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Sensoren für die industrielle Automatisierung
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| Herkunftsort | Deutschland |
| Markenname | SIMENS |
| Zertifizierung | CE RoHS |
| Modellnummer | 6SL3055-0AA00-5MA0 |
DieDies ist der Fall, wenn die Anlage nicht mehr als 5 Meter lang ist.ist die SMI20 SMC30) in der Platine neben dem Antriebsverstärker, der SMI20 befindet sich im Endgerät des Motors oder im Encoder-Gehäuse.
Der SMI20 bewertet sie lokal, wandelt die Position und Geschwindigkeitsdaten in das digitale DRIVE-CLiQ-Protokoll um,und sendet das Ergebnis über ein einziges DRIVE-CLiQ-Kabel an die SINAMICS S120 Steuerungseinheit im Panel.
Die Bedeutung dieser Architektur liegt in der Signalintegrität. SIN/COS-Encodersignale sind Analogspannungen mit geringer Amplitude, typischerweise 1 Vpp, die anfällig für elektromagnetische Störungen sind.Geräusch des allgemeinen Modus, und Signaldegradation bei langen Kabelstrecken.
Ein Antrieb an der Motorseite erzeugt PWM-Impulse mit Hunderten von Volt und Kilohertz Frequenzen; diese Schaltvorgänge koppeln sich induktiv und kapazitiv in nahegelegene Kabel.Das Ausführen von Roh-SIN/COS-Signalen vom Motor zurück durch ein Schrank voller Antriebselektronik ist eine EMV-Herausforderung.
Das SMI20 beseitigt diese Herausforderung: Die anfälligen analogen Signale bewegen sich nur die kurze Entfernung innerhalb des Motors zum SMI20, wo sie digitalisiert werden.
Von dort aus gelangt das geräuschdichte DRIVE-CLiQ-Digitalsignal zur Steuerungseinheit, die gegen die EMI-Umgebung resistent ist, die ein analogues Signal beeinträchtigen würde.
Die Bezeichnung SMI20 in der Teilenummer 6SL3055-0AA00-5MA0 entspricht der spezifischen Motor-integrierten Variante in der Sensormodultaxonomie von Siemens: SMC (Kabinettmontiert), SME (externer, IP67-bewertet),SMI (in den Motor integriert).
Alle drei Familien teilen die gleiche konzeptionelle Funktion - Encoder-Signalbewertung und DRIVE-CLiQ-Umwandlung - aber unterscheiden sich in mechanischem Formfaktor und Installationsort.
| Parameter | Wert |
|---|---|
| Funktion | SIN/COS-Codierer → DRIVE-CLiQ-Umwandlung |
| Typ des Encoder | SIN/COS 1Vpp (inkrementell / absolut) |
| Ausgabe | DRIVE-CLiQ |
| Formfaktor | Motorintegriert (SMI) |
| Antriebssystem | SINAMICS S120 |
| Steuerungseinheit | Bei der Berechnung der Vermögenswerte für die Berechnung der Vermögenswerte für die Berechnung der Vermögenswerte für die Berechnung der Vermögenswerte |
SIN/COS-Codierer erzeugen zwei Sinussignale (Sinus und Kosinus), die in Quadratur sind, wenn sich die Encoderscheibe oder die lineare Skala bewegt.Im Gegensatz zu älteren Inkremental-Encodern, die digitale Quadratwellen-Impulszüge (TTL/HTL) erzeugen, SIN/COS-Codierer liefern echte Sinusspannungen mit einer Amplitude von 1 Vpp Differenz.
Die Quadraturbeziehung zwischen den Sinus- und Kosinuskanälen ermöglicht die Erkennung der Bewegungsrichtung.Ermöglicht elektronische Interpolation, indem jeder elektrische Zyklus in viele kleinere Positionszunahmen unterteilt wird, indem die Arctangente des Sinus-Kosinus-Verhältnisses berechnet wird.
Ein physischer SIN/COS-Encoder könnte 1024 Sinuszyklus pro Umdrehung (1024 Zeilen) erzeugen.088 Grad.
Der SMI20 verwendet interne Interpolation, um jeden elektrischen Zyklus in viele weitere Schritte aufzuteilen. Der genaue Interpolationsfaktor hängt von der Spezifikation des Moduls ab.
Bei 16384 Interpolationspunkten pro Zyklus (ein allgemeiner Wert für hochauflösende Sensormodule) wird die effektive Auflösung 1024 × 16384 = ~ 16,7 Millionen Schritte pro Umdrehung,für einen Servomotor entspricht der Winkeloplösung unter dem Bogen-Sekunden-Winkel.
Diese Auflösung benötigen Präzisionswerkzeugmaschinen, Registrierungssysteme für Druckmaschinen und hochgenaue Roboterarme.
DRIVE-CLiQ (Drive Component Link with Intelligence) ist eine serielle Schnittstelle von Siemens, die alle Antriebskomponenten von SINAMICS S120 Leistungsmodule, Motormodule, Sensormodule,und Steuerungseinheiten in ein einheitliches digitales Netz.
Das Protokoll enthält nicht nur Rückkopplungsdaten (Position, Geschwindigkeit, Temperatur), sondern auch Identifikationsdaten (die angeschlossene Komponente identifiziert sich mit der Steuerungseinheit) und diagnostische Informationen.
Der DRIVE-CLiQ-Ausgang des SMI20 bedeutet, dass ein standardmäßiges DRIVE-CLiQ-Kabel - vier verdrehte Paare in einer abgeschirmten Hülle mit RJ45-Style-Anschlüssen - vom Motor zur Steuerungseinheit S120 führt.
Die Steuereinheit liest die Position und Geschwindigkeitsdaten des Motors aus dem SMI20 bei der konfigurierten Servozyklusrate (typischerweise 125 μs oder 250 μs) ab und schließt damit die Positions- und Drehzahlregelungsschleifen.
Es ist kein separates Encoderkabel erforderlich
Diese Einkabelverbindung vereinfacht auch die Inbetriebnahme der Maschine: Die Steuerung erkennt das SMI20 automatisch über das Selbstidentifizierungsprotokoll von DRIVE-CLiQ,Identifiziert den Typ und die Konfiguration des Encoder, und füllt die Antriebsparameter entsprechend vor.
Die manuelle Eingabe von Encoder-Auflösung, Signaltyp und Schnittstellenparametern, die bei analogen Encoder-Verbindungen erforderlich war, wird durch eine automatische Konfiguration ersetzt.
Die Wahl zwischen SMI- (motorintegrierten), SMC- (in einem Schrank montierten) und SME- (externe) Sensormodulen hängt vom Installationsszenario ab:
SMI (motorintegriert, dieses Modul):Am besten für neue Anlagen, bei denen der Motor speziell für die Aufbewahrung des SMI20 in seinem Encoder-Abteil entwickelt oder angepasst wurde.
Bietet den kürzestmöglichen analogen Signalweg und die stärkste EMI-Resistenz.
Für die Installation ist der Zugang zum Encoder-Terminal des Motors erforderlich.
SMC (auf dem Schrank befestigt):Wird verwendet, wenn sich das Sensormodul im Antriebshaus befinden muss, weil der Motor entweder kein internes Modul aufnehmen kann,oder weil die Kabelleitung zwischen Motor und Schrank fixiert ist und der Schrank der praktischere Ort ist.
Die analogen SIN/COS-Signale laufen vom Motor über ein abgeschirmtes Kabel zum Schrank und anschließend zur Auswertung in den SMC.
KMU (außen, IP67):Konzipiert für Motoren, bei denen das Encoder-Modul extern auf dem Motorgehäuse (nicht innen) montiert wird, typischerweise in IP67-Gehäusen für Umgebungen, in denen Feuchtigkeit, Kühlmittel,oder Kontaminationsbelastung erfordern hohe Schutzwerte.
F1: Kann der SMI20 (6SL3055-0AA00-5MA0) mit jedem SIN/COS-Codierer oder nur mit bestimmten Siemens-Codierermodellen funktionieren?
Der SMI20 bewertet Standard-SIN/COS 1Vpp-Differentialsignale, die am weitesten verbreiteten Signalstandards in hochauflösenden Servoencodern von großen Herstellern, darunter Heidenhain,Stegmann (jetzt Sick), Fagor und andere.
Unter der Voraussetzung, dass der Encoder 1 Vpp SIN/COS-Differenzsignale ausgibt und seine Versorgungsspannungs- und Stromanforderungen mit dem Encoder-Versorgungs-Ausgang des SMI20 kompatibel sind,Anwendungen von Drittanbietern können ausgewertet werden.
Die Zeilenzahl (Auflösung) des Encoders wird als Parameter in der SINAMICS-Antriebskonfiguration eingegeben..
F2: Unterstützt der SMI20 absolute Encoder oder nur inkrementelle SIN/COS?
The SMI20's -5MA0 designation covers the SIN/COS incremental and absolute encoder variant — meaning it supports encoders that produce both SIN/COS incremental tracks for high-resolution velocity feedback and an absolute position word (typically via a serial channel such as EnDat or similar protocol superimposed on the SIN/COS signals).
Bei Einsatz wird die absolute Position vom Encoder abgelesen, wodurch ein Zyklus nicht mehr erforderlich ist.die inkrementellen SIN/COS-Spuren liefern das hochauflösende Geschwindigkeits- und Positionsfeedback für die geschlossene Servoregelung.
Diese Doppelfunktionsfähigkeit umfasst die leistungsfähigsten Servo-Encoder, die in Präzisions-CNC- und Robotikanwendungen verwendet werden.
F3: Wie ist der SMI20 physisch in den Motor eingebaut?
Der SMI20 ist so konzipiert, dass er in das Encoder-Abteil kompatibler Siemens-Servomotoren Die Montage beinhaltet die Entfernung der Motor-Encoder-Abdeckung, das SMI20-Modul an den Encoder-Schnittstellenanschluss im Motor befestigt, das DRIVE-CLiQ-Kabel durch die Kabeldrüse des Motors geleitet und die Encoder-Abdeckung neu zusammengebaut wird.
Der Motor muss mit dem SMI20-Formfaktor kompatibel sein. Nicht alle Motortypen bieten ein SMI-Modul.
Die spezifischen Motoren, die mit dem SMI20 kompatibel sind, sind im SINAMICS S120 Motor Manual und in der SMI20-Dokumentation aufgeführt.
F4: Welche ist die maximale Länge des DRIVE-CLiQ-Kabels zwischen dem SMI20 und der Steuerungseinheit S120?
Die maximale Länge des DRIVE-CLiQ-Kabels zwischen jedem Sensormodul und der S120-Steuerungseinheit beträgt bei Standard-DRIVE-CLiQ-Kabeln 100 m. Dieser Wert gilt gleichermaßen für SMI-, SMC- und KMU-Varianten.
In einem Werkzeugmaschinenfach, in dem die Steuerungseinheit und der Motor in unmittelbarer Nähe stehen, ist die tatsächliche Länge in der Regel viel kürzer oft 2 5 Meter von Motor zu Werkzeugfach.
Die 100-Meter-Grenze unterstützt Anwendungen, bei denen das Antriebshaus von der Maschine entfernt ist, z. B. in Portalsystemen oder großen Bearbeitungszentren mit einem zentralen Antriebsraum.
F5: Der SMI20 ist als nachträgliche Überarbeitungen aufgeführt. Was bedeutet dies für die Beschaffung?
Das Suffix -5MA0 kennzeichnet eine spezifische Hardware-Revision des SMI20 in der SINAMICS-Sensormodulfamilie.) die Hardwareverbesserungen beinhalten, erweiterte Spezifikationen oder aktualisierte Firmware.
Ältere Überarbeitungen werden aus der Produktion genommen, bleiben aber in der Regel mit neueren Überarbeitungen in bestehenden Anlagen austauschbar.
Bei der Beschaffung einer spezifischen Überarbeitung für Wartungszwecke ist der Markt für Industrieüberschüsse die primäre Quelle für nicht weitergeführte Überarbeitungen.
Bei neuen Maschinenbauten sollte die neueste aktuelle Überarbeitung der Siemens-Produktion angegeben werden.
Die SINAMICS-Kompatibilitätsmatrizen im Siemens Industry Online Support bestätigen, welche SMI20-Revisionen mit jeder S120-Firmwareversion kompatibel sind.
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