AB MPL-B320P-SJ72A آلن-برادلی MPLB430PSJ72AA موتورهای کم حرکت

Allen-Bradley MPL-B320P-SJ72A | موتور سروو بدون جاروبک سری Kinetix MP — 1.5 کیلووات، 3.05 نیوتن متر، 5000 دور در دقیقه، 400 ولت، انکودر Hiperface 1024 سین/کس، SpeedTEC DIN

مرور کلی

موتور سروو بدون جاروبک AC سری Kinetix MP مدل Allen-Bradley MPL-B320P-SJ72A در کلاس 400 ولت، با توان 1.5 کیلووات، گشتاور توقف پیوسته 3.05 نیوتن متر و سرعت نامی 5000 دور در دقیقه است. ویژگی تعیین کننده ای که آن را از نسخه های بعدی در همین خانواده فیزیکی متمایز می کند، دستگاه بازخورد آن است: یک انکودر مطلق تک دور سین/کس 1024 که بر روی پروتکل Hiperface کار می کند.

Hiperface — رابط انکودر هیبریدی سریال/آنالوگ که توسط Stegmann توسعه یافته است — دو کانال ارتباطی را در یک کابل ترکیب می کند: یک مسیر آنالوگ که 1024 چرخه سینوس/کسینوس در هر دور سیگنال موقعیت خام را خروجی می دهد، و یک کانال سریال دیجیتال RS-485 که داده های موقعیت مطلق، شناسه موتور و اطلاعات تشخیصی را حمل می کند.

درایو هر دو کانال را به طور همزمان پردازش می کند، از چرخه های سین/کس آنالوگ برای درون یابی با وضوح بالا در حین حرکت و از کانال سریال دیجیتال برای خواندن موقعیت مطلق در هنگام راه اندازی استفاده می کند. آنچه از انکودر به عنوان 1024 چرخه خارج می شود، با وضوح زاویه ای بسیار دقیق تر به درایو می رسد — دقت موقعیت عملی از آنچه که تعداد چرخه به تنهایی نشان می دهد فراتر می رود.

این ترکیب انکودر و پروتکل، استاندارد بازخورد دقیق برای پلتفرم های درایو Kinetix 6000 و 7000 بود که MPL-B320P-SJ72A در ماشین های تولیدی مشخص شد.

بسیاری از تاسیساتی که هنوز از این نسل های درایو استفاده می کنند، به این رابط بازخورد دقیق نیاز دارند — یک نوع انکودر دیجیتال با وضوح بالا، بر روی کانال Hiperface که مدار بازخورد درایو بر اساس آن طراحی شده است، ارتباط برقرار نخواهد کرد.

مشخصات کلیدی

انکودر Hiperface — چگونه 1024 سین/کس به داده های موقعیت دقیق تبدیل می شود

انکودر 1024 سین/کس در MPL-B320P-SJ72A برای هر 1/1024 دور موتور، یک موج سینوسی کامل و یک موج کسینوسی کامل تولید می کند. به طور خام، 1024 چرخه در هر دور به این معنی است که مسیرهای آنالوگ هر 0.352 درجه چرخش شفت، یک چرخه الکتریکی کامل 360 درجه را تکمیل می کنند.

اما 1024 چرخه در دور، نقطه شروع است، نه وضوح نهایی که درایو با آن کار می کند.

مدار پردازش بازخورد درایو Kinetix دامنه لحظه ای هر دو کانال سینوس و کسینوس را با سرعت بالا نمونه برداری می کند و موقعیت زاویه ای را در هر چرخه با استفاده از محاسبه آرکتانژانت — فرآیندی به نام درون یابی — محاسبه می کند.

نسبت های درون یابی 256:1 یا بالاتر در درایوهای سروو دقیق رایج است و هر چرخه مکانیکی 1/1024 را به 256 موقعیت درون یابی شده یا بیشتر تبدیل می کند.

بنابراین، وضوح مؤثر در ورودی درایو به ده ها هزار شمارش در هر دور می رسد، رقمی که توسط سخت افزار درون یابی درایو تعیین می شود و نه صرفاً توسط تعداد چرخه انکودر.

کانال دوم — لینک سریال RS-485 دیجیتال Hiperface — رجیستر موقعیت مطلق را حمل می کند. در هنگام روشن شدن، درایو این رجیستر را می خواند تا موقعیت دقیق شفت را در چرخه فعلی بدون هیچ حرکتی بداند.

سپس درایو موقعیت را از آن مرجع با استفاده از داده های سین/کس با وضوح دقیق درون یابی شده ردیابی می کند.

نتیجه یک سیستم بازخورد است که اطمینان راه اندازی مطلق یک رجیستر موقعیت دیجیتال را با بازخورد سرعت با وضوح بالا و پهنای باند بالا از یک مسیر سین/کس آنالوگ ترکیب می کند — دو وظیفه، یک کابل، یک کانکتور انکودر.

تک دور مطلق — آنچه ارائه می دهد و آنچه ارائه نمی دهد

تک دور مطلق به این معنی است که انکودر موقعیت زاویه ای را در یک چرخش کامل شفت از زمان روشن شدن می داند. در لحظه ای که درایو Kinetix راه اندازی می شود، بدون نیاز به حرکت شفت، مقدار موقعیتی بین 0 تا 359.999 درجه را از کانال سریال Hiperface می خواند.

آنچه این ارائه نمی دهد، دانش در مورد تعداد دورهای کاملی است که از آخرین راه اندازی انکودر انباشته شده است.

پس از قطع برق، اگر محور با یک یا چند دور کامل حرکت کرده باشد — از طریق لغزش، حرکت دستی، یا خزیدن مکانیکی — درایو موقعیت زاویه ای صحیح در داخل دور را می خواند اما نمی تواند موقعیت مطلق چند دور را بدون یک پیمایش خانگی تعیین کند.

در عمل این به این معنی است: پس از هر چرخه برق در یک محور خطی با بیش از یک دور موتور، یک بازگشت مرجع برای برقراری مجدد موقعیت مطلق چند دور مورد نیاز است.

برای محورهای چرخشی با کمتر از یک دور سفر کلی، یا برای کاربردهایی که موقعیت مطلق در داخل دور کافی است، انکودر تک دور، خانگی را به طور کامل حذف می کند. نوع چند دور Hiperface — سری MJ در همان خانواده موتور — حفظ مطلق را در چندین دور برای کاربردهایی که نیاز به حذف خانگی در طول سفر کامل محور یک الزام عملیاتی است، گسترش می دهد.

3.05 نیوتن متر پیوسته، 7.91 نیوتن متر پیک — همان پلتفرم عملکرد

مشخصات گشتاور MPL-B320P-SJ72A با نسخه SJ72AA بعدی یکسان است: 3.05 نیوتن متر گشتاور توقف پیوسته، 7.91 نیوتن متر پیک، 4.5 آمپر پیوسته و 14.0 آمپر جریان توقف پیک. نسخه انکودر، طراحی الکترومغناطیسی موتور، روتور مغناطیسی خاکی کمیاب، یا مشخصات سیم کشی را تغییر نمی دهد — فقط دستگاه بازخورد و رابط ارتباطی آن بین نسخه ها تغییر کرده است.

در سرعت نامی 5000 دور در دقیقه و خروجی 1.5 کیلووات، سیم کشی کلاس B 400 ولت، کلاس ولتاژ مناسب برای منابع صنعتی سه فاز اروپایی و جهانی 400-480 ولت است.

روتور مغناطیسی دائمی خاکی کمیاب که 3.05 نیوتن متر پیوسته را در یک محفظه 100 میلی متری با پشته 50.8 میلی متری تولید می کند، اینرسی روتور را در 0.000078 کیلوگرم متر مربع نگه می دارد — به اندازه کافی کم که جرم خود موتور حداقل به اینرسی کل سیستم که توسط درایو دیده می شود کمک می کند و اجازه می دهد تا 7.91 نیوتن متر پیک موجود عمدتاً بار را شتاب دهد نه خود موتور.

عایق کلاس H در 180 درجه سانتیگراد، حاشیه حرارتی را که وظیفه صنعتی پیوسته نیاز دارد، فراهم می کند.

نصب صحیح — مسیر حرارتی موتور از طریق سطح فلنج آن به ساختار ماشین است — نیاز به تماس حرارتی کافی بین سطح نصب موتور و ماشین دارد. نصب بر روی مواد عایق حرارتی یا با شکاف رابط بیش از حد، رتبه گشتاور پیوسته مؤثر موتور را کمتر از مقدار نامی کاهش می دهد.

کانکتور SpeedTEC DIN و شفت کلیددار

کانکتور دایره ای زاویه راست SpeedTEC DIN در پیکربندی قابل چرخش 180 درجه، همان رابط مکانیکی است که در سراسر سری MPL در این کد کانکتور استفاده می شود.

یک حلقه قفل کننده یک مرحله ای یک چهارم دور، کانکتور را در زمانی که طول می کشد تا از حالت قفل نشده به قفل شده بچرخد، به طور کامل درگیر می کند — قابل اعتماد، تکرار پذیر و با تأیید لمسی و صوتی درگیری کامل تأیید می شود.

چرخش 180 درجه سر زاویه راست اجازه می دهد تا جهت خروج کابل قبل از قفل شدن تنظیم شود و کابل را بدون تنش کابل در موتور به سمت مسیر هدایت کند.

اکستنشن شفت کلیددار، درگیری چرخشی مثبت بین موتور و کوپلینگ را فراهم می کند.

در گشتاور توقف پیوسته 3.05 نیوتن متر و پیک 7.91 نیوتن متر، کلید از هرگونه لغزش چرخشی بین شفت و هاب صرف نظر از وضعیت نیروی گیره جلوگیری می کند — به خصوص برای کاربردهایی با معکوس شدن شتاب مکرر که بار گشتاور سیکلی رابط شفت-کوپلینگ را به طور مکرر در جهت های متناوب تحت فشار قرار می دهد، مهم است.

کلید همراه موتور ارائه می شود؛ هاب کوپلینگ باید با یک کلیدخور مطابق با تلورانس صحیح برای قطر شفت موتور ماشین کاری شود.

هیچ درزگیر شفت به صورت کارخانه نصب نشده است. بدون درزگیر، رتبه IP بسته به جهت گیری نصب متفاوت است، همانطور که در بالا ذکر شد.

برای تاسیساتی که شکاف شفت در معرض سیالات فرآیند، خنک کننده، یا آلودگی قابل توجه قرار می گیرد، کیت درزگیر شفت مناسب — که به طور جداگانه با مراجعه به کاتالوگ درزگیر شفت MPL سفارش داده می شود — حفاظت شفت با رتبه IP66 را هنگام نصب صحیح قبل از نصب کوپلینگ فراهم می کند.

سازگاری درایو Kinetix و جزئیات پروتکل Hiperface

MPL-B320P-SJ72A و رابط انکودر Hiperface آن به طور بومی با خانواده های درایو Kinetix 6000، Kinetix 6200/6500، Kinetix 7000 و Ultra3000 سازگار هستند — پلتفرم های درایو Rockwell Automation که برای پردازش بازخورد پروتکل Hiperface بر روی کارت های رابط بازخورد موتور خود طراحی شده اند.

پروتکل Hiperface بر روی یک کابل و پین اوت کانکتور خاص در ترمینال موتور درایو عمل می کند.

ماژول بازخورد درایو باید از Hiperface پشتیبانی کند — همه ماژول های درایو Kinetix این کار را نمی کنند، و ماژول محور درایو باید برای نوع بازخورد سین/کس و پارامترهای ارتباط سریال Hiperface پیکربندی شود.

برای سیستم هایی که درایو موجود در حال حاضر برای Hiperface با موتور MPL دیگر پیکربندی شده است، MPL-B320P-SJ72A یک جایگزین مستقیم از نظر بازخورد است، با فرض اینکه سیم کشی برق و ترمز موتور نیز مطابقت داشته باشد.

یک ملاحظه عملی هنگام جایگزینی SJ72A با SJ72AA بعدی: SJ72AA از یک رابط انکودر متفاوت استفاده می کند — یک پروتکل بازخورد دیجیتال با وضوح بالا که با Kinetix 5500 و 5700 سازگار است — نه Hiperface.

SJ72AA یک جایگزین مستقیم سازگار با انکودر برای SJ72A بر روی درایو Kinetix 6000 یا Ultra3000 بدون تغییر ماژول بازخورد درایو یا خود درایو نیست.

سوالات متداول

س1: تفاوت بین MPL-B320P-SJ72A و MPL-B320P-SJ72AA چیست؟

هر دو موتور از نظر فیزیکی و الکتریکی یکسان هستند — همان فریم، همان طول پشته، همان گشتاور، جریان، سرعت، کانکتور، شفت و رتبه بندی IP. تنها تفاوت انکودر است. SJ72A یک انکودر مطلق تک دور سین/کس 1024 با پروتکل Hiperface را حمل می کند که با درایوهای Kinetix 6000، 7000 و Ultra3000 سازگار است.

SJ72AA یک انکودر دیجیتال با وضوح بالا و جدیدتر با استفاده از پروتکل بازخورد متفاوت را حمل می کند که علاوه بر 6000 و 7000، با Kinetix 5500 و 5700 نیز سازگار است. هنگام جایگزینی SJ72A بر روی یک ماشین موجود، انکودر موتور جایگزین باید با پروتکل بازخورد درایو نصب شده مطابقت داشته باشد — SJ72AA نمی تواند SJ72A را بر روی درایو Kinetix 6000 یا Ultra3000 بدون تغییرات در سمت درایو جایگزین کند.

س2: چگونه درایو به وضوح موقعیت بالا از 1024 چرخه سین/کس دست می یابد؟

درایو سطوح ولتاژ لحظه ای را در کانال های خروجی سینوس و کسینوس با نرخ بالا نمونه برداری می کند و زاویه کسری را در هر چرخه از طریق درون یابی آرکتانژانت محاسبه می کند.

نسبت درون یابی 256:1 هر چرخه مکانیکی 1/1024 را به 256 شمارش موقعیت درون یابی شده تبدیل می کند و وضوح بازخورد مؤثر تقریباً 262,144 شمارش در هر دور را در درایو می دهد — قابل مقایسه با یک انکودر دیجیتال 18 بیتی. 

وضوح درون یابی شده واقعی به سخت افزار پردازش بازخورد درایو بستگی دارد. نکته کلیدی: تعداد چرخه 1024، وضوح عملیاتی نیست؛ بلکه ماده خام است که الکترونیک درون یابی درایو آن را به یک سیگنال موقعیت بسیار دقیق تر تبدیل می کند.

س3: آیا انکودر تک دور در SJ72A پس از چرخه برق نیاز به خانگی دارد؟

برای محورهای خطی یا محورهای چرخشی با بیش از یک دور موتور سفر کلی: بله، معمولاً پس از قطع برق، یک پیمایش خانگی برای برقراری مجدد موقعیت مطلق چند دور مورد نیاز است.

کانال سریال Hiperface موقعیت زاویه ای مطلق را در یک دور در هنگام روشن شدن ارائه می دهد — اما نمی تواند دورهای کاملی را که ممکن است در طول قطع برق رخ داده باشد، در نظر بگیرد.

برای کاربردهایی که محور نمی تواند در طول قطع برق حرکت کند و موقعیت در داخل دور در هنگام روشن شدن معتبر شناخته می شود، درایو ممکن است موقعیت انکودر را مستقیماً بدون خانگی بپذیرد.

نوع چند دور (پسوند MJ) حفظ مطلق را در چندین دور گسترش می دهد و این نیاز را برای اکثر پیکربندی های محور حذف می کند.

س4: اگر کانکتور SpeedTEC به طور کامل قفل نشده باشد چه اتفاقی می افتد؟

کانکتور SpeedTEC که تا حدی درگیر شده است، تماس الکتریکی برقرار می کند اما سیگنال های Hiperface سین/کس و سریال در برابر تماس متناوب ناشی از لرزش آسیب پذیر خواهند بود.

حالت خرابی به صورت کدهای خطای متناوب انکودر در درایو ظاهر می شود — آلارم خطای موقعیت، آلارم از دست دادن بازخورد، یا رفتار سرعت نامنظم — به جای یک خطای پایدار که علت را بلافاصله شناسایی می کند. 

حلقه قفل کننده کانکتور باید تا زمانی که تأیید درگیری احساس شود، به طور کامل در موقعیت قفل شده چرخانده شود. در موتورهایی که در حین نگهداری جدا و دوباره نصب می شوند، تأیید مجدد درگیری کانکتور قبل از روشن کردن درایو، رویه صحیح است و حدود دو ثانیه طول می کشد.

س5: بررسی های نصب حیاتی خاص MPL-B320P-SJ72A چیست؟

قبل از اتصال، تأیید کنید که ماژول درایو Kinetix از پروتکل Hiperface پشتیبانی می کند — از پیکربندی محور درایو در Studio 5000 برای تأیید اینکه نوع بازخورد روی Hiperface/سین-کس تنظیم شده است، نه افزایشی یا دیجیتال با وضوح بالا، استفاده کنید.

تأیید کنید که کابل بازخورد موتور برای Hiperface درجه بندی شده است (کابل باید هم جفت های سین/کس آنالوگ و هم جفت دیفرانسیلی RS-485 را با شیلدینگ صحیح حمل کند — یک کابل انکودر استاندارد که جفت RS-485 را حذف می کند، حتی اگر مسیرهای آنالوگ به درستی متصل شوند، مانع خواندن موقعیت مطلق می شود).

قبل از روشن کردن درایو، کانکتور SpeedTEC را به طور کامل درگیر کنید.

تأیید کنید که شفت کلیددار و کلیدخور هاب کوپلینگ مطابقت دارند و بست نگهدارنده هاب طبق مشخصات گشتاور بسته شده است. پس از اولین روشن شدن، قبل از اجرای هرگونه دستور حرکت، تأیید کنید که درایو یک موقعیت مطلق پایدار می خواند.