6FC211-0BA01-0AA4 อินเทอร์เฟซไดรฟ์แบบแอนะล็อก 6FC2 11-0BA01-0AA4 6FC211-OBAO1-OAA4

Siemens 6FC211-0BA01-0AA4 | SINUMERIK ADI4 — อินเทอร์เฟซไดรฟ์แบบอะนาล็อกสำหรับ 4 แกนผ่าน PROFIBUS DP, อินพุต 24V DC, เอาต์พุตเซ็ตพอยต์อะนาล็อก ±10V, ตัวเข้ารหัส TTL/SSI, เวอร์ชัน D

ภาพรวม

Siemens 6FC211-0BA01-0AA4 คือ ADI4 (Analog Drive Interface for 4 Axes) ผลิตโดยหน่วยงานผลิตเฉพาะสำหรับ CNC ของ Siemens ในเมืองหนานจิง ประเทศจีน ในฐานะฮาร์ดแวร์เวอร์ชัน D ของ ADI4 โมดูลนี้แสดงถึงการปรับปรุงที่สมบูรณ์ในวงจรชีวิตของผลิตภัณฑ์ โดยรวมเอาการปรับปรุงการออกแบบที่สะสมมา ในขณะที่ยังคงความเข้ากันได้ทางฟังก์ชันและซอฟต์แวร์กับข้อกำหนดของ SINUMERIK ADI4บทบาททางวิศวกรรมของ ADI4 แก้ปัญหาความท้าทายในการรวมระบบที่เกิดขึ้นอย่างต่อเนื่องในการปรับปรุงเครื่องมือเครื่องจักร CNC และการติดตั้งแบบไฮบริด: SINUMERIK CNC สื่อสารกับไดรฟ์เซอร์โวและสปินเดิลผ่าน PROFIBUS DP โดยใช้ข้อความโปรโตคอลดิจิทัล แต่ฐานการติดตั้งขนาดใหญ่ของแอมพลิฟายเออร์เซอร์โวแบบอะนาล็อก — รวมถึงซีรีส์ SIMODRIVE 611 แบบอะนาล็อกที่ใช้งานอย่างแพร่หลายและแอมพลิฟายเออร์เซอร์โวของบุคคลที่สามจำนวนมาก — รับคำสั่งความเร็วเป็นเพียงสัญญาณแรงดันไฟฟ้าอะนาล็อก ±10V

หากไม่มี ADI4 ผู้ออกแบบระบบจะต้องเผชิญกับการเปลี่ยนไดรฟ์ทั้งหมด (ค่าใช้จ่ายสูง, เวลาหยุดทำงานนาน) หรือละทิ้ง CNC ที่ทันสมัย (สูญเสียความสามารถในการตั้งโปรแกรมและคุณสมบัติการวินิจฉัย) ADI4 ขจัดทางเลือกนี้

เชื่อมต่อเป็น PROFIBUS DP slave บนบัสแบบ equidistant โมดูลจะรับเซ็ตพอยต์ความเร็วแบบดิจิทัลจาก CNC ในแต่ละรอบบัส แปลงเป็นแรงดันไฟฟ้าอะนาล็อก ±10V ที่ช่องเอาต์พุตทั้งสี่ และในขณะเดียวกันก็อ่านการป้อนกลับตัวเข้ารหัสแบบ incremental หรือ SSI จากแต่ละแกน

ข้อมูลตัวเข้ารหัสจะถูกประมวลผลภายใน บรรจุในเฟรมข้อความโปรไฟล์ PROFIDrive และส่งกลับไปยัง CNC ผ่าน PROFIBUS — ทำให้ตัวควบคุม CNC มีค่าจริงของตำแหน่งและความเร็วแบบเรียลไทม์ในรูปแบบดิจิทัล แม้ว่าไดรฟ์ทางกายภาพจะเป็นแบบอะนาล็อกก็ตาม

สำหรับ CNC, ADI4 จะแสดงแกนเซอร์โวแบบดิจิทัลสี่แกน; สำหรับไดรฟ์, มันจะแสดงสัญญาณคำสั่งอะนาล็อกแบบดั้งเดิม ±10V สี่ช่อง ทั้งสองฝ่ายเห็นอินเทอร์เฟซที่คาดหวัง

ข้อมูลจำเพาะหลัก

พารามิเตอร์

เครื่องหมาย "VERSION: D" บนฉลากผลิตภัณฑ์ระบุการแก้ไขฮาร์ดแวร์ของหน่วย ADI4 นี้ Siemens ใช้ตัวอักษรเวอร์ชันตามลำดับ (A, B, C, D...) เพื่อติดตามการเปลี่ยนแปลงในการออกแบบฮาร์ดแวร์ทางกายภาพ — การอัปเดตส่วนประกอบ, การแก้ไขเลย์เอาต์ PCB, หรือการปรับปรุงการผลิต — ในขณะที่ข้อกำหนดทางฟังก์ชันและอินเทอร์เฟซซอฟต์แวร์ยังคงเหมือนเดิมในทุกเวอร์ชัน

ADI4 เวอร์ชัน D เป็นการแก้ไขในระยะหลังที่ได้รับประโยชน์จากความสมบูรณ์ของการออกแบบ

เวอร์ชันฮาร์ดแวร์เริ่มต้นของโมดูลควบคุมการเคลื่อนไหวแบบฝังใดๆ อาจมีข้อผิดพลาดที่เกี่ยวข้องกับกรณีการใช้งานเฉพาะ, ความคลาดเคลื่อนของส่วนประกอบ, หรือประสิทธิภาพ EMC ภายใต้เงื่อนไขการติดตั้งเฉพาะ เวอร์ชันที่ใหม่กว่าจะแก้ไขสิ่งเหล่านี้ผ่านการเปลี่ยนแปลงฮาร์ดแวร์ที่กำหนดเป้าหมาย

หน่วยเวอร์ชัน D ที่ได้มาจากชุดการผลิตในยุคนี้แสดงถึงพื้นฐานฮาร์ดแวร์ที่เชื่อถือได้และได้รับการกำหนดลักษณะอย่างดีสำหรับการติดตั้งหรือเปลี่ยนเครื่องจักร

จากมุมมองของวิศวกรการว่าจ้าง, ฮาร์ดแวร์ ADI4 ทุกเวอร์ชันจะกำหนดค่าเหมือนกันผ่าน SINUMERIK Toolbox หรือ SIMOTION SCOUT — ตัวอักษรเวอร์ชันไม่เปลี่ยนแปลงการตั้งค่าพารามิเตอร์, ขั้นตอนการกำหนดค่า PROFIBUS, หรือขั้นตอนการกำหนดแกน

Equidistant PROFIBUS DP — ข้อกำหนดที่ต้องเข้าใจอย่างชัดเจน

ข้อกำหนดหนึ่งต้องเข้าใจอย่างชัดเจนก่อนที่จะระบุ ADI4: มันทำงานเฉพาะบน PROFIBUS DP แบบ equidistant (isochronous) เท่านั้น ไม่ใช่บนส่วน PROFIBUS DP แบบอะซิงโครนัสมาตรฐาน

PROFIBUS DP มาตรฐานทำงานด้วยเวลาอินเตอร์ไซเคิลที่แปรผัน — มาสเตอร์จะสอบถามสเลฟให้เร็วที่สุดเท่าที่จะทำได้ แต่เวลาเริ่มต้นที่แน่นอนของแต่ละรอบบัสจะแตกต่างกันเล็กน้อย

ความแปรปรวนนี้ไม่สำคัญสำหรับโมดูล I/O แต่เป็นอันตรายต่อการควบคุมเซอร์โว: CNC ต้องทราบอย่างแม่นยำว่าเซ็ตพอยต์ความเร็วถูกนำไปใช้เมื่อใดและค่าจริงของตัวเข้ารหัสถูกจับเมื่อใด มิฉะนั้นตัวควบคุมความเร็วและตำแหน่งจะไม่สามารถทำงานได้ด้วยแบนด์วิดท์และความแข็งแกร่งที่จำเป็นสำหรับการตัดเฉือน

Equidistant PROFIBUS DP กำหนดเวลาวงจรบัสที่คงที่และทำซ้ำ (Tdp) ซึ่งจะซิงโครไนซ์กับวงจรควบคุมตำแหน่งภายในของ CNC

อุปกรณ์ทุกชิ้นบนบัส — รวมถึง ADI4 — จะส่งและรับในช่องเวลาที่กำหนดไว้ล่วงหน้าภายในแต่ละช่วง Tdp

ADI4 จะนำเซ็ตพอยต์ดิจิทัลที่ได้รับไปใช้กับเอาต์พุตอะนาล็อกที่จุดคงที่ในแต่ละรอบ และจับสถานะตัวนับตัวเข้ารหัสที่จุดคงที่เดียวกัน ทำให้ CNC มีเส้นทางการป้อนกลับที่สม่ำเสมอและทราบความหน่วง

Tdp ขั้นต่ำที่ ADI4 รองรับคือ 2ms — ทำให้วงจรควบคุมตำแหน่งทำงานได้สูงสุด 500Hz

สำหรับการกัด, กลึง, และเจียระไนแบบทั่วไปส่วนใหญ่ สิ่งนี้เพียงพอแล้ว

โหมด PROFIBUS DP แบบ equidistant จะถูกเปิดใช้งานและกำหนดค่าผ่านเครื่องมือเริ่มต้น SINUMERIK หรือการกำหนดค่า isochronous DP ของ STEP 7/TIA Portal

เอาต์พุตอะนาล็อกและอินพุตตัวเข้ารหัส — รายละเอียดการเชื่อมต่อ

เอาต์พุตอะนาล็อก (ขั้วต่อ X3):

ช่องเอาต์พุตอะนาล็อก ±10V DC สี่ช่องเชื่อมต่อกับอินพุตอ้างอิงความเร็ว (Nset หรือขั้วต่อ ±10V) ของไดรฟ์แต่ละแกน สายเคเบิลต้องเป็นแบบคู่บิดเกลียวหุ้มฉนวน โดยมีฉนวนต่อลงดินที่ราง PE ของตู้ไดรฟ์การเดินสายสัญญาณอะนาล็อกให้ห่างจากสายไฟเป็นสิ่งสำคัญเพื่อป้องกันสัญญาณรบกวนที่เหนี่ยวนำบนสัญญาณแรงดันไฟฟ้าต่ำ — แม้แต่สัญญาณรบกวน 10–20mV บนเซ็ตพอยต์ ±10V ก็แสดงถึงข้อผิดพลาดความเร็ว 0.1–0.2% ที่ความเร็วเต็ม ซึ่งจะสะสมในวงจรตำแหน่งเมื่อเวลาผ่านไป

อินพุตตัวเข้ารหัส (ขั้วต่อ X4-1, X4-2, X5-1, X5-2):

ขั้วต่ออินพุตตัวเข้ารหัสทั้งสี่ช่องรับได้ทั้งตัวเข้ารหัสแบบ incremental TTL (5V differential, RS422) หรือตัวเข้ารหัสแบบสัมบูรณ์ SSIเอาต์พุต 24V DC ของโมดูล (24V / 0.5A) จ่ายไฟให้กับตัวเข้ารหัสผ่านขั้วต่อเดียวกัน — ขจัดความจำเป็นในการใช้แหล่งจ่ายไฟตัวเข้ารหัส 24V แยกต่างหากสำหรับแกนที่ใช้ตัวเข้ารหัส HTL 24V พร้อมการปรับระดับสัญญาณที่เหมาะสม แม้ว่าตัวเข้ารหัส 5V RS422 จะดึงพลังงานจากแหล่งจ่ายไฟภายใน 5V ของโมดูลก็ตาม

สัญญาณตัวเข้ารหัสจะถูกประมวลผลผ่านวงจรตัวนับและการประมาณค่าภายในของ ADI4: พัลส์ควอดราเจอร์ A/B ของตัวเข้ารหัสแบบ incremental แต่ละตัวจะถูกนับด้วยการตรวจจับขอบ ×4 จากนั้นคูณด้วยแฟกเตอร์ 2048 เป็นบิตสำรองความละเอียดสูงพิเศษก่อนส่งไปยัง CNC ผ่าน PROFIBUS

สิ่งนี้ทำให้ตัวเข้ารหัส 2500 พัลส์/รอบ มีความละเอียดที่มีประสิทธิภาพมากกว่า 20 ล้านนับต่อรอบเมื่อมองเห็นโดยตัวควบคุมตำแหน่งของ CNC — เกินความแม่นยำทางกลของระบบไดรฟ์อย่างมาก และรับประกันว่าวงจรตำแหน่งจะไม่ถูกจำกัดโดยการควอนไทซ์ของตัวเข้ารหัส

สภาพแวดล้อมการติดตั้งและข้อควรพิจารณาในการลดประสิทธิภาพ

ฉลากระบุอุณหภูมิแวดล้อมสูงสุด 50°C นี่คืออุณหภูมิของอากาศที่อยู่รอบๆ ADI4 ภายในตู้ควบคุม ไม่ใช่อุณหภูมิภายนอกตู้ ในแผงที่บรรจุหนาแน่น — โดยเฉพาะอย่างยิ่งที่บรรจุแอมพลิฟายเออร์เซอร์โวและแหล่งจ่ายไฟที่สร้างความร้อนจำนวนมาก — อุณหภูมิภายในตู้สามารถสูงกว่าอุณหภูมิแวดล้อมภายนอกได้อย่างมาก

การจัดการความร้อนของตู้ (การระบายอากาศ, เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน, การระบายความร้อนด้วยพัดลม) ต้องแน่ใจว่าตำแหน่งของ ADI4 ภายในแผงไม่เกิน 50°C

ADI4 ได้รับการจัดอันดับสำหรับการทำงานภายในตู้ควบคุมแบบปิดเท่านั้น — ไม่อนุญาตให้ติดตั้งแบบเปิด

โครงสร้างให้การป้องกันที่จำเป็นต่อฝุ่นนำไฟฟ้าและอนุภาคโลหะที่มีอยู่ในสภาพแวดล้อมของเครื่องมือเครื่องจักรอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้

สกรูสายดินป้องกัน (M6) บนตัวเรือน ADI4 ต้องเชื่อมต่อกับราง PE ของตู้เพื่อให้แน่ใจว่าสายดินของแชสซีของโมดูลได้รับการอ้างอิงอย่างถูกต้องและประสิทธิภาพ EMC ยังคงอยู่

คำถามที่พบบ่อย

คำถามที่ 1: 6FC211-0BA01-0AA4 เป็นผลิตภัณฑ์เดียวกับ 6FC5211-0BA01-0AA4 หรือไม่ และสามารถใช้แทนกันได้หรือไม่

ทั้งสองมีชื่อผลิตภัณฑ์ ADI4 และทำงานเหมือนกัน — อินเทอร์เฟซไดรฟ์แบบอะนาล็อกสำหรับ 4 แกนผ่าน PROFIBUS DP คำนำหน้า 6FC211 ระบุสายการผลิต Siemens Nanjing (จีน) ในขณะที่ 6FC5211 เป็นหมายเลขชิ้นส่วนสำหรับตลาดโลก/ยุโรป

ทั้งสองรุ่นผลิตตามข้อกำหนดทางฟังก์ชัน SINUMERIK ADI4 เดียวกัน และกำหนดค่าเหมือนกันในเครื่องมือเริ่มต้นของ CNC ในแอปพลิเคชันเครื่องมือเครื่องจักรส่วนใหญ่สามารถใช้แทนกันได้

อย่างไรก็ตาม เมื่อสั่งซื้อเป็นอะไหล่ทดแทนสำหรับเครื่องจักรเฉพาะ ควรจับคู่หมายเลขชิ้นส่วนบนเอกสารการจัดส่งหรือเอกสารเครื่องจักร และควรตรวจสอบการกำหนดค่าฮาร์ดแวร์ฝั่ง CNC เพื่อยืนยันว่าไฟล์ GSD PROFIBUS ของหน่วยทดแทนได้รับการยอมรับจากซอฟต์แวร์ NCU ที่มีอยู่

คำถามที่ 2: เอาต์พุตระบุว่าเป็น "24V DC / 0.5A" หรือไม่ นี่คือเอาต์พุตแหล่งจ่ายไฟแยกต่างหาก หรือเป็นแหล่งจ่ายไฟตัวเข้ารหัส

เอาต์พุต 24V DC / 0.5A บน ADI4 คือแหล่งจ่ายไฟตัวเข้ารหัส — เอาต์พุต 24V แบบควบคุมและป้องกันการลัดวงจรที่จ่ายไฟให้กับตัวเข้ารหัส HTL (ซึ่งต้องการแหล่งจ่ายไฟ 24V) ที่เชื่อมต่อกับช่องอินพุตตัวเข้ารหัสของ ADI4

ขีดจำกัด 0.5A คือกระแสรวมทั้งหมดสำหรับช่องตัวเข้ารหัสทั้งสี่ช่อง โดยทั่วไปตัวเข้ารหัสแต่ละตัวจะใช้กระแส 50–200mA ตัวเข้ารหัสที่เกินงบประมาณรวม 0.5A ต้องใช้แหล่งจ่ายไฟ 24V ภายนอก

ตัวเข้ารหัส TTL (5V) จะดึงพลังงานจากแหล่งจ่ายไฟภายใน 5V ของ ADI4 เอง และไม่ใช้เอาต์พุต 24V / 0.5A

คำถามที่ 3: ที่อยู่ PROFIBUS ถูกตั้งค่าบน ADI4 อย่างไร และที่อยู่ใหม่จะมีผลเมื่อใด

ที่อยู่ PROFIBUS ถูกตั้งค่าโดยใช้บล็อกสวิตช์ DIL S2 บนโมดูล ADI4 สวิตช์จะเข้ารหัสที่อยู่ในรูปแบบไบนารี ช่วงที่อยู่ที่เป็นไปได้คือ 1 ถึง 125 (การกำหนดที่อยู่มาตรฐาน PROFIBUS ไม่รวมที่อยู่ที่สงวนไว้)

ที่อยู่ที่ตั้งใหม่จะมีผลหลังจากรอบการปิด/เปิดเครื่องเท่านั้น — การเปลี่ยนตำแหน่งสวิตช์ขณะที่โมดูลมีไฟจะไม่เปลี่ยนที่อยู่ที่ใช้งานทันที ที่อยู่ที่ตั้งบน S2 ต้องตรงกับที่อยู่สเลฟที่กำหนดให้กับ ADI4 นี้ในการกำหนดค่าฮาร์ดแวร์ของ CNC (Toolbox หรือ HW Config) อย่างแม่นยำ ความไม่ตรงกันจะทำให้ ADI4 ไม่สามารถเข้าร่วมวง PROFIBUS DP ได้เมื่อเริ่มต้นระบบ

คำถามที่ 4: สามารถกำหนดค่าโมดูล ADI4 สองโมดูลบนวง PROFIBUS DP เดียวกันได้หรือไม่ และจำนวนแกนรวมสูงสุดคือเท่าใด

โมดูล ADI4 หลายโมดูลสามารถทำงานบนวง PROFIBUS DP แบบ equidistant เดียวกันได้ โดยแต่ละโมดูลมีที่อยู่ PROFIBUS ของตัวเองและช่องสัญญาณอะนาล็อกสี่ช่อง

โดยทั่วไปสามารถกำหนดค่าโมดูล ADI4 ได้สูงสุดสี่โมดูลต่อระบบ CNC ขึ้นอยู่กับประเภทของ CNC (802D, 840D, 840Di) ทำให้มีแกนไดรฟ์อะนาล็อกรวมสูงสุด 16 แกนในระบบที่ใช้ ADI4 ทั้งหมด

แต่ละโมดูลต้องมีที่อยู่ PROFIBUS ที่ไม่ซ้ำกัน และภาระการสื่อสาร PROFIBUS รวมของสเลฟ ADI4 ทั้งหมดบวกกับสเลฟ DP อื่นๆ ต้องอยู่ในขอบเขตของเวลาวงจร equidistant ขั้นต่ำ (Tdp ≥ 2ms) ที่โมดูล ADI4 ทั้งหมดสามารถรองรับได้

คำถามที่ 5: ข้อมูลการวินิจฉัยที่ไฟ LED ของ ADI4 ให้มาเมื่อแก้ไขปัญหาคืออะไร

ADI4 มีไฟ LED สองดวงแบบสองฟังก์ชัน, H1 และ H2, แต่ละดวงแสดงสองสถานะขึ้นอยู่กับเงื่อนไขข้อผิดพลาด:

H1 (PW/TMP): เมื่อติดสว่าง แสดงว่าสถานะเปิดเครื่องปกติ

เมื่อ H1 แสดงข้อผิดพลาด TMP (อุณหภูมิ), มันจะส่งสัญญาณว่าอุณหภูมิภายในของโมดูลเกินเกณฑ์การป้องกัน — สภาวะอุณหภูมิสูงเกินไปซึ่งอาจเกิดจากการระบายอากาศในตู้ไม่เพียงพอหรืออุณหภูมิแวดล้อมสูงเกินไปที่ตำแหน่งของโมดูล

H2 (EXCH/RDY): ในการทำงานปกติ, H2 ติดสว่าง แสดงว่าโมดูลพร้อมและกำลังสื่อสาร PROFIBUS (RDY) H2 กะพริบ แสดงว่ากำลังมีการแลกเปลี่ยนเฟรมข้อความ PROFIBUS (EXCH) — ระหว่างการเจรจาเริ่มต้นระบบหรือการดาวน์โหลดพารามิเตอร์

H2 ปิดในขณะที่ H1 ติดสว่าง มักจะบ่งชี้ว่าการเชื่อมต่อ PROFIBUS ถูกสร้างขึ้นที่ชั้นกายภาพ แต่ไม่มีการแลกเปลี่ยนข้อมูลแบบวนรอบ — ตรวจสอบการจับคู่ที่อยู่ PROFIBUS และการกำหนดค่าฮาร์ดแวร์ของ CNC