SINUMERIK Periferie Analog Drive Interface 6FC5211-0BA01-0AA4 6FC5 211-0BA01-0AA4 6FC5211-OBAO1-OAA4

Siemens 6FC5211-0BA01-0AA4 | SINUMERIK ADI4 Antarmuka Penggerak Analog — 4-Axis PROFIBUS DP, ±10V Output Analog, Input Encoder TTL/SSI, Fungsionalitas Kontrol Gerak, FW 01.04.08

Gambaran Umum

Siemens 6FC5211-0BA01-0AA4 adalah ADI4 — modul yang menjembatani kesenjangan arsitektur antara tulang punggung kontrol gerak digital PROFIBUS DP SINUMERIK dan basis terpasang penggerak servo antarmuka analog konvensional yang menempati mesin perkakas sebelum teknologi penggerak digital menjadi standar.

Sebagian besar penggerak servo yang dijual sebelum pertengahan 1990-an, dan banyak penguat penggerak ringkas yang masih diproduksi saat ini untuk aplikasi yang sensitif terhadap biaya, menerima sinyal analog ±10V sebagai setpoint kecepatan atau torsi mereka dan menyediakan umpan balik encoder inkremental — antarmuka yang sama sekali berbeda dari tautan digital DRIVE-CLiQ yang digunakan penggerak SINAMICS S120 dengan pengontrol SINUMERIK modern.

ADI4 memecahkan masalah integrasi ini dengan bersih: ia duduk di jaringan PROFIBUS DP sebagai budak, menerima perintah posisi sumbu dan permintaan status dari pengontrol CNC melalui PROFIBUS pada laju siklus yang sama jaraknya yang diperlukan untuk kontrol gerak yang tersinkronisasi, mengonversi perintah tersebut menjadi sinyal setpoint analog ±10V untuk penguat penggerak servo yang terhubung, membaca umpan balik encoder dari setiap sumbu, dan melaporkan data posisi dan kecepatan kembali ke CNC melalui PROFIBUS.

Dari perspektif pengontrol SINUMERIK, sumbu analog yang terhubung ADI4 berperilaku identik dengan sumbu digital SINAMICS — ia dikonfigurasi, dikomisioning, dan diprogram melalui alat SINUMERIK dan struktur parameter yang sama.

Kapasitas 4 sumbu berarti satu modul ADI4 menangani hingga empat sumbu yang dikontrol secara independen — pusat pemesinan 3 sumbu lengkap (X, Y, Z) ditambah satu sumbu tambahan (meja putar, orientasi spindel, atau sumbu linier keempat) dari satu node PROFIBUS.

Untuk mesin dengan lebih banyak sumbu, beberapa modul ADI4 terhubung pada jaringan PROFIBUS DP yang sama, masing-masing dengan alamat PROFIBUS-nya sendiri, hingga batas jumlah budak jaringan.

Spesifikasi Utama

PROFIBUS DP yang Sama Jaraknya — Mengapa Persyaratan Siklus Bus Penting

ADI4 beroperasi secara eksklusif pada PROFIBUS DP yang sama jaraknya — mode operasi bus tertentu di mana master DP berputar pada interval waktu yang tetap dan ditentukan secara tepat.

Ini bukan operasi PROFIBUS DP standar: master PROFIBUS DP biasa melakukan polling budak secepat bus mengizinkan, tetapi waktu siklus aktual sedikit bervariasi karena arbitrase bus. 

Untuk aplikasi I/O PLC, variasi ini tidak relevan. Untuk kontrol gerak servo, ini sangat penting.

Algoritma kontrol gerak memerlukan umpan balik posisi tiba di pengontrol pada interval yang ditentukan secara tepat dan berulang.

Jika waktu umpan balik bervariasi dari siklus ke siklus, perhitungan kecepatan dan percepatan yang digunakan CNC untuk menghasilkan profil gerak yang mulus menghasilkan kesalahan yang muncul sebagai riak kecepatan, kesalahan kontur, dan hasil akhir permukaan yang buruk pada bagian yang dimesin. PROFIBUS DP yang sama jaraknya menghilangkan variasi ini dengan membuat master DP (biasanya SINUMERIK NCK) menghasilkan siklus bus yang tersinkronisasi waktu pada waktu siklus servo yang dikonfigurasi — 1ms, 2ms, atau nilai lain yang ditentukan dalam Konfigurasi HW.

NCK SINUMERIK 840D sl bertindak sebagai master DP yang sama jaraknya, menghasilkan siklus bus isokron.

Semua modul ADI4 pada sistem master DP ini disinkronkan dengan siklus-siklus ini, memberikan stabilitas waktu yang diperlukan untuk kontrol sumbu CNC loop tertutup.

Antarmuka Encoder — TTL dan SSI

ADI4 mendukung dua jenis input encoder per sumbu, mencerminkan dua teknologi umpan balik dominan di era penggerak servo analog:

Encoder inkremental TTL menghasilkan pulsa A, B, dan Z (referensi).

Posisi diakumulasikan dengan menghitung pulsa di perangkat keras penghitung encoder ADI4, dan pulsa Z digunakan untuk homing (menemukan posisi referensi mesin). Encoder inkremental sejauh ini merupakan perangkat umpan balik yang paling umum di mesin perkakas konvensional — sebagian besar skala sudut dan linier dari perusahaan seperti Heidenhain, Fagor, dan Renishaw menghasilkan sinyal yang kompatibel dengan TTL.

Encoder absolut SSI (Synchronous Serial Interface) mengeluarkan nilai posisi absolut saat dinyalakan, menghilangkan persyaratan homing.

Setelah setiap siklus daya, posisi encoder segera tersedia — mesin tidak perlu mereferensikan sebelum perintah gerak dapat dieksekusi.

Encoder SSI umum pada mesin di mana perjalanan referensi tidak praktis (sumbu gantry besar, sumbu dengan batasan fisik pada perjalanan), atau di mana startup cepat setelah gangguan daya adalah persyaratan produksi.

Kemampuan ADI4 untuk menerima salah satu jenis encoder per sumbu berarti mesin dapat mencampur teknologi umpan balik — sumbu 1 dan 2 dengan skala linier inkremental TTL, sumbu 3 dengan encoder putar absolut SSI — semuanya dikelola oleh modul ADI4 yang sama dan dilaporkan secara seragam ke pengontrol SINUMERIK.

Konfigurasi di STEP 7 HW Config

ADI4 dikonfigurasi sebagai budak PROFIBUS DP di dalam SIMATIC STEP 7 HW Config menggunakan perangkat lunak ADI4 Slave OM (Object Manager) yang disediakan Siemens dengan toolbox SINUMERIK untuk setiap sistem CNC yang kompatibel. Prosedur konfigurasi:

Budak ADI4 dimasukkan ke dalam daftar budak master DP, alamat PROFIBUS ditetapkan (sesuai dengan alamat fisik yang diatur pada sakelar alamat modul ADI4), dan parameter per sumbu — jenis encoder, resolusi encoder, penetapan sinyal I/O, jenis sumbu — diatur dalam dialog ADI4 di HW Config.

Beberapa modul ADI4 ditambahkan sebagai budak DP terpisah pada sistem master DP yang sama, masing-masing dengan alamat unik.

Data mesin SINUMERIK kemudian merujuk pada penetapan slot PROFIBUS ADI4 untuk menghubungkan definisi sumbu logis CNC ke koneksi encoder dan setpoint fisik pada ADI4.

Fungsi "penyelarasan" di HW Config memungkinkan pengaturan yang identik disebarkan dari ADI4 yang dikonfigurasi pertama ke semua modul ADI4 tambahan, menyederhanakan konfigurasi mesin multi-sumbu.

FAQ

Q1: Bisakah ADI4 digunakan dengan SINUMERIK 828D, atau hanya dengan keluarga 840D sl?

6FC5211-0BA01-0AA4 ADI4 ditentukan untuk SINUMERIK 802D sl, 840Di sl, dan 840D sl.

Ini tidak terdaftar sebagai kompatibel dengan SINUMERIK 828D. 828D menggunakan komponen penggerak SINAMICS S120 berbasis DRIVE-CLiQ sebagai antarmuka aslinya, dan kemampuan PROFIBUS DP-nya berorientasi pada I/O daripada kontrol servo yang sama jaraknya dengan cara yang sama seperti 840D sl.

Untuk sistem 828D di mana integrasi penggerak analog diperlukan, pendekatan alternatif — seperti menggunakan SINAMICS S120 dengan papan output setpoint analog — biasanya ditentukan.

Aplikasi utama ADI4 tetap bersama keluarga SINUMERIK 840D sl.

Q2: Bagaimana alamat PROFIBUS ADI4 diatur — melalui perangkat lunak atau sakelar perangkat keras?

ADI4 memiliki sakelar alamat PROFIBUS fisik (sakelar DIP putar atau sakelar biner) di panel depan atau interiornya yang mengatur alamat node PROFIBUS dalam perangkat keras.

Alamat yang dikonfigurasi di STEP 7 HW Config harus sesuai dengan pengaturan fisik ini — ketidaksesuaian akan menyebabkan ADI4 tidak merespons di jaringan PROFIBUS, dan CNC akan melaporkan kesalahan komunikasi budak DP.

Setelah mengubah alamat perangkat keras, modul harus dihidupkan ulang untuk alamat baru agar berlaku.

Rentang alamat PROFIBUS yang tersedia untuk ADI4 adalah 1 hingga 126 (alamat 127 dicadangkan untuk siaran diagnostik).

Q3: Modul memerlukan dua catu daya 24V DC terpisah. Apa tujuan masing-masing?

Dua input catu daya 24V DC eksternal melayani fungsi yang berbeda. Catu daya pertama (terhubung ke X1, P24EXT1) memberi daya pada sirkuit logika internal modul dan elektronik antarmuka encoder — ini harus ada agar ADI4 beroperasi dan berkomunikasi di PROFIBUS.

Catu daya kedua (terhubung ke X6-1, P24EXT2) memberi daya pada sinyal output digital — output digital spesifik penggerak dan tujuan umum yang mengalihkan perangkat eksternal (relai aktif penggerak, kontak pelepas rem).

Memisahkan catu daya ini memungkinkan output digital diberi daya dari sirkuit terpisah yang dapat dimatikan sebagai bagian dari penghentian keselamatan mesin tanpa mematikan logika komunikasi modul.

Q4: Apakah ADI4 memiliki perlindungan terhadap pemutusan kabel encoder selama operasi?

ADI4 memantau sinyal encoder dan dapat mendeteksi kondisi kesalahan encoder termasuk hilangnya sinyal.

Jika sinyal encoder hilang selama operasi (putus kabel, kegagalan konektor), ADI4 melaporkan kesalahan encoder ke SINUMERIK CNC melalui PROFIBUS. 

Logika pemantauan sumbu CNC merespons alarm kesalahan encoder — biasanya dengan menghentikan sumbu dan memasuki keadaan aman — sesuai dengan konfigurasi data mesin.

Respons alarm spesifik tergantung pada konfigurasi SINUMERIK dan fungsi keselamatan yang diaktifkan untuk sumbu yang terpengaruh.

Q5: Bisakah beberapa modul ADI4 dan penggerak SINAMICS hidup berdampingan di jaringan PROFIBUS DP yang sama dengan SINUMERIK 840D sl?

Ya. Sistem master PROFIBUS DP SINUMERIK 840D sl dapat mencakup modul ADI4 (untuk sumbu penggerak analog) dan unit penggerak SINAMICS S120 (yang menggunakan PROFIBUS DP sebagai antarmuka komunikasinya, terpisah dari DRIVE-CLiQ).

Dalam konfigurasi campuran ini, semua budak pada DP yang sama jaraknya harus mematuhi persyaratan waktu isokron, dan total beban bus PROFIBUS di semua budak harus tetap dalam kapasitas jaringan pada waktu siklus yang dikonfigurasi.

Konfigurasi HW SINUMERIK menghitung beban bus dan memperingatkan jika konfigurasi melebihi anggaran waktu siklus DP.