Модуль позиционирования Siemens FM 453

FM 453 Модуль позиционирования. Обзор

Интеллектуальный модуль FM 453 предназначен для решения широкого круга задач позиционирования электроприводов с шаговыми и/или серводвигателями: от простого пошагового позиционирования до сложных комплексных задач с высоки-ми требованиями к времени реакции, точности и скорости позиционирования. К одному модулю может подключаться до трех приводов.

Модуль находит применение в системах управления машинами для производства бумаги, текстильными и упаковочными машинами, типографскими станками, оборудованием в пищевой промышленности, сборочным оборудованием.

Конструкция

Помимо модуля FM 453 система позиционирования включает в свой состав центральный процессор контроллера S7-400, силовая секция, программатор и, при необходимости, панель оператора. В такой системе задачи позиционирования распределяются следующим образом:

Модуль FM 453: позиционирование с управлением шаговым двигателем.
Силовая секция FM STEPDRIVE или SIMODRIVE 611-A: управление двигателем.
Центральный процессор S7-400: управление последовательностью действий, пуск и остановка позиционирования.
Программатор: разработка программ STEP 7, настройка параметров модуля FM 453, тестирование и отладка программы.
Панель оператора: создание человеко-машинного интерфейса, диагностирование отказов и ошибок.

система позиционирования с использованием модуля FM 453

FM 453. Назначение контактов.

Принцип действия

Подготовительные шаги:

Согласование параметров модуля с параметрами двигателя: эта операция выполняется вводом технических данных двигателя в программное обеспечение конфигурирования, которое входит в комплект поставки модуля.
Определение траектории движения:
- Для простого перемещения от точки к точке: определить конечную точку позиционирования и скорость перемещения.
- Для более сложных задач: задать программу перемещения. Параметры модуля могут программироваться в форме, соответствующей требованиям DIN 66025. Допускается программирование в режиме обучения.

Параметры настройки сохраняются в памяти модуля FM 453. Эти данные содержат сведения о параметрах машин, необходимой компенсации, программы управления движением или описание шагов движения от точки к точке.

Для выполнения задач позиционирования FM 453 способен формировать:

Аналоговые сигналы ±10 В для управления работой электроприводов с серводвигателями.
Импульсы управления электроприводами с шаговыми двигателями, а также сигнал выбора направления вращения.

Контроль процесса позиционирования осуществляется с помощью синхронно-последовательных (SSI) или инкрементальных датчиков позиционирования. В приводах с шаговыми двигателями датчики позиционирования могут не применяться.

Функции

Функции позиционирования:

Установка параметров настройки: определение параметров позиционирования.
Пошаговое позиционирование: установка точек позиционирования в табличной форме.
Ручной или автоматический ввод данных: позиционирование в любой точке, перемещение с любой допустимой скоростью.
Автоматическое выполнение последовательности или одного блока: непрерывное или пошаговое перемещение по сложной траектории, прямое и обратное движение.

Специальные функции:

Установка длительности измерений.
Запуск и остановка внешним сигналом по цепи скоростного входа.
Ограничение толчковых воздействий.
Непрерывная установка/ считывание значений параметров.

Программирование и настройка параметров

Настройка параметров модуля выполняется с помощью экранных форм, встроенных в STEP 7. Экранные формы входят в состав пакета конфигурирования, включенного в комплект поставки модуля FM 453. Пакет включает в свой состав:

Краткое описание для быстрого запуска модуля.
Руководство по модулю FM 453.
Экранные формы для настройки параметров модуля.
Стандартные функциональные блоки для обмена данными с центральным процессором и получения диагностической информации.

Функциональный модуль	FM 453
Напряжения и токи
Внешнее напряжение питания 1L+/2L+/3L+/4L+:
• номинальное значение	=24 В
• допустимые отклонения в статических режимах	20.4 … 28.8 В
• допустимые отклонения в динамических режимах	18.5 … 30.2 В (с учетом пульсаций)
Номинальный ток, потребляемый от внутренней шины контроллера	1.6 мА
Потребляемая мощность	8 Вт
Ток, потребляемый датчиком, дискретными входами и выходами из цепей 1L+, 2L+ и 3L+ при холостом ходе, не более	40 мА
Ток, потребляемый из цепи 1L+ для питания датчиков:
• для 5 В датчика, не более	0.4 А
• для 24В датчика, не более	1.0 А
Ток, потребляемый из цепи 2L+/3L+/4L+ дискретными выходами, не более	2.0 А на канал
Системные параметры модуля
Объем памяти для хранения параметров настройки	64 Кбайт RAM/FEEPROM
Время цикла модуля	3 мс
Интерфейс управления серводвигателями
Сигналы управления:
• номинальное напряжение	-10 … +10 В
• выходной ток	-3 … +3 мА
Выход разрешения работы силовой секции (контакт реле):
• коммутируемое напряжение, не более	50 В
• коммутируемый ток, не более	1 А
• коммутируемая мощность, не более	30 ВА
• длина соединительной линии, не более	35 м
Интерфейс управления шаговыми двигателями
Выходные сигналы 5 В/ RS 422:
• дифференциальное выходное напряжение VOD, не менее	2 В/ RL = 100 Ом
• выходное напряжение логической единицы VOH, типовое значение	3.7 В/ IO = -30 мА
• выходное напряжение логического нуля VOL, типовое значение	1.1 В/ IO = 30 мА
• сопротивление нагрузки RL, не менее	55 Ом
• выходной ток IO, не менее	±60 мА
• частота следования импульсов fp, не более	1 МГц
Сигнал готовности привода READY 2:
• входное напряжение логической единицы, не менее	3.5 В или разомкнутое состояние цепи
• входное напряжение логического нуля, не более	1.0 В/ 2мА
• длина соединительной линии, не более	35 м для симметричных сигналов, 10 м для ассиметричных сигналов
Входы подключения датчиков позиционирования
Измерение расстояния	• инкрементальное
	• абсолютное
Напряжение сигналов	5 В в соответствии с RS 422
Максимальная частота следования импульсов и длина экранированного соединительного кабеля для подключения инкрементальных датчиков позиционирования	1 МГц/ 10 м; 500 кГц/ 35 м
Максимальная скорость обмена данными и длина экранированного соединительного кабеля для подключения синхроннопоследовательных датчиков абсолютного перемещения	1.25 Мбит/с / 10 м; 156 Кбит/с / 250 м
Максимальная длина кабеля для подключения инкрементальных датчиков:
• с напряжением питания =5 В	25 м/ до 300 мА/ 4.75 … 5.25 В; 35 м/ до 210 мА/ 4.75 … 5.25 В;
• с напряжением питания =24В	100 м/ до 300 мА/ 24.4 … 28.8В; 300 м/ до 300 мА/ 11.0 … 30.0 В
Дискретные входы
Количество дискретных входов	6 на 1 канал
Гальваническое разделение цепей	Есть
Напряжение питания:
• номинальное напряжение	=24 В
• допустимые отклонения	20.4 … 28.8 В
Входное напряжение:
• низкого уровня	-3 … +5 В
• высокого уровня	+11 … +30 В
• защита от неправильной полярности входных сигналов	есть
Входной ток:
• низкого уровня, не более	3 мА
• высокого уровня	7 мА
Задержка распространения входного сигнала, не более:
• от низкого уровня к высокому	15 мкс (8 мкс для 24 В датчиков)
• от высокого уровня к низкому	45 мкс
2-проводное подключение датчиков BERO	Возможно
Дискретные выходы
Количество дискретных выходов	4 на один канал
Гальваническое разделение цепей	есть
Напряжение питания:
• номинальное значение	=24 В
• допустимый диапазон отклонений	20.4 … 28.8 В
• защита от неправильной полярности напряжения	Есть
Выходное напряжение высокого уровня	(U2L+/ U3L+/ U4L+) – 0.3 В
Выходной ток:
• низкого уровня, не более	2 мА
• высокого уровня при температуре до +40 гр ц.
- номинальное значение	0.5 А
- допустимый диапазон изменений	5 мА … 0.6 А
- ламповая нагрузка, не более	5 Вт
• высокого уровня при температуре до +60 гр. ц.
- номинальное значение	0.1 А
- допустимый диапазон изменений	5 мА … 0.12 А
Защита от короткого замыкания/ перегрузки	Есть, электронная/тепловая, отдельно для каждого канала
Частота переключения выходов, не более:
• при активной нагрузке	100 Гц
• при индуктивной нагрузке	0.25 Гц
Суммарный выходной ток:
• при температуре до +40°C.	6.0 А
• при температуре от +40°C до +60°C	1.2 А
Условия эксплуатации, хранения и транспортировки
Степень защиты по DIN 40050	IP 20
Относительная влажность по DIN 40040	Класс F
Допустимый диапазон температур:
• рабочий	0 … +60 гр. ц .
• хранения и транспортировки	-40 … +70 гр. ц.
Габариты и масса
Габариты	25 х 290 х 210 мм
Масса	1.62 кг