AB MPL-B320P-SJ72A آلن برادلي MPLB430PSJ72AA محركات القصور في الحركة

Allen-Bradley MPL-B320P-SJ72A | محرك سيرفو بدون فرشاة من سلسلة Kinetix MP — 1.5 كيلو واط، 3.05 نيوتن متر، 5000 دورة في الدقيقة، 400 فولت، مشفر Hiperface أحادي الدوران 1024 Sin/Cos، SpeedTEC DIN

نظرة عامة

إن Allen-Bradley MPL-B320P-SJ72A هو محرك سيرفو AC بدون فرشاة منخفض القصور الذاتي من سلسلة Kinetix MP بفئة 400 فولت، يوفر 1.5 كيلو واط مع عزم دوران مستمر عند التوقف يبلغ 3.05 نيوتن متر وسرعة مقدرة تبلغ 5000 دورة في الدقيقة. السمة المميزة التي تميزه عن المراجعة اللاحقة في نفس العائلة الفيزيائية هي جهاز التغذية الراجعة: مشفر مطلق أحادي الدوران 1024 sin/cos يعمل ببروتوكول Hiperface.

Hiperface — الواجهة الهجينة للمشفر التسلسلي/التناظري التي طورتها Stegmann — تجمع بين قناتي اتصال في كابل واحد: مسار تناظري يخرج 1024 دورة جيبية/جيب تمام لكل دورة من إشارة الموضع الخام، وقناة تسلسلية رقمية RS-485 تحمل بيانات الموضع المطلق، وتعريف المحرك، ومعلومات التشخيص.

تقوم وحدة القيادة بمعالجة كلتا القناتين في وقت واحد، باستخدام دورات sin/cos التناظرية للاستيفاء عالي الدقة أثناء الحركة والقناة التسلسلية الرقمية لقراءة الموضع المطلق عند بدء التشغيل. ما يخرج من المشفر كـ 1024 دورة يصل إلى وحدة القيادة مستوفى إلى دقة زاوية أدق بكثير — الدقة العملية للموضع تتجاوز ما تشير إليه عدد الدورات وحده.

كان هذا المزيج من المشفر والبروتوكول هو المعيار القياسي للتغذية الراجعة الدقيقة لمنصات القيادة Kinetix 6000 و 7000 عندما تم تحديد MPL-B320P-SJ72A في آلات الإنتاج.

العديد من التركيبات التي لا تزال تشغل هذه الأجيال من وحدات القيادة تتطلب واجهة التغذية الراجعة الدقيقة هذه — متغير مشفر رقمي عالي الدقة أحدث لن يتواصل عبر قناة Hiperface التي تم تصميم دائرة التغذية الراجعة لوحدة القيادة حولها.

المواصفات الرئيسية

مشفر Hiperface — كيف تصبح 1024 Sin/Cos بيانات موضع دقيقة

ينتج المشفر 1024 sin/cos في MPL-B320P-SJ72A موجة جيبية كاملة وموجة جيب تمام كاملة لكل 1/1024 من دورة المحرك. بعبارات خام، 1024 دورة لكل دورة تعني أن المسارات التناظرية تكمل دورة كهربائية كاملة بزاوية 360 درجة كل 0.352 درجة من دوران العمود.

لكن 1024 دورة/دورة هي نقطة البداية، وليست الدقة النهائية التي تعمل بها وحدة القيادة.

تقوم دائرة معالجة التغذية الراجعة لوحدة القيادة Kinetix بأخذ عينات من السعة اللحظية لكل من قنوات الجيب والجيب تمام بسرعة عالية وتحسب الموضع الزاوي داخل كل دورة باستخدام حساب ظل الزاوية — عملية تسمى الاستيفاء.

نسب الاستيفاء 256:1 أو أعلى شائعة في محركات السيرفو الدقيقة، وتحويل كل دورة ميكانيكية 1/1024 إلى 256 موضع مستوفى أو أكثر.

لذلك، تصل الدقة الفعالة عند مدخل وحدة القيادة إلى عشرات الآلاف من العدات لكل دورة، وهو رقم تحدده أجهزة الاستيفاء لوحدة القيادة بدلاً من عدد دورات المشفر وحده.

تحمل القناة الثانية — رابط Hiperface الرقمي RS-485 — سجل الموضع المطلق. عند التشغيل، تقرأ وحدة القيادة هذا السجل لمعرفة الموضع الدقيق للعمود داخل الدورة الحالية دون أي حركة.

ثم تتتبع وحدة القيادة الموضع من هذا المرجع باستخدام بيانات sin/cos المستوفاة عالية الدقة.

النتيجة هي نظام تغذية راجعة يجمع بين يقين بدء التشغيل المطلق لسجل الموضع الرقمي والتغذية الراجعة للسرعة عالية الدقة وعالية النطاق الترددي لمسار sin/cos التناظري — مهمتان، كابل واحد، موصل مشفر واحد.

أحادي الدوران مطلق — ما يوفره وما لا يوفره

يعني أحادي الدوران مطلق أن المشفر يعرف الموضع الزاوي داخل دورة عمود كاملة واحدة من بدء التشغيل. في اللحظة التي تبدأ فيها وحدة القيادة Kinetix، تقرأ قيمة موضع بين 0 و 359.999 درجة من قناة Hiperface التسلسلية دون الحاجة إلى حركة العمود.

ما لا يوفره هذا هو معرفة عدد الدورات الكاملة التي تراكمت منذ آخر تهيئة للمشفر.

بعد انقطاع التيار الكهربائي، إذا تحرك المحور بمقدار دورة كاملة واحدة أو أكثر — عن طريق الانزلاق، أو الحركة اليدوية، أو الزحف الميكانيكي — ستقرأ وحدة القيادة موضعًا زاويًا صحيحًا داخل الدورة ولكن لا يمكنها تحديد الموضع المطلق متعدد الدورات بدون اجتياز تهيئة.

في الممارسة العملية، يعني هذا: بعد كل دورة طاقة على محور خطي مع أكثر من دورة محرك واحدة من السفر، يلزم إجراء عودة مرجعية لإعادة تأسيس الموضع المطلق متعدد الدورات.

بالنسبة للمحاور الدورانية التي يقل إجمالي سفرها عن دورة واحدة، أو للتطبيقات التي يكون فيها الموضع المطلق داخل الدورة كافيًا، فإن المشفر أحادي الدوران يلغي التهيئة تمامًا. متغير Hiperface متعدد الدورات — سلسلة MJ-suffix في نفس عائلة المحركات — يوسع الاحتفاظ المطلق عبر دورات متعددة للتطبيقات التي يكون فيها إلغاء متطلب التهيئة عبر السفر الكامل للمحور مطلب تشغيلي.

3.05 نيوتن متر مستمر، 7.91 نيوتن متر أقصى — نفس منصة الأداء

مواصفات عزم الدوران لـ MPL-B320P-SJ72A متطابقة مع مراجعة SJ72AA اللاحقة: 3.05 نيوتن متر مستمر عند التوقف، 7.91 نيوتن متر أقصى، 4.5 أمبير مستمر و 14.0 أمبير أقصى عند التوقف. مراجعة المشفر لا تغير التصميم الكهرومغناطيسي للمحرك، أو دوار المغناطيس الأرضي النادر، أو خصائص اللف — فقط جهاز التغذية الراجعة وواجهة الاتصال الخاصة به تغيرت بين المراجعات.

عند سرعة مقدرة 5000 دورة في الدقيقة وخرج 1.5 كيلو واط، فإن لف فئة B بجهد 400 فولت هو فئة الجهد المناسبة لإمدادات الطاقة الصناعية ثلاثية الطور الأوروبية والعالمية 400-480 فولت.

يحتفظ دوار المغناطيس الدائم الأرضي النادر الذي ينتج 3.05 نيوتن متر مستمر في حاوية 100 ملم، 50.8 ملم بطول حزمة، بقصور المحرك عند 0.000078 كجم.متر مربع — منخفض بما يكفي بحيث تساهم كتلة المحرك نفسها بشكل ضئيل في إجمالي قصور النظام الذي تراه وحدة القيادة، مما يسمح لـ 7.91 نيوتن متر الأقصى المتاح بتسريع الحمل بشكل أساسي بدلاً من المحرك نفسه.

يوفر عزل الفئة H عند 180 درجة مئوية هامشًا حراريًا تتطلبه الخدمة الصناعية المستمرة.

يتطلب التركيب الصحيح — مسار حرارة المحرك عبر وجه الشفة الخاص به إلى هيكل الآلة — اتصالًا حراريًا كافيًا بين وجه تركيب المحرك وهيكل الآلة. التركيب على مواد عازلة حراريًا أو مع فجوة واجهة مفرطة يقلل من تصنيف عزم الدوران المستمر الفعال للمحرك إلى ما دون قيمة لوحة الاسم.

موصل SpeedTEC DIN وعمود مفتاح

موصل SpeedTEC DIN الدائري بزاوية قائمة في تكوين قابل للدوران 180 درجة هو نفس الواجهة الميكانيكية المستخدمة في جميع أنحاء سلسلة MPL في رمز الموصل هذا.

طوق قفل أحادي الحركة بربع دورة يربط الموصل بالكامل في الوقت الذي يستغرقه تدويره من غير مقفل إلى مقفل — موثوق، قابل للتكرار، ويتم التحقق منه من خلال التأكيد اللمسي والصوتي للارتباط الكامل.

يسمح دوران 180 درجة لرأس الزاوية القائمة بتحديد اتجاه خروج الكابل قبل القفل، وتوجيه الكابل نحو مسار التوجيه دون إجهاد الكابل عند المحرك.

يوفر امتداد العمود المفتاحي ارتباطًا دورانيًا إيجابيًا بين المحرك والوصلة.

عند 3.05 نيوتن متر مستمر عند التوقف و 7.91 نيوتن متر أقصى، يمنع المفتاح أي انزلاق دوراني بين العمود والوصلة بغض النظر عن حالة قوة التثبيت — مهم بشكل خاص للتطبيقات ذات الانعكاسات المتكررة للتسارع حيث يجهد تحميل عزم الدوران الدوري واجهة العمود والوصلة بشكل متكرر في اتجاهات متعاقبة.

يتم توفير المفتاح مع المحرك؛ يجب تشكيل محور الوصلة بمجرى مفتاح مطابق للتفاوت الصحيح لقطر عمود المحرك.

لا يوجد مانع تسرب عمود مثبت في المصنع. بدون مانع تسرب، يختلف تصنيف IP مع اتجاه التركيب كما هو مذكور أعلاه.

بالنسبة للتركيبات حيث ستتعرض فجوة العمود لسوائل العملية، أو المبرد، أو التلوث الكبير، فإن مجموعة مانع تسرب العمود المناسبة — يتم طلبها بشكل منفصل بالإشارة إلى كتالوج مانع تسرب عمود MPL — توفر حماية للعمود بتصنيف IP66 عند تركيبها بشكل صحيح قبل تركيب الوصلة.

توافق وحدات القيادة Kinetix ومواصفات بروتوكول Hiperface

MPL-B320P-SJ72A وواجهة المشفر Hiperface الخاصة به متوافقة أصلاً مع عائلات وحدات القيادة Kinetix 6000، Kinetix 6200/6500، Kinetix 7000 و Ultra3000 — منصات وحدات القيادة من Rockwell Automation المصممة لمعالجة تغذية بروتوكول Hiperface على بطاقات واجهة تغذية المحرك الخاصة بها.

يعمل بروتوكول Hiperface عبر كابل محدد وتوصيل دبابيس على طرف تغذية المحرك لوحدة القيادة.

يجب أن تدعم وحدة التغذية الراجعة لوحدة القيادة Hiperface — لا تفعل جميع وحدات Kinetix ذلك، ويجب تكوين وحدة المحور لوحدة القيادة لنوع تغذية الجيب/الجيب تمام ومعلمات الاتصال التسلسلي لـ Hiperface.

بالنسبة للأنظمة التي تم فيها تكوين وحدة القيادة الحالية بالفعل لـ Hiperface مع محرك MPL آخر، فإن MPL-B320P-SJ72A هو بديل مباشر من جانب التغذية الراجعة، بافتراض أن طاقة المحرك وتوصيلات الفرامل متطابقة أيضًا.

اعتبار عملي واحد عند استبدال SJ72A بـ SJ72AA الأحدث: يستخدم SJ72AA واجهة مشفر مختلفة — بروتوكول تغذية رقمي عالي الدقة بالكامل متوافق مع Kinetix 5500 و 5700 — وليس Hiperface.

SJ72AA ليس بديلاً مباشرًا متوافقًا مع المشفر لـ SJ72A على وحدة قيادة Kinetix 6000 أو Ultra3000 دون تغيير وحدة التغذية الراجعة لوحدة القيادة أو وحدة القيادة نفسها.

أسئلة وأجوبة

س1: ما هو الفرق بين MPL-B320P-SJ72A و MPL-B320P-SJ72AA؟

كلا المحركين متطابقان فيزيائيًا وكهربائيًا — نفس الإطار، نفس طول الحزمة، نفس عزم الدوران، التيار، السرعة، الموصل، العمود، وتصنيفات IP. الفرق الوحيد هو المشفر. يحمل SJ72A مشفرًا مطلقًا أحادي الدوران 1024 sin/cos يستخدم بروتوكول Hiperface، متوافق مع وحدات القيادة Kinetix 6000، 7000، و Ultra3000.

يحمل SJ72AA مشفرًا رقميًا عالي الدقة أحدث يستخدم بروتوكول تغذية مختلفًا، متوافقًا مع Kinetix 5500 و 5700 بالإضافة إلى 6000 و 7000. عند استبدال SJ72A على آلة موجودة، يجب أن يتطابق مشفر المحرك البديل مع بروتوكول التغذية لوحدة القيادة المثبتة — لا يمكن لـ SJ72AA استبدال SJ72A على وحدة قيادة Kinetix 6000 أو Ultra3000 دون تغييرات من جانب وحدة القيادة.

س2: كيف تحقق وحدة القيادة دقة موضع عالية من 1024 دورة sin/cos؟

تأخذ وحدة القيادة عينات من مستويات الجهد اللحظية على قنوات الإخراج للجيب والجيب تمام بمعدل مرتفع وتحسب الزاوية الكسرية داخل كل دورة عبر استيفاء ظل الزاوية.

نسبة استيفاء 256:1 تحول كل دورة ميكانيكية 1/1024 إلى 256 عد موضع مستوفى، مما يعطي دقة تغذية فعالة تبلغ حوالي 262,144 عد لكل دورة عند وحدة القيادة — قابلة للمقارنة مع مشفر رقمي 18 بت. 

تعتمد الدقة المستوفاة الفعلية على أجهزة معالجة التغذية الراجعة لوحدة القيادة. النقطة الرئيسية: عدد الدورات 1024 ليس دقة التشغيل؛ إنها المادة الخام التي تحولها إلكترونيات الاستيفاء لوحدة القيادة إلى إشارة موضع أدق بكثير.

س3: هل يتطلب المشفر أحادي الدوران على SJ72A تهيئة بعد دورة طاقة؟

بالنسبة للمحاور الخطية أو المحاور الدورانية التي يزيد إجمالي سفرها عن دورة محرك واحدة: نعم، عادة ما يلزم إجراء اجتياز تهيئة بعد فقدان الطاقة لإعادة تأسيس الموضع المطلق متعدد الدورات.

توفر قناة Hiperface التسلسلية موضعًا زاويًا مطلقًا داخل دورة واحدة عند بدء التشغيل — ولكن لا يمكنها حساب الدورات الكاملة التي قد تكون حدثت أثناء فقدان الطاقة.

بالنسبة للتطبيقات التي لا يمكن فيها تحريك المحور أثناء فقدان الطاقة ويكون الموضع داخل الدورة عند بدء التشغيل معروفًا بصحته، قد تقبل وحدة القيادة الموضع مباشرة دون تهيئة.

المتغير متعدد الدورات (لاحقة MJ) يوسع الاحتفاظ المطلق عبر دورات متعددة، مما يلغي هذا المتطلب لمعظم تكوينات المحاور.

س4: ماذا يحدث إذا لم يتم قفل موصل SpeedTEC بالكامل؟

موصل SpeedTEC شبه المتصل يصنع اتصالًا كهربائيًا ولكن إشارات Hiperface sin/cos والتسلسلية ستكون عرضة للاتصال المتقطع الناجم عن الاهتزاز.

وضع الفشل يظهر كرموز خطأ مشفر متفرقة في وحدة القيادة — إنذارات خطأ الموضع، إنذارات فقدان التغذية الراجعة، أو سلوك سرعة غير منتظم — بدلاً من خطأ مستمر يحدد السبب على الفور. 

يجب تدوير طوق القفل الخاص بالموصل إلى الموضع المقفل بالكامل حتى يتم الشعور بتأكيد الارتباط. على المحركات التي يتم إزالتها وإعادة تركيبها أثناء الصيانة، فإن إعادة التحقق من ارتباط الموصل قبل تشغيل وحدة القيادة هو الإجراء الصحيح، ويستغرق حوالي ثانيتين.

س5: ما هي فحوصات التركيب الحرجة الخاصة بـ MPL-B320P-SJ72A؟

تأكد من أن وحدة القيادة Kinetix تدعم بروتوكول Hiperface قبل التوصيل — استخدم تكوين المحور لوحدة القيادة في Studio 5000 للتحقق من تعيين نوع التغذية الراجعة إلى Hiperface/sin-cos، وليس التزايدي أو الرقمي عالي الدقة.

تحقق من أن كابل تغذية المحرك مصنف لـ Hiperface (يجب أن يحمل الكابل أزواج sin/cos التناظرية وزوج التفاضل RS-485 مع التدريع الصحيح — كابل مشفر قياسي يفتقر إلى زوج RS-485 سيمنع قراءة الموضع المطلق حتى لو كانت مسارات التناظرية متصلة بشكل صحيح).

اربط موصل SpeedTEC بالكامل قبل تشغيل وحدة القيادة.

تأكد من تطابق العمود المفتاحي ومجرى المفتاح لمحور الوصلة وأن مثبت تثبيت المحور مشدود حسب المواصفات. بعد التشغيل الأولي، تحقق من أن وحدة القيادة تقرأ موضعًا مطلقًا مستقرًا قبل تنفيذ أي أمر حركة.