انكودر مقياس القيمة المطلقة متعدد الدورات زیمنس 6FX2001-5QP24

27 بت | PROFIBUS DP-V2 | 10-30 فولت تيار مستمر | 6000 دورة في الدقيقة | شفة تثبيت | وضع متزامن | SINUMERIK / SIMOTION / SINAMICS / SIMATIC

بيانات الموضع التي تبقى بعد انقطاع التيار الكهربائي

معظم أجهزة التشفير الدورانية تجيب على نفس السؤال: أين يوجد العمود الآن؟ تجيب أجهزة التشفير المطلقة على سؤال أصعب: أين كان العمود عندما انقطع التيار الكهربائي، وأين هو الآن بعد عودة كل شيء؟ إن جهاز التشفير المطلق متعدد الدورات زیمنس 6FX2001-5QP24 مصمم خصيصًا لهذا السؤال الثاني - حيث يوفر كلمة موضع حقيقية بدقة 27 بت عبر PROFIBUS DP-V2 فور تشغيل النظام، بدون دورة تحديد موضع، بدون تشغيل مرجعي، وبدون إهدار وقت الآلة.

تم تصميم هذا المشفر كجهاز تشفير دوراني مباشر الإضافة لعائلات منتجات SINUMERIK و SIMOTION و SINAMICS و SIMATIC، وهو مكون تم اختباره في نظام زیمنس - وليس مشفر PROFIBUS عام يعمل. هذا التمييز مهم في تطبيقات أدوات الآلات والطباعة والتعبئة والتغليف حيث يكون وقت تشغيل الآلة وتكاليف شهادات النظام تكاليف حقيقية.

المواصفات الفنية

بنية 27 بت: ما يعنيه ذلك فعليًا في المصنع

يمثل الرقم 27 بت كلمة الموضع الإجمالية التي ينقلها هذا المشفر - وليس ببساطة 27 مسارًا فرديًا على قرص ترميز. تقرأ المسح الضوئي للمشفر 13 بت ضمن دورة واحدة (ما يعادل 8,192 موضعًا منفصلاً لكل دورة)، ثم تضيف عدادًا متعدد الدورات بدقة 14 بت يتتبع عدد الدورات الكاملة بشكل مستقل. اضرب الاثنين معًا ويمكن للمشفر الإبلاغ عن الموضع المطلق للعمود عبر 16,384 دورة كاملة دون غموض.

بالنسبة لمحور لولب كروي بمسافة 10 مم، تمثل 16,384 دورة سفرًا خطيًا قدره 163 مترًا - وهو أبعد بكثير من أي محور آلة عملي. نطاق الدورات المتعددة موجود حتى يكون موضع المحور معروفًا بشكل مطلق بغض النظر عن مكان توقف الآلة عند إزالة الطاقة. عند إعادة التشغيل، تقرأ وحدة التحكم الرقمي في الآلة (CNC) الموضع الحالي مباشرة من كلمة بيانات PROFIBUS الخاصة بالمشفر. لا يوجد سفر مرجعي بطيء، ولا تدخل من المشغل، ولا وقت تسخين آلة ضائع في انتظار اكتمال دورات تحديد الموضع.

الدقة القابلة للتهيئة عملية بنفس القدر. الدقة الكاملة البالغة 8,192 موضعًا مناسبة لتطبيقات تشكيل الكفاف عالية الدقة، ولكن يمكن تكوين نفس المشفر لدقة أقل في التطبيقات التي تكون فيها نطاق التردد أو وقت الدورة مقيدًا - أي قيمة من 1 إلى 8,192 لكل دورة صالحة ويمكن تعيينها عبر قناة معلمات PROFIBUS دون تعديل الأجهزة.

PROFIBUS DP-V2: أكثر من مجرد ناقل بيانات

ينقل PROFIBUS DP القياسي (الإصدار 1) بيانات العملية بشكل دوري - يرسل المشفر كلمة الموضع الخاصة به، وتقرأها وحدة التحكم، في الدورة التالية. يضيف PROFIBUS DP-V2 قدرتين مهمتين لتطبيقات التحكم في الحركة.

الأول هو الوضع المتزامن. في التشغيل المتزامن، تتم مزامنة دورة قياس المشفر ونقل بيانات PROFIBUS مع دورة الاستيفاء لوحدة التحكم. تصل بيانات الموضع إلى وحدة التحكم على فترات زمنية دقيقة وقابلة للتكرار - يتم القضاء على الارتعاش في توقيت قياس الموضع الذي من شأنه أن يضيف ضوضاء إلى حسابات السرعة. بالنسبة لمحاور السيرفو عالية السرعة ذات متطلبات حلقة السرعة الضيقة، فإن الفرق بين التغذية الراجعة للموضع غير المتزامن والمتزامن يمكن قياسه بدقة تحديد الموضع.

الثاني هو قناة المعلمات غير الدورية. يتيح ذلك تهيئة عبر الإنترنت - تغيير دقة المشفر، أو مواضع مفاتيح الحد، أو معلمات التكوين الأخرى أثناء تشغيل النظام، دون إزالة المشفر من الناقل أو مقاطعة نقل البيانات الدوري. بالنسبة للأنظمة متعددة المحاور التي قد تحتاج فيها المحاور الفردية إلى تغييرات في الدقة أثناء تطوير العملية، فإن هذا يلغي تدخل الصيانة الذي قد يتطلب بخلاف ذلك توقف الآلة.

يدعم 6FX2001-5QP24 كلا القدرتين ويحقق معدل ناقل أقصى يبلغ 12 ميجابت في الثانية مع وقت دورة ناقل لكل مشفر يبلغ 20 ميكروثانية - وهو سريع بما يكفي للتطبيقات التي تتطلب معدلات دورة عالية.

تركيب شفة التثبيت: ملاحظات التركيب الميكانيكي

يستخدم ترتيب تركيب شفة التثبيت في 6FX2001-5QP24 حلقة تثبيت لتأمين جسم المشفر بالهيكل الآلي، مع إدخال العمود مباشرة في اقتران أو تشغيله مباشرة بواسطة عمود الآلة. يحمي الغطاء ومدخل كابل PG الشعاعي اتصال كابل PROFIBUS من الملوثات ويوفر تخفيف الإجهاد، مع توجيه مدخل PG شعاعيًا ليناسب التركيبات حيث قد يتعارض خروج الكابل المحوري مع المكونات المجاورة.

تختلف حدود تحميل العمود مع السرعة. أقل من 6,000 دورة في الدقيقة، يتحمل العمود حملاً محوريًا يصل إلى 40 نيوتن وحملًا كابوليًا يصل إلى 110 نيوتن - وهو كافٍ للاقتران الصلب في معظم التطبيقات. عند السرعات التي تزيد عن 6,000 دورة في الدقيقة (هذا المشفر مصنف بحد أقصى 6,000 دورة في الدقيقة، لذا تنطبق حدود التحميل الأعلى سرعة عند الحد الأقصى)، تنخفض الحدود إلى 10 نيوتن محوري و 20 نيوتن كابولي، مما يعكس زيادة إجهاد المحمل من التحميل الشعاعي والمحوري المشترك عند السرعة. لتصميم الاقتران، يعد اقتران الغشاء أو القرص الذي يعوض عدم محاذاة العمود دون نقل القوى الشعاعية إلى عمود المشفر ممارسة قياسية.

عزم القصور الذاتي للدوار البالغ 1.9 × 10⁻⁶ كجم·م² منخفض بما يكفي بحيث يضيف المشفر قصورًا ذاتيًا منعكسًا ضئيلًا إلى العمود المدفوع في معظم تكوينات التركيب المباشر.

توافق النظام: أربع منصات زیمنس، مشفر واحد

يحمل 6FX2001-5QP24 علامة زیمنس المختبرة في النظام لأربع منصات في وقت واحد. هذه ليست عبارة تسويقية - إنها تعكس أن ملفات وصف جهاز PROFIBUS DP-V2 الخاصة بالمشفر، وشهادة PNO، وهيكل المعلمات قد تم التحقق منها مقابل برنامج التحكم في القيادة والحركة لكل منصة.

SINUMERIK CNC - يستخدم كنظام قياس مباشر على محاور الآلة الخطية أو الدورانية، أو كمشفر محرك في التكوينات التي يكون فيها مشفر المحرك ومشفر الموضع جهازين منفصلين. متوافق مع أنظمة SINUMERIK 840D sl و 828D عبر أجهزة S120.

SIMOTION - مناسب لتطبيقات متعددة المحاور المنسقة في آلات التعبئة والتغليف والطباعة والتحويل والتجميع حيث يلزم مزامنة الموضع الدقيقة عبر المحاور. يضبط وضع PROFIBUS المتزامن التقاط بيانات الموضع مع دورة التحكم في الحركة الخاصة بـ SIMOTION.

SINAMICS - متوافق كمشفر خارجي في تكوينات محركات SINAMICS S120 و S150، ويوفر تغذية راجعة للموضع من جانب الحمل لعلبة تروس أو محور آلة بدلاً من عمود المحرك - وهو أمر بالغ الأهمية للقضاء على تفاوت علبة التروس من حلقة التحكم في الموضع.

SIMATIC - يستخدم في تطبيقات مراقبة الموضع، ووحدات التحكم في الكامات، وأتمتة العمليات حيث يلزم موضع عمود مطلق كبيانات عملية ضمن بنية نظام قائم على PLC.

أسئلة متكررة

س1: ما هو الفرق بين هذا المشفر متعدد الدورات 6FX2001-5QP24 ومشفر القيمة المطلقة أحادي الدورة في نفس سلسلة 6FX2001؟

توفر أجهزة التشفير المطلقة أحادية الدورة في سلسلة 6FX2001 دقة 13 بت (8,192 موضعًا) ضمن دورة واحدة - الموضع مطلق ضمن تلك الدورة ولكن المشفر لا يمكنه تحديد عدد الدورات الكاملة التي حدثت. عند التشغيل بعد حركة العمود مع انقطاع التيار الكهربائي، يمكن للمشفر أحادي الدورة فقط الإبلاغ عن الموضع الزاوي ضمن الدورة الحالية، وليس الموضع الإجمالي. يضيف المشفر متعدد الدورات 6FX2001-5QP24 عداد الدورات بدقة 14 بت الذي يتتبع ما يصل إلى 16,384 دورة كاملة، مما يجعل كلمة الموضع الكاملة بدقة 27 بت صالحة عند كل تشغيل بغض النظر عن تاريخ العمود. لأي محور يمكنه التحرك فعليًا أكثر من دورة واحدة مع إزالة الطاقة - والتي تشمل تقريبًا جميع المحاور الخطية في أدوات الآلات - فإن الإصدار متعدد الدورات هو الخيار المناسب.

س2: هل يتطلب هذا المشفر مقاومة إنهاء PROFIBUS خارجية في عقده؟

نعم، يتطلب PROFIBUS RS 485 إنهاء ناقل مناسب عند كلا الطرفين الماديين لشريحة الكابل. إذا كان 6FX2001-5QP24 هو الجهاز الأخير في مقطع PROFIBUS، فيجب تمكين شبكة مقاومة الإنهاء (عادة ما تكون مدمجة في الموصل). إذا كان جهازًا في منتصف الناقل، فيجب تعطيل الإنهاء. يتسبب الإنهاء غير الصحيح في انعكاسات الإشارة التي تزيد من معدلات الخطأ، خاصة عند 12 ميجابت في الثانية. يسمح مدخل كابل PG الشعاعي بتوصيل موصلات PROFIBUS القياسية مع إنهاء قابل للتبديل مدمج، مما يجعل هذا الأمر مباشرًا في معظم التركيبات.

س3: هل يمكن تغيير دقة المشفر بعد التركيب دون إزالته من الآلة؟

نعم - تدعم قناة المعلمات غير الدورية لـ PROFIBUS DP-V2 التهيئة عبر الإنترنت لـ 6FX2001-5QP24 أثناء بقاء المشفر مركبًا ومتصلاً بالناقل. الدقة لكل دورة (1-8,192)، والدقة الإجمالية (1-16,384 دورة)، ومواضع مفاتيح الحد، وتكوين إشارة السرعة كلها قابلة للتهيئة عبر الإنترنت. هذا مفيد بشكل خاص أثناء تشغيل الآلة عندما قد يتم تعديل دقة المحور لتتناسب مع متطلبات التحكم دون الحاجة إلى فك صيانة. تتم كتابة المعلمات عبر خدمات السيد PROFIBUS غير الدورية (DS Read/Write) باستخدام تعريفات معلمات المشفر PNO Encoder Profile V4.1.

س4: ما هو نوع الاقتران الموصى به لتركيب هذا المشفر على عمود الآلة؟

توصي ممارسات زیمنس وصناعة المشفرات باستخدام اقتران مرن - من نوع الغشاء أو الأقراص المتعددة - يعوض عدم محاذاة العمود (كل من الانحراف الزاوي والمتوازي) دون نقل القوى الشعاعية الناتجة إلى عمود المشفر. تم تصنيف عمود المشفر لتحمل حمل كابولي يبلغ 110 نيوتن عند سرعات تصل إلى 6,000 دورة في الدقيقة، ولكن التحميل الشعاعي المزمن الناتج عن عدم المحاذاة يسرع من تآكل المحمل ويقصر عمر خدمة المشفر. يمتص الاقتران المرن المحدد بشكل صحيح عدم المحاذاة بدلاً من تمريره. الاقترانات الصلبة مناسبة فقط حيث يمكن ضمان محاذاة العمود مع تفاوتات دقيقة عبر النطاق الحراري للآلة.

س5: هل يعتبر 6FX2001-5QP24 بديلاً مباشرًا لمشفرات زیمنس المطلقة القديمة التي كانت تستخدم سابقًا مع أنظمة SIMODRIVE 611؟

يستخدم 6FX2001-5QP24 واجهة PROFIBUS DP-V2. استخدمت مشفرات زیمنس المطلقة الأقدم المستخدمة مع SIMODRIVE 611 غالبًا معايير واجهة مختلفة - بما في ذلك واجهة المشفر الخاصة بزیمنس أو SSI - بدلاً من PROFIBUS. لا يمكن استبدالها مباشرة دون التحقق من أن وحدة التحكم المستهدفة تدعم إدخال مشفر PROFIBUS DP-V2 وأن أجهزة المحرك مهيأة لتغذية راجعة لمشفر PROFIBUS خارجي. في سياق ترقية SIMODRIVE 611 إلى SINAMICS S120، هذا المشفر متوافق تمامًا مع أجهزة S120 باستخدام تكوين وحدة التحكم S120 المناسب. يعد تأكيد توافق الواجهة على مستوى وحدة التحكم الخطوة الأولى الحاسمة قبل أي استبدال للمشفر.