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

Siemens 6AU1435-2AA00-0AA0 | SIMOTION D435-2 DP — คอนโทรลเลอร์ควบคุมการเคลื่อนที่แบบขับเคลื่อน, ประสิทธิภาพมาตรฐาน, 12 DI + 16 DI/DO, 6 DRIVE-CLiQ, 2 PROFIBUS, 3 Ethernet, พัดลมคู่, แบตเตอรี่

ภาพรวม

Siemens 6AU1435-2AA00-0AA0 คือ SIMOTION D435-2 DP — คอนโทรลเลอร์ควบคุมการเคลื่อนที่แบบขับเคลื่อนที่รันสภาพแวดล้อมการทำงานของ SIMOTION โดยตรงภายในแชสซีไดรฟ์ SINAMICS S120 ทำให้ไม่ต้องแยกฮาร์ดแวร์ระหว่างคอนโทรลเลอร์ควบคุมการเคลื่อนที่และแอมพลิฟายเออร์เซอร์โวไดรฟ์

บนเครื่องจักรที่มีแกนควบคุมหลายแกน การรวมระบบนี้หมายความว่าหน่วยทางกายภาพเดียวจะจัดการทั้งการประมวลผลโปรแกรมการเคลื่อนที่และการแปลงพลังงานสำหรับแกนที่เชื่อมต่อผ่าน DRIVE-CLiQ — ช่วยลดพื้นที่ในตู้ควบคุม ทำให้การเดินสายง่ายขึ้น และขจัดความล่าช้าในการสื่อสารที่เกิดขึ้นเมื่อคอนโทรลเลอร์ควบคุมการเคลื่อนที่แยกต่างหากส่งคำสั่งไปยังไดรฟ์แยกต่างหากผ่านฟิลด์บัส

D435-2 DP มีตำแหน่งในตระกูล SIMOTION D ในฐานะหน่วยที่มีประสิทธิภาพมาตรฐาน — อยู่เหนือ D425 (แกนน้อยลง หน่วยความจำน้อยลง) และต่ำกว่ารุ่น D445/D455 ที่ให้ความสามารถในการประมวลผลที่สูงขึ้นสำหรับแอปพลิเคชันที่มีแกนพร้อมกันมากขึ้นหรือรอบการอัปเดตที่เร็วขึ้น

ประสิทธิภาพมาตรฐานครอบคลุมแอปพลิเคชันเครื่องจักรการผลิตจริงส่วนใหญ่: เครื่องจักรบรรจุภัณฑ์แบบหลายแกนที่มีแกนเซอร์โวที่ประสานงานกัน 8–16 แกนที่รันการตัดแบบบิน การควบคุมการลงทะเบียน และโปรไฟล์การเคลื่อนที่แบบลูกเบี้ยว เครื่องพิมพ์ที่มีการควบคุมแรงตึงของเว็บและการแก้ไขการลงทะเบียน และระบบม้วนที่ควบคุมความเร็วตามเส้นผ่านศูนย์กลางที่ชดเชยกันในหลายสถานีม้วน

สถาปัตยกรรมแบบขับเคลื่อนทำงานได้เพราะ SIMOTION D สร้างขึ้นบนแพลตฟอร์มฮาร์ดแวร์ SINAMICS S120 Control Unit พอร์ต DRIVE-CLiQ ของ D435-2 DP เชื่อมต่อกับ SINAMICS Motor Modules (อิเล็กทรอนิกส์กำลังแบบแกนเดียวและสองแกน) Sensor Modules (สำหรับตัวเข้ารหัสภายนอก) และ Terminal Modules (สำหรับ I/O เพิ่มเติม) สร้างระบบเซอร์โวไดรฟ์ที่สมบูรณ์ในโทโพโลยีวงแหวนหรือดาว DRIVE-CLiQ

คอนโทรลเลอร์ควบคุมการเคลื่อนที่สื่อสารกับโมดูลพลังงานแต่ละตัวผ่าน DRIVE-CLiQ ที่อัตราการวนรอบเซอร์โวภายใน — 125µs หรือ 250µs — โดยไม่มีค่าใช้จ่ายเพิ่มเติมของฟิลด์บัส เนื่องจากเป็นการเชื่อมต่อฮาร์ดแวร์โดยตรงภายในตู้เดียวกัน

ข้อมูลจำเพาะหลัก

สถาปัตยกรรม SIMOTION D — คอนโทรลเลอร์และไดรฟ์เป็นหนึ่งเดียว

แนวคิด SIMOTION D สมควรได้รับการอธิบายอย่างชัดเจน เพราะมันเปลี่ยนวิธีที่สถาปนิกของระบบเครื่องจักรคิดเกี่ยวกับรายการวัสดุฮาร์ดแวร์ ในเครื่องจักรเซอร์โวแบบดั้งเดิม รายการประกอบด้วย: คอนโทรลเลอร์ควบคุมการเคลื่อนที่ (PLC หรือคอมพิวเตอร์ควบคุมการเคลื่อนที่เฉพาะทาง) การ์ดฟิลด์บัส สายเคเบิลสื่อสาร แชสซีไดรฟ์ โมดูลแอมพลิฟายเออร์เซอร์โว และการ์ดอินเทอร์เฟซตัวเข้ารหัส

ในระบบ SIMOTION D รายการจะยุบรวม: D435-2 DP แทนที่คอนโทรลเลอร์ควบคุมการเคลื่อนที่และการ์ดฟิลด์บัสทั้งหมด โดยวางไว้โดยตรงภายในแชสซีไดรฟ์ SINAMICS S120 ในช่อง CU (Control Unit)

DRIVE-CLiQ คือเครือข่ายภายในที่เชื่อมต่อ D435-2 DP กับส่วนอื่นๆ ทั้งหมดในตู้ควบคุม Motor Modules รับค่าตั้งความเร็วและส่งข้อมูลกระแสและความเร็วที่แท้จริงกลับผ่าน DRIVE-CLiQ ที่อัตราการวนรอบเซอร์โว

Sensor Modules นำสัญญาณตัวเข้ารหัสภายนอก (จากมาตรวัดเชิงเส้น ตัวเข้ารหัสแบบหมุนที่ติดตั้งบนกลไกเครื่องจักรแทนที่จะเป็นเพลาของมอเตอร์) เข้าสู่เครือข่าย DRIVE-CLiQ เดียวกัน ซึ่งปรากฏต่อคอนโทรลเลอร์ควบคุมการเคลื่อนที่เหมือนอุปกรณ์ป้อนกลับเพิ่มเติม 

Terminal Modules เพิ่ม I/O ดิจิทัลและแอนะล็อกให้กับโทโพโลยี DRIVE-CLiQ ทำให้มีช่องสัญญาณเพิ่มเติมในตู้ควบคุมโดยไม่ต้องส่งกลับไปยังขั้วต่อ I/O ของ D435-2 DP เอง

พอร์ต DRIVE-CLiQ หกพอร์ตบน D435-2 DP กำหนดจำนวนการเชื่อมต่อ DRIVE-CLiQ โดยตรงสูงสุดที่หน่วยสามารถรองรับได้ — ซึ่งในทางปฏิบัติแทบไม่ถึงขีดจำกัดนี้ เนื่องจาก Motor Module หนึ่งตัวสามารถรองรับแกนสองแกนได้ (โมดูลแบบสองแกน) และฮับ DRIVE-CLiQ สามารถขยายโทโพโลยีให้เกินหกการเชื่อมต่อได้

ระดับประสิทธิภาพมาตรฐานกำหนดจำนวนแกนเซอร์โวที่ใช้งานและระดับความซับซ้อนของการคำนวณโปรไฟล์การเคลื่อนที่ที่สามารถทำงานได้ภายในเวลาที่กำหนดของรอบการอัปเดตเซอร์โว

รายละเอียดอินเทอร์เฟซ — 12 DI, 16 DI/DO และการเชื่อมต่อภายนอก

อินเทอร์เฟซ I/O ของ D435-2 DP ครอบคลุมทั้งสัญญาณเครื่องจักรในพื้นที่และการสื่อสารระดับโรงงาน:

อินพุตดิจิทัลแบบคงที่ (12 ช่อง, 24V DC): สิ่งเหล่านี้เชื่อมต่อโดยตรงกับสัญญาณระดับเครื่องจักรที่คอนโทรลเลอร์ควบคุมการเคลื่อนที่จำเป็นต้องอ่านแบบซิงโครนัสกับรอบเซอร์โว — สวิตช์โฮมมิ่ง เซ็นเซอร์เครื่องหมายลงทะเบียน ตัวตรวจสอบโซนความปลอดภัย และสัญญาณไบนารีความเร็วสูงอื่นๆ ที่ป้อนเข้าสู่ตรรกะโปรแกรมการเคลื่อนที่

เนื่องจากเป็นอินพุตโดยตรงไปยังหน่วยควบคุม แทนที่จะเป็น I/O ที่ส่งผ่านฟิลด์บัส สัญญาณเหล่านี้จึงพร้อมใช้งานสำหรับโปรแกรมการเคลื่อนที่ภายในรอบเซอร์โวโดยไม่มีความล่าช้าของ PROFIBUS หรือ Ethernet

DI/DO ที่กำหนดค่าได้ (16 ช่อง): แต่ละช่องในกลุ่มนี้สามารถกำหนดค่าเป็นอินพุตดิจิทัลหรือเอาต์พุตดิจิทัลได้ ทำให้มีความยืดหยุ่นในการจับคู่จำนวนสัญญาณของเครื่องจักรเฉพาะในแต่ละทิศทางโดยไม่ต้องบังคับให้แบ่งคงที่

เอาต์พุตในกลุ่มนี้สามารถสั่งการเปิดใช้งานไดรฟ์ การควบคุมเบรก และตัวกระตุ้นเครื่องจักรอื่นๆ ภายใต้การควบคุมโปรแกรมการเคลื่อนที่โดยตรง

พอร์ต PROFIBUS สองพอร์ต: เชื่อมต่อ D435-2 DP กับ PROFIBUS DP master ของโรงงาน (โดยทั่วไปคือ S7-300 หรือ S7-400 ที่ทำหน้าที่เป็นตัวควบคุมดูแล PLC ของเครื่องจักร) กับ PROFIBUS DP slave (I/O แบบกระจาย ไดรฟ์เพิ่มเติม) หรือทั้งสองอย่างพร้อมกันในสองส่วน PROFIBUS ที่เป็นอิสระ

PROFIBUS DP เป็นฟิลด์บัสหลักสำหรับระบบ SIMOTION D ที่มาก่อนรุ่น PROFINET (-2AD suffix) และพอร์ตคู่ช่วยให้การเชื่อมต่อ master และ slave อยู่ร่วมกันได้

พอร์ต Ethernet สามพอร์ต: การเชื่อมต่อ Industrial Ethernet สำหรับการเชื่อมต่อซอฟต์แวร์วิศวกรรม SIMOTION SCOUT การสื่อสาร SIMATIC HMI (WinCC Flexible, WinCC หรือแผงพื้นฐานผ่าน PROFINET) และการรวม IT (เซิร์ฟเวอร์ OPC UA, เว็บเซิร์ฟเวอร์)

รุ่น D435-2 DP มี Ethernet แต่ไม่มี PROFINET IO — ใช้ Ethernet สำหรับการวิศวกรรมและการเข้าถึง HMI ในขณะที่การรวมไดรฟ์และ I/O แบบกระจายทำงานผ่าน PROFIBUS DP และ DRIVE-CLiQ

พัดลมคู่และแบตเตอรี่ — คุณสมบัติความน่าเชื่อถือในการปฏิบัติงาน

ระบบพัดลมคู่เป็นส่วนประกอบด้านความน่าเชื่อถือทางกลของ D435-2 DP: พัดลมระบายความร้อนอิสระสองตัวจัดการการระบายความร้อนของหน่วยควบคุม หากพัดลมตัวใดตัวหนึ่งเสีย — ซึ่งเป็นโหมดความล้มเหลวทั่วไปในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่ระบายความร้อนด้วยพัดลมหลังจากใช้งานมาหลายปี — พัดลมที่เหลือจะยังคงให้อากาศไหลเวียนและหน่วยยังคงทำงานได้

สภาพแวดล้อมการทำงานของ SIMOTION จะตรวจสอบสถานะของพัดลมแต่ละตัวและสร้างคำเตือนการวินิจฉัยเมื่อตรวจพบความล้มเหลวของพัดลม ทำให้ทีมบำรุงรักษามีเวลาในการวางแผนเปลี่ยนพัดลมตามกำหนดการในช่วงหน้าต่างการบำรุงรักษาถัดไป แทนที่จะประสบปัญหาการหยุดทำงานโดยไม่ได้วางแผนเมื่อพัดลมตัวที่สองล้มเหลวในที่สุดภายใต้ความเค้นความร้อนที่เพิ่มขึ้น

โมดูลแบตเตอรี่ที่รวมอยู่ด้วยมีฟังก์ชันเฉพาะ: การรักษาเนื้อหาของ SRAM ของ SIMOTION D435-2 ในระหว่างที่ไฟฟ้าดับ

SRAM ใช้สำหรับเก็บข้อมูล — ตัวแปรในโปรแกรมการเคลื่อนที่ที่ถูกทำเครื่องหมายว่าสามารถเก็บรักษาได้ ซึ่งต้องรักษาค่าของมันไว้เมื่อปิดและเปิดเครื่องใหม่ หากไม่มีแบตเตอรี่ ข้อมูลที่สามารถเก็บรักษาได้จะสูญหายเมื่อไฟฟ้าดับ ซึ่งในแอปพลิเคชันเครื่องจักรหลายอย่างหมายความว่าเครื่องจักรจะต้องทำการโฮมและเริ่มต้นใหม่หลังจากการขัดจังหวะไฟฟ้าทุกครั้ง

ด้วยแบตเตอรี่ สถานะของเครื่องจักร (ตำแหน่งแกน เคาน์เตอร์การผลิต ข้อมูลสูตรที่เก็บไว้ในตัวแปรที่สามารถเก็บรักษาได้) จะคงอยู่เมื่อไฟฟ้าดับ และเครื่องจักรสามารถทำงานต่อจากจุดที่หยุดไปได้หลังจากไฟฟ้ากลับมา

แบตเตอรี่มีอายุการใช้งานที่กำหนดและควรเปลี่ยนตามกำหนดเวลาในเอกสาร SIMOTION D

คำถามที่พบบ่อย

คำถามที่ 1: ความแตกต่างระหว่าง D435-2 DP (6AU1435-2AA00-0AA0) และ D435-2 DP/PN (6AU1435-2AD00-0AA0) คืออะไร?

ทั้งสองรุ่นเหมือนกันในด้านขนาดทางกล จำนวน I/O (12 DI, 16 DI/DO) พอร์ต DRIVE-CLiQ (6) พอร์ต Ethernet (3) พอร์ต USB (2) หน่วยความจำ และระดับประสิทธิภาพ

ความแตกต่างอยู่ที่ชุดอินเทอร์เฟซการสื่อสาร: D435-2 DP มีพอร์ต PROFIBUS 2 พอร์ตและไม่มีฟังก์ชัน PROFINET IO Controller — Ethernet มีให้สำหรับการวิศวกรรมและ HMI แต่ไม่ใช่สำหรับการควบคุมอุปกรณ์ PROFINET IO

D435-2 DP/PN เพิ่มความสามารถ PROFINET IO Controller และ IO Device ควบคู่ไปกับพอร์ต PROFIBUS ทำให้สามารถรวม ET 200SP, ET 200S หรือไดรฟ์ที่รองรับ PROFINET เป็นอุปกรณ์ PROFINET IO ได้

สำหรับการติดตั้งใหม่ รุ่น DP/PN มีความหลากหลายมากกว่า

สำหรับระบบที่มีโครงสร้างพื้นฐาน PROFIBUS DP ที่มีอยู่ รุ่น DP เท่านั้นเป็นตัวเลือกที่เหมาะสมและมักจะมีราคาถูกกว่า

คำถามที่ 2: D435-2 DP สามารถควบคุมแกนเซอร์โวได้กี่แกนพร้อมกันที่ประสิทธิภาพมาตรฐาน?

จำนวนแกนสูงสุดที่แน่นอนขึ้นอยู่กับเวลาการวนรอบเซอร์โว (รอบเซอร์โว Tservo) ความซับซ้อนของโปรไฟล์การเคลื่อนที่ของแต่ละแกน และประเภทของวัตถุเทคโนโลยี (แกน TO, การประมาณเส้นทาง TO, ลูกเบี้ยว TO) ที่กำหนดค่าไว้

ที่รอบการอัปเดตเซอร์โวมาตรฐาน 2ms, D435-2 DP รองรับการกำหนดค่าจริงได้สูงสุด 16 ถึง 32 แกน ขึ้นอยู่กับความซับซ้อนของโปรไฟล์การเคลื่อนที่ต่อแกน แอปพลิเคชันที่ง่ายกว่า (แกนความเร็วที่ไม่มีโปรไฟล์ลูกเบี้ยวที่ซับซ้อน) สามารถรองรับได้ในระดับสูงกว่า แอปพลิเคชันที่มีการประมาณเส้นทางการเคลื่อนที่หลายแกน การส่งกำลังแบบอิเล็กทรอนิกส์ข้ามหลายแกน และการคำนวณโปรไฟล์ลูกเบี้ยวต่อรอบจะใช้ทรัพยากรการประมวลผลต่อแกนมากขึ้น

เครื่องมือประสิทธิภาพของ SIMOTION SCOUT จะแสดงตัวบ่งชี้ภาระการวนรอบระหว่างการว่าจ้างงานเพื่อยืนยันว่าระบบอยู่ในงบประมาณการประมวลผล

คำถามที่ 3: SIMOTION D435-2 DP สามารถรันฟังก์ชัน SIMATIC PLC ควบคู่ไปกับการควบคุมการเคลื่อนที่ได้หรือไม่?

ใช่ สภาพแวดล้อมการทำงานของ SIMOTION รวมเอา SIMATIC PLC runtime เข้ามาโดยตรงควบคู่ไปกับวัตถุเทคโนโลยีการควบคุมการเคลื่อนที่ โปรแกรม IEC 61131-3 ที่เขียนด้วย LAD, FBD หรือ ST (Structured Text) จะทำงานบน SIMOTION D ในฐานะโปรแกรม PLC มาตรฐาน โดยทำงานในกรอบงานเดียวกันกับโปรแกรมการเคลื่อนที่

สิ่งนี้ช่วยขจัดความจำเป็นในการใช้ SIMATIC S7 PLC แยกต่างหากสำหรับการจัดลำดับเครื่องจักร การควบคุม I/O และการสื่อสารกับผู้ปฏิบัติงาน — D435-2 DP จัดการทั้งการควบคุมการเคลื่อนที่ความเร็วสูงและฟังก์ชัน PLC ระดับเครื่องจักรในหน่วยเดียว

ฟังก์ชัน PLC จะถูกกำหนดค่าและตั้งโปรแกรมใน SIMOTION SCOUT ควบคู่ไปกับวัตถุการเคลื่อนที่

คำถามที่ 4: ซอฟต์แวร์ใดบ้างที่จำเป็นสำหรับการว่าจ้างงานและตั้งโปรแกรม D435-2 DP?

SIMOTION SCOUT เป็นเครื่องมือวิศวกรรมหลัก — จัดการการกำหนดค่าฮาร์ดแวร์ (โทโพโลยี DRIVE-CLiQ พารามิเตอร์แกน การกำหนดค่า PROFIBUS/Ethernet) การกำหนดพารามิเตอร์วัตถุการเคลื่อนที่ (ประเภทแกน ขีดจำกัดความเร็ว พารามิเตอร์ควบคุมตำแหน่ง) และการเขียนโปรแกรมแอปพลิเคชันใน IEC 61131-3 และภาษา MCC (Motion Control Chart) ของ SIMOTION เอง

SIMOTION SCOUT ต้องการพีซีวิศวกรรมมาตรฐานที่มีระบบปฏิบัติการ Windows และสื่อสารกับ D435-2 DP ผ่าน Ethernet (หรือ PROFIBUS ผ่านการ์ด CP 5611/5622)

เครื่องมือว่าจ้างงานไดรฟ์ STARTER (หรือเทียบเท่าใน TIA Portal คือ Startdrive) จัดการการกำหนดค่าพารามิเตอร์ SINAMICS S120 Motor Module ภายในสภาพแวดล้อม SCOUT

คำถามที่ 5: แบตเตอรี่ระบุว่ารวมอยู่ด้วย แบตเตอรี่มีอายุการใช้งานนานเท่าใด และขั้นตอนการเปลี่ยนคืออะไร?

โมดูลแบตเตอรี่ SIMOTION D มีอายุการใช้งานตามปกติประมาณสามปีภายใต้สภาวะการทำงานทั่วไป

สภาพแวดล้อมการทำงานของ SIMOTION จะตรวจสอบแรงดันแบตเตอรี่และสร้างข้อความเตือนเมื่อแบตเตอรี่ใกล้หมดอายุการใช้งาน โดยแจ้งล่วงหน้าก่อนที่ความสามารถในการเก็บรักษาข้อมูลจะสูญหาย

การเปลี่ยนแบตเตอรี่จะดำเนินการเมื่อ D435-2 DP ได้รับพลังงาน — หน่วยยังคงทำงานระหว่างการสลับ เนื่องจากดีไซน์ช่องใส่แบตเตอรี่คู่ช่วยให้สามารถถอดแบตเตอรี่เก่าออกและใส่แบตเตอรี่ใหม่ได้โดยไม่ขัดจังหวะการจ่ายไฟไปยัง SRAM

แบตเตอรี่สำรองเป็นแบตเตอรี่แบบกระดุมลิเธียมมาตรฐาน (ประเภทที่ระบุในคู่มือการใช้งาน SIMOTION D) ซึ่งมีจำหน่ายเป็นอะไหล่มาตรฐานของ Siemens

การเปลี่ยนแบตเตอรี่ควรถือเป็นการบำรุงรักษาตามกำหนดการที่ดำเนินการตามรอบสามปี ไม่ใช่การตอบสนองต่อการแจ้งเตือนแบตเตอรี่