وحدة التحكم القائمة على المحرك 6AU1435-2AA00-0AA0 6AU1 435-2AA00-0AA0 6AU1435-2AAOO-OAAO

سيمنز 6AU1435-2AA00-0AA0 | SIMOTION D435-2 DP — وحدة تحكم حركة قائمة على المحرك، أداء قياسي، 12 مدخل رقمي + 16 مدخل/مخرج رقمي، 6 منافذ DRIVE-CLiQ، 2 منفذ PROFIBUS، 3 منافذ Ethernet، مروحة مزدوجة، بطارية

نظرة عامة

إن Siemens 6AU1435-2AA00-0AA0 هي SIMOTION D435-2 DP — وحدة تحكم الحركة القائمة على المحرك التي تشغل بيئة تشغيل SIMOTION مباشرة داخل هيكل محرك SINAMICS S120، مما يلغي التمييز بين الأجهزة المنفصلة بين وحدة التحكم في الحركة ومضخم محرك السيرفو.

في آلة تحتوي على محاور متعددة يتم التحكم فيها، يعني هذا التكامل أن وحدة مادية واحدة تتعامل مع كل من تنفيذ برنامج الحركة وتحويل الطاقة للمحاور المتصلة عبر DRIVE-CLiQ — مما يقلل من مساحة الخزانة، ويبسط الأسلاك، ويزيل زمن انتقال الاتصال الذي يحدث عندما ترسل وحدة تحكم حركة منفصلة أوامر إلى محرك منفصل عبر ناقل ميداني.

تحتل D435-2 DP مكانها في عائلة SIMOTION D كوحدة ذات أداء قياسي — تقع فوق D425 (محاور أقل، ذاكرة أقل) وأسفل متغيرات D445/D455 التي توفر سعة معالجة أعلى للتطبيقات التي تحتوي على محاور متزامنة أكثر أو دورات تحديث أسرع.

يغطي الأداء القياسي غالبية تطبيقات آلات الإنتاج الحقيقية: التعبئة متعددة المحاور مع 8-16 محور سيرفو منسق تشغل قطعًا طائرة، والتحكم في التسجيل، وملفات تعريف الحركة المستندة إلى الكامات؛ آلات الطباعة مع التحكم في شد الويب وحلقات تصحيح التسجيل؛ وأنظمة اللف مع التحكم في السرعة المعوضة بالقطر عبر محطات لف متعددة.

تعمل بنية الحركة القائمة على المحرك لأن SIMOTION D مبنية على منصة أجهزة وحدة التحكم SINAMICS S120. تتصل منافذ DRIVE-CLiQ الخاصة بـ D435-2 DP بوحدات محرك SINAMICS (إلكترونيات طاقة أحادية المحور ومزدوجة المحور)، ووحدات المستشعرات (لأجهزة التشفير الخارجية)، ووحدات الطرفية (للمدخلات/المخرجات الإضافية)، مما يبني نظام محرك السيرفو الكامل في طوبولوجيا حلقة أو نجمة DRIVE-CLiQ.

تتواصل وحدة تحكم الحركة مع كل وحدة طاقة عبر DRIVE-CLiQ بمعدل دورة السيرفو الداخلي — 125 ميكروثانية أو 250 ميكروثانية — دون أي حمل زائد للناقل الميداني، لأن الاتصال هو أجهزة مباشرة داخل نفس الخزانة.

المواصفات الرئيسية

بنية SIMOTION D — وحدة التحكم والمحرك كوحدة واحدة

يستحق مفهوم SIMOTION D شرحًا واضحًا لأنه يغير طريقة تفكير مهندسي أنظمة الآلات في قائمة مواد الأجهزة. في آلة سيرفو تقليدية، تشمل القائمة: وحدة تحكم حركة (PLC أو كمبيوتر حركة مخصص)، بطاقة ناقل ميداني، كابلات اتصال، هيكل محرك، وحدات مضخم سيرفو، وبطاقات واجهة التشفير.

في نظام SIMOTION D، تتقلص القائمة: تحل D435-2 DP محل وحدة تحكم الحركة وبطاقة الناقل الميداني الخاصة بها بالكامل، وتجلس مباشرة داخل هيكل محرك SINAMICS S120 كفتحة CU (وحدة التحكم).

DRIVE-CLiQ هي الشبكة الداخلية التي تربط D435-2 DP بكل شيء آخر في خزانة المحرك. تستقبل وحدات المحرك نقاط ضبط السرعة وتعيد بيانات التيار والسرعة الفعلية عبر DRIVE-CLiQ بمعدل دورة السيرفو.

تجلب وحدات المستشعرات إشارات التشفير الخارجية (من المقاييس الخطية، وأجهزة التشفير الدوارة المثبتة على آلية الآلة بدلاً من عمود المحرك) إلى نفس شبكة DRIVE-CLiQ، حيث تظهر لوحدة تحكم الحركة كأجهزة تغذية راجعة إضافية. 

تضيف وحدات الطرفية مدخلات/مخرجات رقمية وتناظرية إلى طوبولوجيا DRIVE-CLiQ، مما يوفر قنوات إشارة إضافية في خزانة المحرك دون توجيهها مرة أخرى إلى موصل الإدخال/الإخراج الخاص بـ D435-2 DP.

تحدد منافذ DRIVE-CLiQ الستة الموجودة على D435-2 DP الحد الأقصى لعدد اتصالات DRIVE-CLiQ المباشرة التي يمكن للوحدة استضافتها — وهو حد نادرًا ما يتم الوصول إليه عمليًا لأن وحدة محرك واحدة يمكن أن تخدم محورين (وحدات مزدوجة المحور)، ويمكن لموزعات DRIVE-CLiQ توسيع الطوبولوجيا إلى ما بعد ستة اتصالات.

يحدد تصنيف الأداء القياسي عدد محاور السيرفو النشطة وتعقيد حسابات ملف تعريف الحركة التي يمكن تشغيلها ضمن وقت دورة تحديث السيرفو المحدد.

تفصيل الواجهة — 12 مدخل رقمي، 16 مدخل/مخرج رقمي، والاتصال الخارجي

تغطي واجهة الإدخال/الإخراج الخاصة بـ D435-2 DP كل من إشارات الآلة المحلية واتصالات مستوى المصنع:

مدخلات رقمية ثابتة (12 قناة، 24 فولت تيار مستمر): تتصل هذه مباشرة بإشارات مستوى الآلة التي تحتاج وحدة تحكم الحركة إلى قراءتها بشكل متزامن مع دورة السيرفو — مفاتيح الترحيل، ومستشعرات علامات التسجيل، ومراقبات مناطق السلامة، وإشارات ثنائية أخرى عالية السرعة تغذي منطق برنامج الحركة.

كونها مدخلات مباشرة لوحدة التحكم بدلاً من مدخلات/مخرجات موجهة عبر ناقل ميداني، تتوفر هذه الإشارات لبرنامج الحركة ضمن دورة السيرفو دون زمن انتقال PROFIBUS أو Ethernet.

مدخلات/مخرجات رقمية قابلة للتكوين (16 قناة): يمكن تكوين كل قناة في هذه المجموعة بشكل فردي كمدخل رقمي أو مخرج رقمي، مما يوفر مرونة لمطابقة عدد إشارات الآلة المحدد في كل اتجاه دون فرض تقسيم ثابت.

يمكن للمخرجات في هذه المجموعة قيادة إشارات تمكين المحرك، والتحكم في الفرامل، ومشغلات الآلة الأخرى تحت تحكم مباشر لبرنامج الحركة.

منفذان PROFIBUS: قم بتوصيل D435-2 DP بالرئيسي PROFIBUS DP للمصنع (عادةً S7-300 أو S7-400 يعمل كوحدة تحكم إشرافية PLC للآلة)، إلى أجهزة PROFIBUS DP التابعة (مدخلات/مخرجات موزعة، محركات إضافية)، أو كليهما في وقت واحد على مقطعين مستقلين من PROFIBUS.

PROFIBUS DP هو الناقل الميداني الأساسي لأنظمة SIMOTION D التي تسبق متغيرات PROFINET (لاحقة -2AD)، ويسمح المنفذ المزدوج بتواجد اتصال رئيسي واتصال تابع.

ثلاثة منافذ Ethernet: اتصال Ethernet صناعي لاتصال برنامج هندسة SIMOTION SCOUT، واتصال SIMATIC HMI (WinCC Flexible، WinCC، أو لوحات أساسية عبر PROFINET)، وتكامل تكنولوجيا المعلومات (خادم OPC UA، خادم ويب).

يحتوي متغير D435-2 DP على Ethernet ولكن ليس PROFINET IO — يستخدم Ethernet للهندسة والوصول إلى HMI، بينما يعمل تكامل المحرك والمدخلات/المخرجات الموزعة عبر PROFIBUS DP و DRIVE-CLiQ.

مروحة مزدوجة وبطارية — ميزات موثوقية التشغيل

نظام المروحة المزدوج هو توفير الموثوقية الميكانيكية لـ D435-2 DP: مروحتان تبريد مستقلتان تخدمان الإدارة الحرارية لوحدة التحكم. إذا فشلت إحدى المروحتين — وهو وضع فشل شائع في أي إلكترونيات مبردة بالمروحة بعد سنوات من الإنتاج — تستمر المروحة المتبقية في توفير تدفق الهواء وتبقى الوحدة قيد التشغيل.

تقوم بيئة تشغيل SIMOTION بمراقبة حالة كل مروحة وتصدر تحذيرًا تشخيصيًا عند اكتشاف فشل مروحة، مما يمنح فريق الصيانة وقتًا لجدولة استبدال مروحة مخطط له خلال نافذة الصيانة التالية بدلاً من تجربة انقطاع غير مخطط له عندما تفشل المروحة الثانية في النهاية تحت ضغط حراري متزايد.

تخدم وحدة البطارية المضمنة وظيفة محددة: الاحتفاظ بمحتويات ذاكرة SRAM الخاصة بـ SIMOTION D435-2 أثناء فقدان الطاقة.

تُستخدم ذاكرة SRAM للاحتفاظ بالبيانات — المتغيرات في برنامج الحركة التي تم تمييزها على أنها قابلة للاحتفاظ، والتي يجب أن تحافظ على قيمها عبر دورات الطاقة. بدون البطارية، تُفقد البيانات القابلة للاحتفاظ عند فشل الطاقة، مما يعني في العديد من تطبيقات الآلات أنه يجب ترحيل الآلة وإعادة تهيئتها بعد كل انقطاع للطاقة.

مع البطارية، تظل حالة الآلة (مواضع المحاور، عدادات الإنتاج، بيانات الوصفات المخزنة في متغيرات قابلة للاحتفاظ) سليمة عند فقدان الطاقة ويمكن للآلة الاستئناف من حيث توقفت بعد استعادة الطاقة.

للبطارية عمر خدمة محدد ويجب استبدالها وفقًا للجدول الزمني في وثائق SIMOTION D.

أسئلة متكررة

س 1: ما هو الفرق بين D435-2 DP (6AU1435-2AA00-0AA0) و D435-2 DP/PN (6AU1435-2AD00-0AA0)؟

النوعان متطابقان في الأبعاد الميكانيكية، وعدد المدخلات/المخرجات (12 مدخل رقمي، 16 مدخل/مخرج رقمي)، ومنافذ DRIVE-CLiQ (6)، ومنافذ Ethernet (3)، ومنافذ USB (2)، والذاكرة، ومستوى الأداء.

الفرق هو مجموعة واجهة الاتصال: يحتوي D435-2 DP على منفذين PROFIBUS ولا توجد وظيفة وحدة تحكم PROFINET IO — يتوفر Ethernet للهندسة و HMI ولكن ليس للتحكم في جهاز PROFINET IO. 

يضيف D435-2 DP/PN وظيفة وحدة تحكم PROFINET IO وجهاز IO إلى جانب منافذ PROFIBUS الخاصة به، مما يسمح بدمج ET 200SP، ET 200S، أو محركات متوافقة مع PROFINET كأجهزة PROFINET IO.

للتثبيتات الجديدة، يعتبر متغير DP/PN أكثر تنوعًا. 

للأنظمة ذات البنية التحتية PROFIBUS DP الحالية، يعتبر متغير DP فقط هو الاختيار المناسب وعادة ما يكون أقل تكلفة.

س 2: كم عدد محاور السيرفو التي يمكن لـ D435-2 DP التحكم فيها في وقت واحد بأداء قياسي؟

يعتمد العدد الأقصى للمحاور الدقيق على وقت دورة تحديث السيرفو (دورة السيرفو Tservo)، وتعقيد ملف تعريف حركة كل محور، ونوع كائنات التكنولوجيا (محور TO، استيفاء المسار TO، كام TO) التي تم تكوينها.

عند دورة تحديث السيرفو القياسية البالغة 2 مللي ثانية، يدعم D435-2 DP تكوينًا عمليًا يصل إلى 16 إلى 32 محور سيرفو اعتمادًا على تعقيد ملف تعريف الحركة لكل محور. يمكن للتطبيقات الأبسط (محاور السرعة بدون ملفات تعريف كام معقدة) دعم الطرف الأعلى؛ التطبيقات التي تحتوي على مسارات استيفاء متعددة المحاور، والترس الإلكتروني عبر العديد من المحاور، وحسابات ملفات تعريف الكامات لكل دورة تستخدم ميزانية معالجة أكبر لكل محور.

توفر أداة الأداء في SIMOTION SCOUT مؤشرات تحميل الدورة أثناء التشغيل للتأكد من أن النظام ضمن ميزانية الحوسبة الخاصة به.

س 3: هل يمكن لـ SIMOTION D435-2 DP تشغيل وظائف SIMATIC PLC جنبًا إلى جنب مع التحكم في الحركة؟

نعم. تدمج بيئة تشغيل SIMOTION بيئة تشغيل SIMATIC PLC مباشرة جنبًا إلى جنب مع كائنات تكنولوجيا التحكم في الحركة. يتم تشغيل برامج IEC 61131-3 المكتوبة بلغات LAD، FBD، أو ST (النص المهيكل) على SIMOTION D كبرامج PLC قياسية، وتنفذ في نفس إطار المهمة مثل برامج الحركة.

هذا يلغي الحاجة إلى PLC SIMATIC S7 منفصل لتسلسل الآلة، والتحكم في المدخلات/المخرجات، واتصال المشغل — يتعامل D435-2 DP مع كل من التحكم في الحركة عالي السرعة ووظائف PLC على مستوى الآلة في وحدة واحدة.

يتم تكوين برامج PLC وبرمجتها في SIMOTION SCOUT جنبًا إلى جنب مع كائنات الحركة.

س 4: ما هو البرنامج المطلوب لتشغيل وبرمجة D435-2 DP؟

SIMOTION SCOUT هي أداة الهندسة الأساسية — فهي تتعامل مع تكوين الأجهزة (طوبولوجيا DRIVE-CLiQ، معلمات المحاور، تكوين PROFIBUS/Ethernet)، ومعلمات كائنات الحركة (أنواع المحاور، حدود السرعة، معلمات التحكم في الموضع)، وبرمجة التطبيقات بلغة IEC 61131-3 ولغة MCC (مخطط التحكم في الحركة) الخاصة بـ SIMOTION.

يتطلب SIMOTION SCOUT جهاز كمبيوتر هندسي قياسي بنظام تشغيل Windows ويتصل بـ D435-2 DP عبر Ethernet (أو PROFIBUS عبر بطاقة CP 5611/5622).

تتعامل أداة تشغيل المحرك STARTER (أو ما يعادلها في TIA Portal، Startdrive) مع معلمات وحدات محرك SINAMICS S120 ضمن بيئة SCOUT.

س 5: تم إدراج البطارية على أنها مضمنة. كم تدوم البطارية، وما هي إجراءات الاستبدال؟

وحدة بطارية SIMOTION D لها عمر خدمة اسمي يبلغ حوالي ثلاث سنوات في ظل ظروف التشغيل النموذجية.

تقوم بيئة تشغيل SIMOTION بمراقبة جهد البطارية وتصدر رسالة تحذير عندما تقترب البطارية من نهاية عمر خدمتها، مما يوفر إشعارًا مسبقًا قبل فقدان قدرة الاحتفاظ بالبيانات.

يتم استبدال البطارية مع تشغيل D435-2 DP — تظل الوحدة قيد التشغيل أثناء التبديل لأن تصميم حامل البطارية المزدوج يسمح بإزالة البطارية القديمة وإدخال البطارية الجديدة دون مقاطعة إمداد الطاقة لذاكرة SRAM.

البطارية البديلة هي خلية زر ليثيوم قياسية (النوع المحدد في تعليمات تشغيل SIMOTION D)، متاحة كقطعة غيار قياسية من سيمنز.

يجب التعامل مع استبدال البطارية كمهمة صيانة مجدولة يتم إجراؤها على دورة الثلاث سنوات، وليس كاستجابة تفاعلية لتنبيه البطارية.