Силовая электроника №3'2005

Сетевые возможности сервоприводов Omron-Yaskawa

Николай Татаринцев
Павел Шешера


В статье рассмотрена номенклатура различных сетевых модулей для сервоприводов Omron-Yaskawa серии W(Sigma II), их основные характеристики и возможности с целью использования на различных информационных и управленческих уровнях в технологических процессах на производстве.

Применение сервоприводов в высокотехнологичных линиях и промышленных системах становится признаком развитой политики предприятия и ориентации на высокое качество изготовляемой продукции. Современные сервосистемы (преобразователь и сервомотор со встроенным датчиком положения) обладают широкими функциональными возможностями, что позволяет легко адаптировать их к производственному процессу. Поддержание номинального момента в широком диапазоне скоростей и динамичное управление положением и скоростью вала — вот главные преимущества сервопривода перед другими электоприводами постоянного и переменного тока, что особо актуально при модернизации технологического оборудования.

Сервоприводы Omron-Yaskawa

Одну из ведущих позиций в мире по разработке, производству и распространению сервоприводов занимает концерн Yaskawa, объединившийся с фирмой Omron.

Семейство сервоприводов серии W (Sigma II) Omron-Yaskawa предназначено для оптимального управления скоростью, крутящим моментом и положением подвижных деталей механизмов. Реализованные на базе 32-разрядного RISC-процессора сервосистемы обеспечивают быстрое регулирование по току и скорости и снабжены функцией оперативной автоматической подстройки. Сервомотор оснащен многоразрядным датчиком положения (13-17 разрядов). В процессе работы преобразователь непрерывно отслеживает параметры как силовых цепей, так и данных с энкодера двигателя. Таким образом, функция оперативной автоматической подстройки на ходу адаптирует параметры управления к изменяющимся условиям нагрузки и обеспечивает превосходные динамические характеристики. Благодаря этому сервоприводы Omron-Yaskawa соответствуют самым строгим требованиям современных динамичных и высокоточных промышленных систем, включая линии упаковки, станки и манипуляторы поточных линий.

Семейство W (Sigma II) — это полный модельный ряд сервоприводов — от одно- и трехфазных сервоприводов с напряжением питания от 100 до 400 В, с   номинальной   скоростью   вращения   от   1000 до 6000 об/мин и мощностью от 30 Вт до 55 кВт.

Большие производственные мощности и высококвалифицированный персонал позволяют компании Yaskawa постоянно совершенствовать свое оборудование и выпускать различные новые модули, чтобы обеспечить клиентам максимальную свободу при автоматизации оборудования и технологических процессов. На автоматизированных линиях или при пространственной распределенности объектов для получения информации и управления процессами используются промышленные сети. Сервоприводы серии W (Sigma II) имеют ряд дополнительных модулей, поддерживающих широко распространенные протоколы обмена данными: DeviceNet, ProfiBus DP, последовательная связь по портам RS-232/422/485.

DeviceNet

Это открытая сеть полевого уровня, поддерживающая передачу данных с максимальной скоростью 500 кбит/с на расстоянии до 500 м. DeviceNet — мощный и выгодный способ соединения в сеть и управления устройствами на нижнем уровне. Данный протокол связи использует технологию CAN и обладает древовидной структурой, поддерживая несколько ведущих устройств. На одной шине могут находиться не более 64 сетевых модулей.

При использовании оборудования сторонних производителей, подключении нескольких мастер-модулей, гибком распределении областей ввода/вывода требуется программа-конфигуратор сети с библиотекой EDS-файлов. Это информационные файлы, в них описаны параметры и возможности сетевых устройств.

Интерфейсная карта JUSP-NS300 подключается непосредственно к сервоприводу через разъем на торце и является ведомым устройством. Помимо разъема для связи по DeviceNet (CN8) имеется разъем (CN4) для подключения внешних входов/выходов или датчика положения.

В сложных производственных процессах нередко производится переналадка оборудования, корректировка уставок и технологических переменных. Карта JUSP-NS300 позволяет изменять режимы и параметры работы сервопривода, а также активировать и настраивать различные функции позиционирования по протоколу связи DeviceNet с удаленных ведущих устройств или компьютера.

ProfiBus-DP

Это открытый, независимый от производителей, стандарт полевой шины, соответствующий спецификации EN50170 предназначенный для широкого спектра приложений в области промышленной автоматизации.

Оптимизированный для высокопроизводительных производств и машин, ProfiBus-DP ориентирован на связь между управляющими системами (промышленные компьютеры и интеллектуальные программируемые логические контроллеры) и модулями ввода/вывода распределенных систем сбора данных / сопряжения с объектом — до 124 узлов на мастер.

JUSP-NS500 подключается непосредственно к сервоприводу через разъем на торце и является ведомым устройством. Для организации замкнутого контура предусмотрен порт CN4 под датчик положения либо под сигналы входов/выходов. Порт CN11 позволяет при помощи компьютера настраивать параметры как самой интерфейсной карты, так и преобразователя по последовательному протоколу связи RS-232. Ведущий модуль выделяет под каждое ведомое устройство область памяти, посредством которой ведется обмен данными и конфигурируется работа сервопривода в рамках технологического процесса.

Аналогично DeviceNet сетевые модули ProfiBus-DP требуют настройки в конфигураторе, библиотека которого должна содержать GSD-файлы описания используемых устройств (для JUSP-NS500 это файл YASK0508.gsd).

К основному преимуществу ProfiBus-DP следует отнести высокую скорость передачи данных (до 12 Мбит/с) на большие расстояния (до 1200 м) при относительно невысоких затратах на оборудование и настройку сети.

Интерфейсная карта JUSP-NS600

JUSP-NS600 — однокоординатный контроллер управления позиционированием с широким набором функциональных возможностей: от шаговых перемещений и выхода в исходное, до следящих режимов. Карта оснащена пятью программируемыми выходами и поддерживает подключение внешних дискретных датчиков и устройств.

JUSP-NS600 использует два режима обмена информацией: по цифровым входам/выходам и командам последовательной передачи данных.

Режим последовательной коммуникации поддерживает непосредственную интерпретацию и выполнение потоков ASCII инструкций по портам RS-232/422/485 со скоростью до 32,4 кбит/с. Затем данные команды могут быть распространены на аналогичные ведомые модули (до 16 слейвов на 1 мастер).

Режим цифровых входов/выходов состоит из двух подрежимов:

  1. программная таблица (индексная) содержит до 128 программных перемещений, любое из которых может соответствовать физическому входу;
  2. таблица скоростей и уставок — до 16 выставляемых скоростей.

1,5-осевой контроллер управления движением MCW151

Комплексный динамический 1,5-осевой контроллер MCW151 управляет одной реальной, одной виртуальной осью и предоставляет дополнительный вход для датчика положения, с помощью которого происходит синхронизация сервоприводов серии W (Sigma II) с любым процессом. Таким образом, данная интерфейсная карта может выступать в роли ведущего или ведомого устройства по отношению к другим осям, что позволяет организовывать каскадное подключение сервоприводов.

Возможность создавать программы движения на языке BASIC и прямой доступ к параметрам и функциям сервопривода значительно упрощают проектирование и наладку производственных систем.

Неоспоримыми преимуществами являются поддержка сетей Host-Link, DeviceNet, ProfiBus-DP и возможность подключения панелей оператора через интерфейс датчика положения. Встроенные входы и выходы облегчают коммуникацию и функционирование системы, а два регистрирующих входа разрешают производить программный захват положения исполнительного органа.

Блок DeviceNet с функциями позиционирования

С помощью специального встроенного блока, NCW-152-DRT обеспечивает распределенное управление положением по одной оси, занимается обменом данных посредством DeviceNet и прогнозирует ошибки сервосистем. Один мастер-модуль может организовывать функции слежения и позиционирования, отображения на мониторе сразу 63 ведомыми устройствами при суммарной длине линий связи 500 м.

Интерфейсная карта JUSP-NS115

В связи с возросшей интеграцией в производство сетевых устройств и отхода от традиционных принципов управления аналоговыми и импульсными сигналами приводным оборудованием на крупных предприятиях инженеры компании Yaskawa, стратегического партнера Omron, создали специализированную промышленную сеть для динамического управления — Mechatrolink-II.

На базе технологии Mechatrolink-II фирмой Omron выпущена серия контроллеров с использованием всех архитектур управления, включая контроллеры управления на базе ПЛК, на основе ПК и автономные. Эта серия мастер-устройств управляет сервоприводами (до 256 осей) при помощи JUSP-NS115. Интерфейсная карта предоставляет доступ ко всем параметрам и функциям сервопривода, имеет разъем для подключения датчика положения либо дискретных входов, а также 2 гнезда CN6A и CN6B.

Через первый разъем JUSP-NS115 подключается к мастер-модулю либо предыдущему ведомому устройству, при необходимости подсоединения дополнительных (последующих) сервоприводов используется CN6B. У последнего ведомого устройства в этот разъем вставляется терминатор, замыкающий шину динамического управления.

Основные сетевые возможности устройств Mechatrolink-II:

  • управление максимум по 256 осям;
  • функции синхронизации осей и eCAM;
  • управление крутящим моментом, положением и скоростью;
  • простота установки;
  • доступ к прикладным данным (режим работы, ток, момент, ошибки и т. д.);
  • надежность.

Заключение

Описанная в данной статье номенклатура сетевых модулей для сервосистем концерна Omron-Yaskawa серии W (Sigma II) позволяет интегрировать сервоприводы практически в любой технологический процесс современного производства. Простота в наладке и эксплуатации в совокупности с широкими возможностями и высокой скоростью обмена данными с удаленными устройствами — вот главные преимущества промышленных сетевых технологий.

*  *  *

Другие статьи по этой теме


Скачать статью в формате PDF

Скачать статью в формате PDF 2005_03_54.pdf  

 
ПОДПИСКА НА НОВОСТИ

Оцените, пожалуйста, удобство и практичность (usability) сайта:
Хорошо
Нормально
Плохо