzoidal voltajlar çıkışı verir.

Sinüs ve kosinüs kanalları arasındaki faz farkı ilişkisi, hareket yönünün tespit edilmesini sağlar ve kritik olarak, her bir elektriksel döngüyü sinüs/kosinüs oranının arktanjantını hesaplayarak birçok daha küçük konum artışına bölerek elektronik enterpolasyona olanak tanır.

Fiziksel bir SIN/COS kodlayıcı, devir başına 1024 sinüzoidal döngü (1024 çizgi) üretebilir. Enterpolasyon olmadan, bu devir başına 4096 faz farkı kenarı verir — yaklaşık 0.088 derecelik bir çözünürlük.

SMI20, her bir elektriksel döngüyü birçok daha fazla artışa bölmek için dahili enterpolasyon uygular — kesin enterpolasyon faktörü modülün spesifikasyonuna bağlıdır.

Döngü başına 16384 enterpolasyon noktasında (yüksek çözünürlüklü sensör modülleri için yaygın bir rakam), etkili çözünürlük 1024 × 16384 = devir başına yaklaşık 16.7 milyon adım olur, bu da bir servo motor için ark-saniyenin altındaki açısal çözünürlüğe karşılık gelir.

Bu, hassas takım tezgahı eksenlerinin, baskı makinesi kayıt sistemlerinin ve yüksek doğruluklu robot kollarının gerektirdiği çözünürlüktür.

DRIVE-CLiQ — S120'ye Bağlanan Dijital Çıkış

DRIVE-CLiQ (Drive Component Link with Intelligence), tüm SINAMICS S120 sürücü bileşenlerini — güç modülleri, motor modülleri, sensör modülleri ve kontrol üniteleri — birleşik bir dijital ağa bağlayan Siemens'in özel seri arayüzüdür.

Protokol, yalnızca geri besleme verilerini (konum, hız, sıcaklık) değil, aynı zamanda tanımlama verilerini (bağlı bileşen kendini Kontrol Ünitesine tanıtır) ve teşhis bilgilerini de taşır.

SMI20'nin DRIVE-CLiQ çıkışı, standart bir DRIVE-CLiQ kablosunun — RJ45 tarzı konektörlere sahip korumalı bir ceket içinde dört bükümlü çift — motordan S120 Kontrol Ünitesine çalıştığı anlamına gelir.

Kontrol Ünitesi, motorun konum ve hız verilerini yapılandırılmış servo döngü hızında (tipik olarak 125μs veya 250μs) SMI20'den okur ve konum ve hız kontrol döngülerini kapatmak için kullanır. 

Ayrı bir kodlayıcı kablosuna gerek yoktur — SMI20 kodlayıcı arayüzünü tamamen yönetir ve sonucu DRIVE-CLiQ üzerinde sunar.

Bu tek kablolu bağlantı, makine devreye almasını da basitleştirir: Kontrol Ünitesi, DRIVE-CLiQ'nin kendi kendine tanımlama protokolü aracılığıyla SMI20'yi otomatik olarak algılar, kodlayıcı tipini ve yapılandırmasını belirler ve sürücü parametrelerini buna göre önceden doldurur.

Analog kodlayıcı bağlantılarıyla gerekli olan kodlayıcı çözünürlüğü, sinyal tipi ve arayüz parametrelerinin manuel girişi, otomatik yapılandırma ile değiştirilir.

Motor Entegre vs Kabin Tipi Sensör Modülleri

SMI (motor entegre), SMC (kabin tipi) ve SME (harici) sensör modülleri arasındaki seçim kurulum senaryosuna bağlıdır:

SMI (motor entegre, bu modül): Motorun SMI20'yi kodlayıcı bölmesine yerleştirmek üzere özel olarak tasarlandığı veya uyarlandığı yeni kurulumlar için en iyisidir.

En kısa analog sinyal yolunu ve en EMI'ye dayanıklı kurulumu sağlar. 

Kurulum için motora ait kodlayıcı terminaline erişim gerektirir.

SMC (kabin tipi): Sensör modülünün sürücü kabininde bulunması gerektiğinde kullanılır — ya motor dahili bir modülü barındıramadığı için ya da motor ve kabin arasındaki kablo yönlendirmesi sabit olduğu ve kabinin daha pratik konum olduğu için.

Analog SIN/COS sinyalleri motordan kabine ekranlı kablo aracılığıyla çalışır, ardından değerlendirme için SMC'ye girer.

SME (harici, IP67): Kodlayıcı modülünün motor muhafazası üzerine (içine değil) harici olarak monte edildiği, tipik olarak nem, soğutucu veya kirlilik maruziyetinin yüksek koruma dereceleri gerektirdiği ortamlar için IP67 dereceli muhafazalarda tasarlanmıştır.

SSS

S1: SMI20 (6SL3055-0AA00-5MA0) herhangi bir SIN/COS kodlayıcı ile mi çalışır, yoksa yalnızca belirli Siemens kodlayıcı modelleriyle mi?

SMI20, standart SIN/COS 1Vpp diferansiyel sinyallerini değerlendirir — Heidenhain, Stegmann (şimdi Sick), Fagor ve diğerleri dahil olmak üzere büyük üreticilerin yüksek çözünürlüklü servo kodlayıcılarında en yaygın kullanılan sinyal standardıdır.

Kodlayıcının 1Vpp SIN/COS diferansiyel sinyalleri çıkardığı ve besleme voltajı ve akım gereksinimlerinin SMI20'nin kodlayıcı besleme çıkışıyla uyumlu olduğu sürece, üçüncü taraf kodlayıcılar değerlendirilebilir.

Kodlayıcının çizgi sayısı (çözünürlük) SINAMICS sürücü yapılandırmasında bir parametre olarak girilir — SMI20, Siemens markalı kodlayıcılarla sınırlı olmaksızın herhangi bir SIN/COS 1Vpp kaynağını kendisi yönetir.

S2: SMI20 mutlak kodlayıcıları mı, yoksa yalnızca artımlı SIN/COS'u mu destekler?

SMI20'nin -5MA0 tanımı, SIN/COS artımlı ve mutlak kodlayıcı varyantını kapsar — bu, yüksek çözünürlüklü hız geri beslemesi için SIN/COS artımlı izleri ve bir mutlak konum kelimesi (tipik olarak SIN/COS sinyalleri üzerine bindirilmiş EnDat veya benzeri protokol gibi seri bir kanal aracılığıyla) üreten kodlayıcıları desteklediği anlamına gelir.

Güç açıldığında, mutlak konum kodlayıcıdan okunur, bu da bir referans döngüsü ihtiyacını ortadan kaldırır. Çalışma sırasında, artımlı SIN/COS izleri kapalı döngü servo kontrolü için yüksek çözünürlüklü hız ve konum geri beslemesi sağlar.

Bu çift işlevli yetenek, hassas CNC ve robotik uygulamalarda kullanılan en yetenekli servo kodlayıcıları kapsar.

S3: SMI20 fiziksel olarak motora nasıl monte edilir?

SMI20, uyumlu Siemens servo motorlarının kodlayıcı bölmesine sığacak şekilde tasarlanmıştır — normalde kodlayıcı diskini ve devre kartını barındıran bölme ile aynıdır. Kurulum, motorun kodlayıcı kapağının çıkarılmasını, SMI20 modülünün motor içindeki kodlayıcı arayüz konektörüne takılmasını, DRIVE-CLiQ kablosunun motorun kablo rakorundan geçirilmesini ve kodlayıcı kapağının yeniden monte edilmesini içerir.

Motor, SMI20 form faktörüyle uyumlu olmalıdır — tüm motor tipleri SMI tipi bir modülü barındırmaz.

SMI20 ile uyumlu belirli motorlar, SINAMICS S120 Motor Kılavuzu ve SMI20 belgelerinde listelenmiştir.

S4: SMI20 ve S120 Kontrol Ünitesi arasındaki maksimum DRIVE-CLiQ kablo uzunluğu nedir?

Herhangi bir sensör modülü ile S120 Kontrol Ünitesi arasındaki maksimum DRIVE-CLiQ kablo uzunluğu, standart DRIVE-CLiQ kabloları kullanılarak 100 metredir. Bu rakam SMI, SMC ve SME varyantları için eşit olarak geçerlidir.

Kontrol Ünitesi ve motorun yakın mesafede olduğu bir takım tezgahı kabini içinde, gerçek uzunluk tipik olarak çok daha kısadır — genellikle motordan kabine 2–5 metre.

100 metrelik sınır, sürücü kabininin makineden uzak olduğu uygulamaları destekler, örneğin portal sistemleri veya merkezi bir sürücü odasına sahip büyük işleme merkezleri gibi.

S5: SMI20'nin daha sonraki revizyonlarının aşamalı olarak kaldırıldığı belirtiliyor. Bu, tedarik açısından ne anlama geliyor?

-5MA0 soneki, SINAMICS sensör modülü ailesindeki SMI20'nin belirli bir donanım revizyonunu tanımlar. Siemens, donanım iyileştirmeleri, genişletilmiş spesifikasyonlar veya güncellenmiş firmware içeren yeni revizyonlar ( -5MA1, -5MA2 vb.) periyodik olarak tanıtır.

Eski revizyonlar üretimden kaldırılır ancak genellikle mevcut kurulumlarda daha yeni revizyonlarla değiştirilebilir.

Bakım amacıyla belirli bir revizyonun tedariki için, endüstriyel artık piyasası durdurulan revizyonlar için birincil kaynaktır. 

Yeni makine üretimleri için, Siemens'in üretiminden en son mevcut revizyon belirtilmelidir.

Siemens Industry Online Support'taki SINAMICS uyumluluk matrisleri, hangi SMI20 revizyonlarının her S120 firmware sürümüyle uyumlu olduğunu doğrular.