Μονάδα διεπαφής ανάλογη 6FC5312-0DA01-0AA0 6FC5 312-0DA01-0AA0 6FC5312-ODA01-OAAO

Siemens 6FC5312-0DA01-0AA0 | SINUMERIK 802D sl MCPA — Αναλογική μονάδα διεπαφής ±10V Άξονας, Συνδετήρας πίνακα ελέγχου μηχανής, Καλώδιο κορδέλας προς MCP 6FC5303-0AF30-1AA0

Επισκόπηση

Το Siemens 6FC5312-0DA01-0AA0 είναι το MCPA — μια συμπαγής αλλά λειτουργικά σημαντική μονάδα στο σύστημα CNC SINUMERIK 802D sl.

Η ονομασία MCPA καλύπτει και τις δύο λειτουργίες του με ένα όνομα: Διεπαφή πίνακα ελέγχου μηχανής (σύνδεση MCP μέσω καλωδίου κορδέλας) και αναλογική έξοδος (αναφορά άξονα ±10V). 

Αυτές οι δύο λειτουργίες μοιράζονται μια φυσική μονάδα επειδή εμφανίζονται μαζί στο ίδιο σενάριο εγκατάστασης CNC: ο πίνακας ελέγχου μηχανής 802D sl τοποθετείται απευθείας δίπλα στη μονάδα οθόνης, συνδέεται μέσω αυτής της μονάδας διεπαφής, και η ίδια εγκατάσταση συνήθως χρησιμοποιεί έναν αναλογικό οδηγό άξονα που απαιτεί την έξοδο εντολής ±10V που παρέχει ταυτόχρονα το MCPA.

Το SINUMERIK 802D sl είναι το CNC της Siemens για μηχανές φρεζαρίσματος και τόρνου, που τοποθετείται για να παρέχει πλήρη λειτουργικότητα CNC σε οικονομικά αποδοτικά επίπεδα υλικού.

Σε πολλά εργαλειομηχανές εξοπλισμένες με το 802D sl, ο οδηγός του άξονα είναι ένας αναλογικός μεταβλητής συχνότητας (VFD) ή αναλογικός σερβο οδηγός — μια ώριμη τεχνολογία που λαμβάνει μια τάση μεταξύ −10V και +10V ως αναφορά ταχύτητας. 

Η αναλογική έξοδος του MCPA παρέχει αυτήν την αναφορά ±10V απευθείας από το CNC 802D sl, μεταφράζοντας την προγραμματισμένη ταχύτητα του άξονα (εντολή S στο πρόγραμμα NC) σε μια αναλογική τάση που εκτελεί ο οδηγός του άξονα.

Χωρίς το MCPA, δύο λειτουργίες είναι μη διαθέσιμες ταυτόχρονα: ο αναλογικός άξονας δεν μπορεί να ελεγχθεί από το CNC, και το MCP του 802D sl (ο πίνακας χειριστή της μηχανής με κουμπιά χειροκίνητων αξόνων, έλεγχο υπερκαλύψεως άξονα και έλεγχο υπερκαλύψεως τροφοδοσίας) δεν μπορεί να συνδεθεί μέσω της αποκλειστικής διαδρομής καλωδίου κορδέλας.

Το MCPA είναι επομένως ένα απαραίτητο εξάρτημα σε οποιαδήποτε εγκατάσταση 802D sl που χρησιμοποιεί αναλογικό άξονα και το τυπικό MCP.

Βασικές Προδιαγραφές

Η αναλογική διεπαφή άξονα ±10V — Τι κάνει και γιατί είναι σημαντική

Το σήμα ±10V είναι η καθολική αναλογική γλώσσα μεταξύ ενός ελέγχου CNC και ενός αναλογικού οδηγού άξονα. Όταν ο χειριστής της μηχανής ή το πρόγραμμα NC εντέλλει μια ταχύτητα άξονα — ας πούμε, 3000 σ.α.λ. για μια εργασία φρεζαρίσματος — το CNC 802D sl υπολογίζει την κατάλληλη τάση εξόδου με βάση τη ρυθμισμένη μέγιστη ταχύτητα άξονα, την κλιμακώνει αναλογικά και εξάγει αυτήν την τάση από τον αναλογικό ακροδέκτη εξόδου του MCPA.

Εάν η μέγιστη ρυθμισμένη ταχύτητα είναι 6000 σ.α.λ. και η εντολή ταχύτητας είναι 3000 σ.α.λ., η έξοδος είναι +5V. Η κατεύθυνση περιστροφής του άξονα (M03 για εμπρός, M04 για πίσω στον τυπικό κώδικα G) αναπαρίσταται από την πολικότητα: θετικές τάσεις για μια κατεύθυνση, αρνητικές για την άλλη.

Ο οδηγός του άξονα — ο οποίος μπορεί να είναι ένας Siemens MICROMASTER, ένας Siemens G120, ή ένας VFD τρίτου κατασκευαστή — λαμβάνει αυτήν την τάση στον αναλογικό ακροδέκτη εισόδου του, τη μετατρέπει σε εντολή συχνότητας ή ροπής για τον κινητήρα του, και εκτελεί τον άξονα στην εντολή ταχύτητα.

Ολόκληρος ο έλεγχος ταχύτητας του άξονα κλειστού βρόχου βρίσκεται στον οδηγό και τον κινητήρα. ο ρόλος του CNC είναι απλώς να παρέχει το σημείο ρύθμισης τάσης.

Αυτή η αναλογική διεπαφή άξονα χρησιμοποιείται σε συστήματα CNC εργαλειομηχανών για δεκαετίες και παραμένει απόλυτα πρακτική για κέντρα κατεργασιών όπου η ταχύτητα του άξονα δεν χρειάζεται να αλλάζει δεκάδες φορές ανά δευτερόλεπτο ή να απαιτεί ρύθμιση ταχύτητας κλειστού βρόχου από το CNC.

Για τη ρύθμιση της ταχύτητας του άξονα εντός του βρόχου ελέγχου του CNC, μια ψηφιακή διεπαφή οδηγού (όπως PROFIBUS ή DRIVE-CLiQ) παρέχει υψηλότερη απόδοση, αλλά η αναλογική προσέγγιση ±10V είναι οικονομικά αποδοτική και αξιόπιστη για την πλειοψηφία των εφαρμογών άξονα εργαλειομηχανών γενικής χρήσης.

Σύνδεση MCP — Η Διεπαφή Καλωδίου Κορδέλας

Ο πίνακας ελέγχου μηχανής (MCP) SINUMERIK 802D sl είναι η σειρά κουμπιών, διακοπτών και ελέγχων υπερκαλύψεως που χρησιμοποιεί ο χειριστής της μηχανής κατά την κατεργασία — εκκίνηση και διακοπή άξονα, παύση τροφοδοσίας, έναρξη κύκλου, πλήκτρα κίνησης άξονα και καντράνια υπερκαλύψεως. Στην αρχιτεκτονική 802D sl, το MCP (6FC5303-0AF30-1AA0) εγκαθίσταται κάθετα δίπλα στη μονάδα οθόνης και συνδέεται με τη μονάδα MCPA μέσω ενός επίπεδου καλωδίου κορδέλας που περιλαμβάνεται με το MCP.

Αυτό το καλώδιο κορδέλας μεταφέρει τα σήματα από όλα τα κουμπιά και τους ελέγχους του MCP στη μονάδα MCPA, η οποία με τη σειρά της συνδέεται στη διεπαφή X110 του PCU του 802D sl.

Το PCU διαβάζει τις εισόδους του πίνακα χειριστή μέσω αυτής της σύνδεσης και τις ενσωματώνει στη λογική λειτουργίας της μηχανής — ερμηνεύοντας το κουμπί έναρξης κύκλου ως εντολή εκτέλεσης προγράμματος, το καντράνι υπερκαλύψεως τροφοδοσίας ως τροποποιητή ταχύτητας άξονα σε πραγματικό χρόνο, και τα πλήκτρα κίνησης ως εντολές χειροκίνητης κίνησης.

Ο μηχανικός σχεδιασμός του MCPA διασφαλίζει ότι η σύνδεση καλωδίου κορδέλας προστατεύεται και ότι η μονάδα εγκαθίσταται με ασφάλεια στην αρχιτεκτονική συστήματος του 802D sl.

Η μονάδα συνδέεται στο PCU στη θέση X110, δημιουργώντας τόσο το κύκλωμα αναλογικής εξόδου όσο και τη διαδρομή δεδομένων MCP μέσω μιας ενιαίας, συμπαγούς πλακέτας διεπαφής.

Εγκατάσταση στο Σύστημα SINUMERIK 802D sl

Σε μια πλήρη εγκατάσταση SINUMERIK 802D sl, η μονάδα MCPA καταλαμβάνει μια καθορισμένη θέση στην αρχιτεκτονική του συστήματος. Το PCU (Panel Processing Unit) 802D sl είναι η κεντρική μονάδα υλικού CNC που περιέχει τον επεξεργαστή NC, τον PLC και όλες τις διεπαφές.

Το MCPA συνδέεται στη διεπαφή X110 του PCU. Το MCP συνδέεται στο MCPA μέσω καλωδίου κορδέλας. Ο αναλογικός οδηγός άξονα συνδέεται στον αναλογικό ακροδέκτη εξόδου του MCPA (±10V, συνήθως μέσω θωρακισμένου καλωδίου στην αναλογική είσοδο του οδηγού).

Η ρύθμιση παραμέτρων του 802D sl ορίζει τη σχέση μεταξύ των προγραμματισμένων ταχυτήτων άξονα και της τάσης αναλογικής εξόδου του MCPA — η μέγιστη ταχύτητα άξονα που αντιστοιχεί σε ±10V πλήρους κλίμακας, η ελάχιστη ταχύτητα και η πολικότητα τάσης για κάθε κατεύθυνση άξονα.

Αυτές οι παράμετροι ορίζονται κατά την έναρξη λειτουργίας της μηχανής και καταγράφονται στο αντίγραφο ασφαλείας δεδομένων της μηχανής.

Συχνές Ερωτήσεις

Ε1: Μπορεί το MCPA να χρησιμοποιηθεί με οποιονδήποτε αναλογικό οδηγό άξονα, ή μόνο με οδηγούς Siemens;

Η αναλογική έξοδος ±10V από το MCPA είναι μια τυπική βιομηχανική διεπαφή που γίνεται αποδεκτή από σχεδόν όλους τους μεταβλητής συχνότητας οδηγούς και τους αναλογικούς σερβο οδηγούς από οποιονδήποτε κατασκευαστή.

Οι Siemens MICROMASTER, Siemens G120, ABB ACS series, Yaskawa V1000 και J1000, Mitsubishi FR-A series, και οι περισσότερες άλλες κύριες μάρκες VFD δέχονται μια αναλογική αναφορά ταχύτητας ±10V στους ακροδέκτες AI (αναλογικής εισόδου). 

Το MCPA δεν εκτελεί κανένα πρωτόκολλο ειδικό για τον οδηγό — εξάγει μια απλή αναλογική τάση. Η ευαισθησία και η αντίσταση της αναλογικής εισόδου του οδηγού θα πρέπει να επαληθεύονται έναντι της προδιαγραφής εξόδου του MCPA κατά τον σχεδιασμό της μηχανής.

Ε2: Τι συμβαίνει εάν η μονάδα MCPA αποτύχει σε μια λειτουργούσα μηχανή;

Η αποτυχία του MCPA συνήθως παράγει δύο ταυτόχρονα αποτελέσματα: ο αναλογικός οδηγός άξονα χάνει την εντολή ταχύτητάς του (η τάση εξόδου πέφτει στο μηδέν ή γίνεται ακαθόριστη, στην οποία οι περισσότεροι VFD ανταποκρίνονται σταματώντας ή δίνοντας σφάλμα), και οι είσοδοι κουμπιών και υπερκαλύψεως του MCP γίνονται μη λειτουργικές (το CNC δεν μπορεί να διαβάσει τις εισόδους του πίνακα χειριστή).

Το 802D sl θα δημιουργήσει αντίστοιχα μηνύματα σφάλματος — σφάλμα οδηγού άξονα από την πλευρά του οδηγού, και πιθανώς σφάλματα επικοινωνίας MCP από την πλευρά του ελέγχου. Η λειτουργία της μηχανής σταματά. Η αντικατάσταση με μια νέα ή ανακατασκευασμένη μονάδα MCPA και η επαναφορά από αντίγραφο ασφαλείας δεδομένων της μηχανής αποκαθιστούν την κανονική λειτουργία.

Ε3: Είναι η μονάδα MCPA προγραμματιζόμενη από τον χρήστη, ή λειτουργεί αυτόματα από την έξοδο εντολής άξονα του CNC;

Το ίδιο το MCPA δεν περιέχει λογική προγραμματιζόμενη από τον χρήστη — είναι μια μονάδα διεπαφής υλικού που μετατρέπει την ψηφιακή έξοδο ταχύτητας άξονα του PCU 802D sl σε αναλογική τάση και δρομολογεί τα σήματα του MCP.

Όλοι οι υπολογισμοί ταχύτητας άξονα και η λογική ελέγχου βρίσκονται στον επεξεργαστή NC του CNC 802D sl και ρυθμίζονται μέσω παραμέτρων δεδομένων μηχανής κατά την έναρξη λειτουργίας.

Το MCPA απλώς εκτελεί την έξοδο τάσης που εντέλλει το CNC. 

Δεν απαιτείται ούτε είναι δυνατή καμία ενημέρωση υλικολογισμικού ή προγραμματισμός της ίδιας της μονάδας MCPA.

Ε4: Μπορεί το 802D sl να λειτουργήσει με έναν οδηγό άξονα PROFIBUS ή ψηφιακό χωρίς να χρησιμοποιηθεί το MCPA;

Εάν η μηχανή χρησιμοποιεί έναν ψηφιακό οδηγό άξονα συνδεδεμένο στο 802D sl μέσω PROFIBUS (αντί για αναλογικό ±10V), η εντολή ταχύτητας άξονα ταξιδεύει μέσω του δικτύου PROFIBUS και δεν απαιτείται αναλογική έξοδος ±10V.

Ωστόσο, εάν χρησιμοποιείται ακόμα το MCP (6FC5303-0AF30-1AA0) του 802D sl, το MCPA μπορεί να απαιτείται ακόμα για τη διεπαφή καλωδίου κορδέλας του MCP, ακόμα κι αν η αναλογική έξοδος άξονα δεν χρησιμοποιείται.

Η αρχιτεκτονική του συστήματος εξαρτάται από το εάν απαιτείται τόσο η σύνδεση MCP όσο και η αναλογική έξοδος — αυτό ορίζεται κατά τον σχεδιασμό και την έναρξη λειτουργίας της μηχανής.

Ε5: Το MCPA αναφέρεται ως ανταλλακτικό. Αυτό σημαίνει ότι δεν ήταν διαθέσιμο ως νέο προϊόν;

Η ονομασία "ανταλλακτικό" στην περιγραφή προϊόντος της Siemens αντικατοπτρίζει ότι το MCPA δεν είναι ένα αυτόνομο αγοράσιμο αντικείμενο για νέες κατασκευές μηχανών με τη συνήθη έννοια — οι μηχανές με συστήματα CNC 802D sl παραδίδονται με το MCPA ήδη εγκατεστημένο.

Η λίστα ανταλλακτικών καθιστά το MCPA διαθέσιμο για αντικατάσταση σε περίπτωση βλάβης σε υπάρχουσες εγκαταστάσεις 802D sl.

Η Siemens διατηρεί τη διαθεσιμότητα ανταλλακτικών για τα συστήματα CNC της για μια καθορισμένη περίοδο μετά το τέλος των ενεργών πωλήσεων προϊόντων, διασφαλίζοντας ότι οι ιδιοκτήτες μηχανών μπορούν να προμηθευτούν εξαρτήματα αντικατάστασης για συντήρηση καθ' όλη τη διάρκεια ζωής της μηχανής.