Serwonapęd Xinje DS5 i serwosilnik MS6 dobiera się jako parę, nie jako dwa niezależne zakupy. Napęd, który po pierwszym załączeniu nie chce ruszyć, w znacznej części przypadków został zestawiony z silnikiem nieprzewidzianym dla niego w dokumentacji albo ma być sterowany metodą, której dana odmiana nie obsługuje — a żadnej z tych rzeczy nie ujawnia ani zgodna moc, ani zgodny kołnierz. Niniejsza część prowadzi przez odczytanie oznaczeń, warunki zgodności pary, metodę sterowania, zasilanie i hamowanie odzyskowe, hamulec postojowy oraz kompletację kabli.
Materiał dotyczy serwonapędów Xinje rodziny DS5 oraz serwosilników rodziny MS6. Wartości liczbowe pochodzą z tablic parametrów producenta dla poszczególnych wykonań, a oznaczenia parametrów napędu — z instrukcji użytkownika. Ponieważ rodzina DS5 obejmuje odmiany różniące się wyposażeniem w stopniu rozstrzygającym o metodzie sterowania, każdy rozdział wskazuje, których odmian dotyczy. Czynności uruchomieniowe opisano w części drugiej: pierwsze uruchomienie serwonapędu Xinje DS5 krok po kroku.
Warunki bezpiecznej pracy. Wszystkie czynności przy listwach przyłączeniowych wykonuje się przy odłączonym i zabezpieczonym przed ponownym załączeniem zasilaniu. Obwód pośredni serwonapędu zawiera kondensatory, które po odłączeniu zasilania pozostają naładowane do napięcia niebezpiecznego; czas oczekiwania przed dotknięciem zacisków podaje instrukcja danego modelu, a stan rozładowania należy potwierdzić pomiarem. Serwosilnik z magnesami trwałymi jest przy obracaniu wału prądnicą: ręczny obrót odsprzęgniętego wału wytwarza napięcie na zaciskach U, V, W, także przy wyłączonym napędzie. Zaciski silnika i żyły przewodu zasilającego traktuje się zatem jako mogące być pod napięciem, a przy dużym kołnierzu albo osi z przekładnią zwiększającą napięcie to nie jest pomijalne. Na zaciski U, V, W nie wolno podać napięcia sieciowego, a przewodu silnika nie rozrywa się stycznikiem pod obciążeniem. Rezystor hamowania osiąga w pracy wysoką temperaturę: montuje się go na podłożu niepalnym, z zachowaniem odstępów podanych w instrukcji, przewodami o izolacji wysokotemperaturowej i — o ile instrukcja tak przewiduje — z wyłącznikiem termicznym w obwodzie. Rezystor źle dobrany albo dołączony przy pozostawionym zworniku fabrycznym stanowi zagrożenie pożarowe. Radiatora napędu i obudowy rezystora nie dotyka się bezpośrednio po pracy — grozi to poparzeniem. Funkcji przywrócenia nastaw fabrycznych F0-01 nie uruchamia się na osi zabudowanej: kasuje ona między innymi przypisanie wyjścia hamulca P5-44, kierunek P0-05, przeliczenie jednostek oraz przypisania wejść, wskutek czego oś pionowa może opaść. Zwolnienie hamulca postojowego silnika powoduje swobodny ruch osi pionowej pod działaniem grawitacji — przed pierwszym załączeniem oś należy podeprzeć mechanicznie albo odsprzęgnąć od obciążenia. Pierwszy ruch wykonuje się z wałem odsprzęgniętym lub przy obciążeniu pozwalającym na pełny obrót bez kolizji, przy sprawnym obwodzie zatrzymania awaryjnego i przy sprawnych krańcówkach. Zaciski ochronne PE napędu i silnika przyłącza się przed przystąpieniem do pozostałych połączeń; napęd wprowadza do przewodu ochronnego prąd upływowy, więc dobór zabezpieczenia różnicowoprądowego i nadprądowego wykonuje się zgodnie z instrukcją, a nie przez analogię do odbiornika rezystancyjnego. Skasowanie alarmu może spowodować natychmiastowy ruch osi, jeżeli zezwolenie na pracę pozostaje udzielone.
Prace w szafie sterowniczej należą do zakresu osób o odpowiednich kwalifikacjach, zgodnie z przepisami krajowymi. Nadrzędna wobec niniejszego opracowania jest dokumentacja producenta dla konkretnego modelu — w razie rozbieżności rozstrzyga instrukcja urządzenia. Za ocenę wpływu nastaw napędu na bezpieczeństwo maszyny, w tym za dobór i weryfikację funkcji bezpieczeństwa, odpowiada użytkownik maszyny lub podmiot wprowadzający ją do obrotu, zgodnie z rozporządzeniem 2023/1230 oraz normami PN-EN 60204-1, PN-EN ISO 13849-1 i PN-EN 61800-5-2.
1. Co trzeba rozstrzygnąć, zanim zamówi się serwonapęd?
Zanim napęd zostanie zasilony, sześć kwestii powinno być rozstrzygniętych na podstawie dokumentacji, a nie w drodze próby. Każda z nich odpowiada rozdziałowi niniejszego opracowania i każda bywa źródłem niepowodzenia niezależnie od pozostałych.
| Kwestia | Kryterium rozstrzygające | Następstwo błędu |
|---|---|---|
| Zgodność pary napęd–silnik | Zgodna moc, zgodna klasa napięcia oraz zgodna rozdzielczość enkodera | Napęd zgłasza niezgodność silnika i nie zezwala na załączenie |
| Klasa napięcia i liczba faz zasilania | Wykonanie na 200–240 V albo 380–440 V; zasilanie jednofazowe albo trójfazowe | Uszkodzenie napędu przy podaniu napięcia niewłaściwej klasy |
| Hamowanie odzyskowe | Obecność rezystora wbudowanego albo konieczność zastosowania zewnętrznego | Alarm przeciążenia obwodu hamowania podczas hamowania |
| Metoda sterowania | Impulsy, wejście analogowe, magistrala albo interfejs szeregowy — zależnie od odmiany | Sterowanie fizycznie niewykonalne, konieczna wymiana napędu |
| Hamulec postojowy silnika | Wykonanie z hamulcem albo bez hamulca; sposób doprowadzenia zasilania hamulca | Opadanie osi pionowej po wyłączeniu zasilania |
| Komplet przewodów | Wielkość kołnierza, strona wyprowadzenia, grupa złącza, wykonanie przewodu | Przewód niepasujący mechanicznie albo pozbawiony żył hamulca |
2. Jak odczytać oznaczenie napędu DS5 i silnika MS6?
Oznaczenia obu urządzeń zawierają wszystkie dane potrzebne do wstępnej oceny zgodności. Umiejętność ich odczytania pozwala odrzucić większość niepasujących zestawień bez zaglądania do tablic.
2.1. Kod serwonapędu DS5
Oznaczenie napędu ma postać DS5x–abPc-PTA z opcjonalną końcówką funkcjonalną. Litera lub litery po DS5 określają odmianę i tym samym zakres wyposażenia. Pierwsza cyfra po łączniku wskazuje klasę napięcia: 2 oznacza wykonanie na 200–240 V, 4 — na 380–440 V. Pozostałe trzy znaki podają moc, przy czym litera P zastępuje przecinek: 0P1 to 0,1 kW, 0P4 — 0,4 kW, 0P7 — 0,75 kW, 2P3 — 2,3 kW, 15P0 — 15 kW. Napęd DS5K2-43P0-PTA jest zatem urządzeniem trójfazowym na 380–440 V o mocy 3 kW, a DS5L1-20P4-PTA — urządzeniem jednofazowym na 200–240 V o mocy 0,4 kW.
Końcówki -FH oraz -FS nie są oznaczeniem porządkowym, lecz wskazują odmienne wyposażenie, przy niezmienionej mocy i niezmienionym prądzie wyjściowym. Charakter tej różnicy zależy od odmiany napędu: w rodzinie DS5L1 wykonania -FH dysponują hamulcem dynamicznym, którego modele podstawowe nie posiadają; w rodzinie DS5C2 wykonania -FS wyposażono w funkcję STO, natomiast wykonania -FH dysponują pięcioma wejściami dwustanowymi zamiast trzech. Przy zamówieniu części zamiennej pominięcie końcówki prowadzi więc do dostawy urządzenia o innym wyposażeniu.
2.2. Kod serwosilnika MS6
Oznaczenie silnika ma postać MS6x–kołnierzEEnnB|BZg–abPc, z opcjonalną końcówką funkcjonalną -S albo -F. Końcówki tej nie wolno pominąć przy zamówieniu, ponieważ zmienia ona parametry: wykonanie MS6S-80CN30BZ3-20P7-S osiąga 6000 obr./min zamiast 5200, moment maksymalny 8,365 N·m zamiast 7,17 i przeciążenie 3,5-krotne zamiast 3-krotnego, a wykonanie MS6H-80 z tą końcówką — 4500 obr./min zamiast 4000. Litera po MS6 określa klasę bezwładności wirnika, dwie kolejne litery — rodzaj i rozdzielczość enkodera, dwucyfrowa liczba — prędkość znamionową podzieloną przez sto, a następnie B albo BZ rozstrzyga o hamulcu.
| Człon | Znaczenie | Przykład: MS6S-60CM30BZ4-20P4 |
|---|---|---|
| MS6x | Klasa bezwładności wirnika: S — mała, G — średnia, H — duża | MS6S — mała bezwładność |
| Kołnierz | Wymiar kołnierza w milimetrach: 40, 60, 80, 100, 110, 130, 180, 200 | 60 — kołnierz 60 mm |
| Dwie litery | Wykonanie enkodera: CM, CN, CS — magnetyczny, TL, TH — optyczny | CM — enkoder magnetyczny |
| Dwie cyfry | Prędkość znamionowa w obr./min podzielona przez sto | 30 — 3000 obr./min |
| B albo BZ | B — bez hamulca postojowego, BZ — z hamulcem postojowym | BZ — z hamulcem |
| Cyfra po B/BZ | Grupa wykonania złącza i strony wyprowadzenia przewodów | 4 — grupa złącza -B4 |
| Klasa napięcia | 2 — 220 V, 4 — 380 V | 2 — 220 V |
| Moc | Moc znamionowa, litera P w miejscu przecinka | 0P4 — 0,4 kW |
Dwa spostrzeżenia mają znaczenie praktyczne. Po pierwsze, ten sam typoszereg mechaniczny występuje w wykonaniach na obie klasy napięcia — silniki MS6G-130CN15BZ2-40P8 oraz MS6G-130CN15BZ2-20P8 mają ten sam kołnierz i ten sam moment znamionowy, lecz nie są wykonaniami równoważnymi. Wykonanie na 380 V osiąga prędkość maksymalną 3000 obr./min przy prądzie znamionowym 2,9 A, a wykonanie na 220 V — 2500 obr./min przy 4,3 A. Mechanizm jest ten sam w całej rodzinie: przy niższym napięciu obwodu pośredniego napęd wcześniej traci zapas napięcia na pokonanie siły elektromotorycznej, więc kończy się prędkość, a ten sam moment wymaga większego prądu. Tej samej prawidłowości podlega przeciążenie: MS6G-110 na 380 V dopuszcza 3-krotne, a na 220 V — 2,66-krotne. Wykonanie na wyższą klasę napięcia jest zatem szybsze i pobiera mniejszy prąd, co przekłada się na cieńszy przewód i mniejszy napęd. Zestawienie silnika z napędem o niezgodnej klasie napięcia pozostaje przy tym błędem, którego oznaczenie kołnierza ani momentu nie ujawnia. Po drugie, człon oznaczający moc bywa wartością zaokrągloną: silnik MS6G-130CN15BZ2-40P8 dysponuje mocą 0,85 kW, mimo że kod wskazuje 0,8 kW. Do obliczeń należy zatem przyjmować wartości z tablicy parametrów, nie z oznaczenia.
2.3. Klasa bezwładności jako kryterium doboru
Litera określająca klasę bezwładności bywa pomijana jako oznaczenie porządkowe, tymczasem rozstrzyga ona o zachowaniu układu regulacji. Silniki małej bezwładności rozpędzają się i wytracają prędkość szybciej, co jest pożądane przy krótkich, częstych przemieszczeniach lekkiego obciążenia. Silniki dużej bezwładności lepiej znoszą obciążenie o bezwładności znacznie przewyższającej bezwładność wirnika, ponieważ stosunek tych bezwładności — parametr, który napęd wykorzystuje w nastawach regulatora — pozostaje wtedy w zakresie łatwiejszym do opanowania.
| Rodzina | Bezwładność | Kołnierze | Przeznaczenie |
|---|---|---|---|
| MS6S | Mała | 60, 80, 100, 130 mm | Osie o krótkim cyklu i lekkim obciążeniu: podajniki, osie pozycjonujące, chwytaki |
| MS6G | Średnia | 110, 130, 180, 200 mm | Obciążenia o umiarkowanej bezwładności, także napędy o prędkości znamionowej 1500 obr./min |
| MS6H | Duża | 40, 60, 80, 130, 180 mm | Obciążenia o dużej bezwładności względem wirnika, przekładnie o małym przełożeniu, osie bezpośrednie |
Prędkość znamionowa zależy od wielkości: silniki o kołnierzach 40–100 mm pracują w rodzinie MS6S i MS6H z prędkością znamionową 3000 obr./min, natomiast wykonania o kołnierzach 130 mm i większych występują również w odmianach 1500 obr./min, a w kołnierzu 200 mm — 1700 obr./min. Zdolność przeciążeniowa i stopień ochrony nie są w rodzinie MS6 jednakowe i odczytuje się je dla konkretnego wykonania. Każde wykonanie MS6 dopuszcza przeciążenie co najmniej 2,5-krotne względem momentu znamionowego, więc jest to wartość bezpieczna dla doboru wstępnego. Na tej wartości stoją typoszeregi największe: MS6H-130, MS6S-100, MS6G-180 oraz MS6G-200. Przeciążenie 3-krotne mają MS6H-180, MS6S-130, MS6G-130, MS6G-110 w wykonaniach na 380 V oraz wykonania standardowe MS6H-40, MS6H-80 i MS6S-80. Przeciążenie 3,5-krotne, najwyższe w rodzinie, mają cały typoszereg MS6S-60 oraz wykonania z końcówką -S w typoszeregach MS6H-40, MS6H-80 i MS6S-80. Wykonania MS6G-110 na 220 V mają wartość osobną, 2,66-krotną.
Stopień ochrony układa się podobnie. Każde wykonanie MS6 spełnia co najmniej IP54. Klasę IP67 ma większość oferty: MS6S-60, MS6S-80, MS6S-130, MS6H-40, MS6H-80, MS6G-110, MS6G-130 oraz MS6G-180. Klasę IP66 ma MS6S-100, klasę IP65 — MS6H-130 oraz MS6H-180, a klasę IP54 — MS6G-200, czyli akurat silnik o najwyższej mocy w rodzinie; przy zabudowie w otoczeniu zapylonym albo wilgotnym wymaga to osłony. Podana klasa dotyczy korpusu silnika, nie wolnego końca wału ani złączy pozostawionych bez podłączenia. Wartości dla poszczególnych wykonań podano w kartach produktów w kategorii serwosilniki MS6.
3. Czy silnik MS6 pasuje do napędu DS5?
Zgodność napędu z silnikiem nie sprowadza się do zgodności mocy. Trzy warunki muszą być spełnione równocześnie, a niespełnienie któregokolwiek uniemożliwia pracę.
Warunek pierwszy — moc i prąd. Moc znamionowa napędu powinna odpowiadać mocy silnika, a prąd wyjściowy napędu — być nie mniejszy niż prąd znamionowy silnika. Ponieważ wykonania MS6 dopuszczają przeciążenie od 2,5- do 3,5-krotnego, przy zadaniach o wysokim momencie rozruchowym miarodajny jest prąd chwilowy, nie znamionowy — z tym że krotność przyjmuje się z tablicy parametrów danego wykonania, nie jednakową dla całej rodziny. Silnik MS6S-60CM30B4-20P4 o prądzie znamionowym 2,7 A i prądzie maksymalnym 9,45 A tworzy dobraną parę z napędem 0,4 kW o prądzie wyjściowym 2,8 A.
Warunek drugi — klasa napięcia. Klasa napięcia napędu i silnika musi być zgodna. Cyfra 2 albo 4 występuje w oznaczeniach obu urządzeń i to jest najprostsza droga weryfikacji.
Warunek trzeci — rozdzielczość enkodera. Ten warunek jest w praktyce pomijany najczęściej, a jego niespełnienie objawia się dopiero przy pierwszym załączeniu. Poszczególne odmiany napędu DS5 obsługują odmienne zestawy rozdzielczości enkodera. Odmiany DS5C1, DS5K1, DS5L1 oraz DS5P mają w tablicach wpisaną rozdzielczość 17/23 bit, natomiast DS5C2 oraz DS5K2 — 19/23 bit. Silnik z enkoderem magnetycznym 19-bitowym, oznaczony literami CN, nie jest przewidziany do współpracy z napędem obsługującym 17 i 23 bity, mimo zgodnej mocy i zgodnej klasy napięcia.
| Odmiana napędu | Rozdzielczość enkodera | Wykonania enkodera silnika o tej rozdzielczości |
|---|---|---|
| DS5L1, DS5C1, DS5K1, DS5P | 17/23 bit | Magnetyczny 17-bitowy (CM, CS), optyczny 23-bitowy (TL, TH) |
| DS5C2, DS5K2, DS5L2 | 19/23 bit | Magnetyczny 19-bitowy (CN), optyczny 23-bitowy (TL, TH) |
Litery enkodera należy traktować jako wskazówkę porządkującą, nie jako podstawę rozstrzygnięcia. W tablicach producenta oznaczenia CM oraz CS odpowiadają enkoderowi magnetycznemu 17-bitowemu, CN — magnetycznemu 19-bitowemu, a TL i TH — optycznemu 23-bitowemu, jednak przypisanie to nie jest dla wszystkich wielkości kołnierza jednolite, a litery CM i CS rozróżniają wykonania również pod innymi względami, w tym pod względem strony wyprowadzenia przewodów. Rozdzielczość konkretnego wykonania odczytuje się zatem z tablicy parametrów dla danego kołnierza, dostępnej w strefie plików do pobrania.
Praktyczna konsekwencja: parę napęd–silnik dobiera się jako parę, nie jako dwa niezależne zakupy. Zestawy zgodne wynikają z zestawień producenta, a nie z porównania samych mocy. W ofercie znajdują się zarówno serwonapędy DS5, jak i serwosilniki MS6; przy wątpliwości co do zgodności rozstrzyga zestawienie z dokumentacji napędu, nie zbieżność oznaczeń.
4. Którą odmianę DS5 wybrać do zamierzonej metody sterowania?
Rozdział ten omawia zagadnienie, którego przeoczenie prowadzi do najkosztowniejszego błędu doboru. Rodzina DS5 nie jest jednolita pod względem sposobów zadawania ruchu, a wśród jej odmian znajdują się takie, które nie przyjmują sygnału impulsowego w ogóle. Napęd przystosowany do pracy w sieci EtherCAT albo PROFINET nie zostanie uruchomiony przez wyjście impulsowe sterownika bez względu na nastawy, ponieważ nie dysponuje odpowiednim wejściem.
| Odmiana | Impuls i kierunek | Wejście analogowe | RS485 | Magistrala |
|---|---|---|---|---|
| DS5L1 | tak, 5 V i 24 V | nie | tak | nie |
| DS5L2 | tak, 5 V i 24 V | nie | tak | nie |
| DS5K1 | tak, 5 V i 24 V | tak | tak | nie |
| DS5K2 | tak, 5 V i 24 V | tak | tak | nie |
| DS5C1 | nie | nie | nie | EtherCAT |
| DS5C2 | nie | nie | nie | EtherCAT |
| DS5P | nie | nie | nie | PROFINET |
Z zestawienia wynika kilka wniosków porządkujących dobór. Napęd DS5L1 stanowi wykonanie impulsowe w postaci podstawowej: przyjmuje impulsy o poziomie 5 V oraz 24 V, dysponuje interfejsem RS485, natomiast nie posiada wejścia analogowego. Zadawanie prędkości napięciem 0–10 V wymaga zatem odmiany DS5K1 albo DS5K2, które jako jedyne w tym zestawieniu łączą wejście analogowe, interfejs RS485 oraz wejście impulsowe. Odmiany DS5C1, DS5C2 oraz DS5P pracują wyłącznie jako urządzenia podrzędne magistrali, a ich port RS232 służy do konfiguracji, nie do sterowania ruchem. Funkcji pełnego sprzężenia zwrotnego, to jest pracy z liniałem pomiarowym jako drugim źródłem położenia, tablice rodziny DS5 nie wykazują dla żadnej odmiany; zastosowanie liniału wymaga potwierdzenia dla konkretnego modelu.
Liczba wejść i wyjść dwustanowych również różni się między odmianami i bywa czynnikiem rozstrzygającym, gdy w napędzie mają być obsłużone krańcówki, sygnał bazowania, zwolnienie hamulca oraz zezwolenie. Odmiana DS5K2 w całym zakresie mocy oraz DS5K1 w wykonaniach od 0,1 do 0,75 kW dysponują ośmioma wejściami i sześcioma wyjściami, DS5L1 oraz DS5C1 — trzema wejściami i trzema wyjściami, a DS5P i wykonania DS5C2-FH — pięcioma wejściami i trzema wyjściami. Dla wykonań DS5K1 o mocach 11 i 15 kW tablica producenta podaje pięć wejść i cztery wyjścia; wartość tę należy potwierdzić w instrukcji modelu, ponieważ w tych samych kolumnach tablicy wiersz zasilania zawiera wartość niemożliwą. Przy trzech wejściach zagospodarowanie sygnałów wymaga rozstrzygnięcia, które z nich obsłuży sterownik nadrzędny.
Odmiana DS5L2 zasługuje na osobną uwagę, ponieważ w zestawieniu wygląda jak DS5L1, a różni się w miejscu istotnym dla bezpieczeństwa: hamulec dynamiczny mają wszystkie jej wykonania, podczas gdy w rodzinie DS5L1 wyposażono w niego jedynie wykonania z końcówką -FH. Obsługuje ona ponadto rozdzielczość enkodera 19/23 bit, a nie 17/23 bit jak DS5L1, co przenosi ją do innego wiersza zestawienia enkoderowego. W zestawieniach przewodów producenta pojawia się także odmiana DS5N1, której wyposażenia nie należy wnioskować przez analogię — właściwym źródłem jest tablica parametrów danego wykonania.
5. Jakie zasilanie i jaki rezystor hamowania są potrzebne?
Liczba faz zasilania nie wynika z mocy napędu w sposób jednoznaczny. Wykonania na 200–240 V o mocy do 0,75 kW zasilane są jednofazowo, natomiast w zakresie wyższych mocy tej samej klasy napięcia występują wykonania dopuszczające zarówno zasilanie jednofazowe, jak i trójfazowe — tak opisano na przykład napędy DS5K2 o mocach 1,5, 2,3 oraz 2,6 kW. Wykonania na 380–440 V zasilane są trójfazowo. Zaciski zasilania oznaczono L/N w wykonaniach jednofazowych oraz R/S/T w wykonaniach trójfazowych, a wyjście do silnika — U/V/W wraz z zaciskiem ochronnym PE.
Podczas hamowania silnik pracuje jako generator, a energia kinetyczna obciążenia wraca do obwodu pośredniego napędu. Jeżeli jej ilość przekracza zdolność pochłaniania obwodu, napięcie obwodu pośredniego narasta i napęd zgłasza alarm przeciążenia obwodu hamowania. Rezystor hamowania zamienia tę energię w ciepło.
Rezystor wbudowany posiadają wyłącznie wybrane modele. Nie jest to cecha odmiany, lecz konkretnego wykonania o określonej mocy, co ma bezpośrednie następstwo dla kompletacji: obecność rezystora wbudowanego odczytuje się z tablicy dla konkretnego wykonania, nie z mocy napędu. Odmiana DS5P nie ma go w żadnym wykonaniu, a w pozostałych odmianach występuje zwykle dopiero od 0,75 kW.
| Wykonanie | Moc | Rezystor wbudowany | Rezystor zewnętrzny — zakres |
|---|---|---|---|
| DS5P-20P1, -20P2, -20P4 | 0,1 · 0,2 · 0,4 kW | brak | 50–100 Ω, powyżej 200 W |
| DS5P-20P7 | 0,75 kW | brak | 40–100 Ω, powyżej 600 W |
| DS5L1-20P1, -20P2, -20P4 | 0,1 · 0,2 · 0,4 kW | brak | 80–100 Ω, powyżej 200 W |
| DS5L1-20P7 | 0,75 kW | 50 Ω 80 W | 50–100 Ω, powyżej 600 W |
| DS5L2-20P1, -20P2, -20P4 | 0,1 · 0,2 · 0,4 kW | brak | 80–100 Ω, powyżej 200 W |
| DS5L2-20P7 | 0,75 kW | 50 Ω 80 W | 50–100 Ω, powyżej 600 W |
| DS5K2-20P7 | 0,75 kW | 50 Ω 80 W | 50–100 Ω, powyżej 600 W |
| DS5K2-21P5, -22P3 | 1,5 · 2,3 kW | 50 Ω 80 W | 30–50 Ω, powyżej 1000 W |
| DS5K2-22P6 | 2,6 kW | 50 Ω 80 W | 25–50 Ω, powyżej 1000 W |
| DS5K2-43P0 | 3,0 kW | 60 Ω 80 W | 50–75 Ω, powyżej 1200 W |
| DS5K2-45P5 | 5,5 kW | brak | 25–65 Ω, powyżej 2000 W |
| DS5K2-47P5 | 7,5 kW | brak | 22–50 Ω, powyżej 2500 W |
| DS5K1-411P0, -415P0 | 11 · 15 kW | brak | 20–45 Ω, powyżej 3000 W |
Sposób przyłączenia rezystora wymaga uwagi, ponieważ pomyłka na tym etapie pozostaje niewidoczna do chwili pierwszego hamowania. Zaciski P+, D oraz C obsługują dwa wykluczające się warianty. Przy korzystaniu z rezystora wbudowanego zaciski P+ oraz D pozostają połączone zwornikiem fabrycznym. Przy zastosowaniu rezystora zewnętrznego zwornik między P+ i D należy usunąć, a rezystor przyłączyć do zacisków P+ i C. Jest to czynność wykonywana na listwie pod potencjałem obwodu pośredniego, którego napięcie wynosi w przybliżeniu 340 V przy zasilaniu 230 V oraz 560 V przy zasilaniu 400 V. Wykonuje się ją przy zasilaniu odłączonym i zabezpieczonym przed załączeniem, po odczekaniu czasu podanego w instrukcji modelu i po potwierdzeniu rozładowania pomiarem. Pozostawienie zwornika przy dołączonym rezystorze zewnętrznym powoduje pracę obu rezystorów równolegle, a więc rezystancję wypadkową poniżej dopuszczalnej — czego następstwem jest przeciążenie tranzystora obwodu hamowania.
Dobór rezystora poza zakresem podanym w tablicy jest błędem w obu kierunkach: rezystancja zbyt duża nie pochłonie energii w wymaganym tempie, a zbyt mała spowoduje przepływ prądu przekraczającego obciążalność obwodu. Podane w tablicy wartości mocy stanowią wartości minimalne, dobrane przy założeniu określonej częstości hamowań; przy pracy o dużej częstotliwości cykli wymagany zapas jest większy. Cała ta moc zamienia się w ciepło wewnątrz szafy, co ma dwa następstwa: rezystor wymaga podłoża niepalnego, odstępów zgodnych z instrukcją i przewodów o izolacji wysokotemperaturowej, a bilans cieplny szafy trzeba policzyć z uwzględnieniem tej mocy. W akcesoriach serwo dostępne są rezystory hamowania, a przy każdym podano wykonania napędu, dla których został przewidziany. Wyjątkiem są napędy o mocach 0,1, 0,2 i 0,4 kW, dla których tablica wymaga 80–100 Ω powyżej 200 W — dla nich dobór uzgadniamy indywidualnie.
6. Czy hamulec postojowy zatrzymuje ruch?
Hamulec silnika MS6, oznaczony w kodzie członem BZ, jest hamulcem postojowym o działaniu spoczynkowym: zwalnia się po podaniu napięcia 24 V DC, a zaciska po jego zaniku. Jego przeznaczeniem jest utrzymanie osi w położeniu po wyłączeniu zasilania albo po zadziałaniu zatrzymania awaryjnego.
Trzy właściwości hamulca bywają błędnie interpretowane i każda z nich prowadzi do odmiennej postaci awarii.
Hamulec nie służy do zatrzymywania ruchu. Wykorzystywanie go do wytracania prędkości powoduje szybkie zużycie okładzin i utratę zdolności utrzymywania obciążenia. Hamowanie realizuje napęd, a hamulec zaciska się dopiero po zatrzymaniu wału. Kolejność tę wymuszają parametry napędu: P5-08 określa prędkość, poniżej której wystawiany jest sygnał zaciśnięcia hamulca, P5-09 — czas oczekiwania na jego zadziałanie, a P5-44 przypisuje funkcję wyjścia hamulca do wybranego wyjścia dwustanowego.
Hamulec nie jest elementem funkcji bezpieczeństwa. Jego zdolność utrzymywania obciążenia nie jest wielkością gwarantowaną w rozumieniu norm bezpieczeństwa funkcjonalnego. Jeżeli zatrzymanie osi pionowej pełni funkcję bezpieczeństwa, wymaga to odrębnego rozwiązania i odrębnej oceny; funkcja STO, dostępna w wykonaniach DS5C2-FS, odcina wyzwalanie tranzystorów mocy i sama nie zabezpiecza przed opadnięciem obciążenia pod działaniem grawitacji.
Hamulec wymaga własnego zasilania i własnego przewodu. Napięcie 24 V DC dla hamulca nie jest wyprowadzane z napędu jako moc — obwód zasila się z odrębnego zasilacza, o obciążalności uwzględniającej prąd zwalniania hamulca. Sposób doprowadzenia przewodów zależy od grupy złącza silnika i jest to zagadnienie rozstrzygające o kompletacji, omówione w następnym rozdziale.
7. Jak dobrać komplet przewodów serwo?
Przewody serwo nie są przewodami uniwersalnymi. Zestawienia producenta wiążą konkretny komplet z konkretnym zestawieniem napędu i silnika, a komplet dobiera się według sześciu kryteriów rozpatrywanych łącznie: wielkości kołnierza silnika, strony wyprowadzenia przewodów — przedniej albo tylnej, grupy złącza wynikającej z cyfry po członie B/BZ, wykonania przewodu, odmiany napędu oraz liter enkodera. Dwa ostatnie kryteria bywają pomijane, a rozstrzygają: przy tym samym silniku i tej samej grupie złącza odmiana DS5P wymaga innego przewodu zasilającego niż odmiany DS5L1, DS5C1, DS5N1 i DS5K1, a przewód enkodera różni się w zależności od liter enkodera silnika.
Wykonanie przewodu odpowiada warunkom zabudowy i jest widoczne w przedrostku oznaczenia. Przewody standardowe (CP-, CM-) przeznaczono do prowadzenia nieruchomego. Przewody do prowadnika kablowego (CPT-, CMT-) wykonano z myślą o wielokrotnym zginaniu i to je stosuje się przy silniku poruszającym się wraz z osią. Przewody olejoodporne (CPG-, CMG-) przewidziano dla środowisk z mgłą olejową; występują wyłącznie dla kołnierzy 40, 60 oraz 80 mm z wyprowadzeniem przednim. Zastosowanie przewodu standardowego w prowadniku kablowym prowadzi do przetarcia izolacji i do zakłóceń w torze enkodera na długo przed uszkodzeniem widocznym.
Rozstrzygnięcie o zasilaniu hamulca zależy od grupy złącza i jest to najczęstsze źródło braku w kompletacji.
| Grupa złącza | Zasilanie hamulca | Skutek dla kompletacji |
|---|---|---|
| -B2, -B3 | Żyły hamulca prowadzone w przewodzie zasilającym silnik w wykonaniu z przedrostkiem CMB | Komplet dwuprzewodowy: enkoder oraz zasilanie z żyłami hamulca |
| -B1, -B4 | Odrębny przewód hamulca | Komplet trzyprzewodowy: enkoder, zasilanie oraz osobny przewód hamulca |
Dla silników o kołnierzach 40, 60 oraz 80 mm w grupach -B1 i -B4 odrębny przewód hamulca występuje w wykonaniu standardowym oraz w wykonaniu do prowadnika kablowego. Przewód ten dostępny jest w ofercie jako przewód hamulca CB-P03 dla kołnierzy 40, 60 i 80 mm w grupach -B1 oraz -B4. Rozróżnienie przedrostków przewodu zasilającego jest przy tym jednoznaczne: CM-, CMT-, CMG- oznaczają wykonanie bez żył hamulca, a CMB-, CMBT-, CMBG- — wykonanie z żyłami hamulca. Zamówienie przewodu CM- do silnika z hamulcem w grupie -B2 albo -B3 skutkuje brakiem możliwości zwolnienia hamulca.
Komplety przewodów występują w stopniowanych długościach katalogowych, nie w dowolnym wymiarze: 3, 5, 8, 10, 12, 16 oraz 20 m dla wykonań standardowych i do prowadnika kablowego, a 2, 3, 5 oraz 8 m dla wykonań olejoodpornych. Długość dobiera się do trasy z zapasem na pętlę serwisową przy silniku, ponieważ przewodu serwo nie skraca się ani nie przedłuża w puszce. Przy enkoderach absolutnych wieloobrotowych podtrzymanie licznika obrotów wymaga zasilania bateryjnego; służy do tego pojemnik na baterię CP-B-BATT, przewidziany do przewodów enkodera wieloobrotowego. Wyczerpanie baterii nie powoduje utraty zdolności ruchu, natomiast prowadzi do utraty położenia bezwzględnego i do konieczności powtórzenia bazowania, zgłaszanej alarmem osobnym.
W ofercie przewody serwo występują jako komplety, nie jako pojedyncze numery katalogowe. Oznaczenie kompletu zawiera obsługiwane odmiany napędu, obsługiwane wielkości silnika, litery enkodera, grupę wykonania oraz informację o hamulcu, co pozwala dobrać komplet bez odwoływania się do zestawień producenta. Pełny zbiór dostępny jest w kategorii komplety przewodów serwo.
Najczęstsze pytania o dobór DS5 i MS6
Czy silnik MS6 o tej samej mocy zawsze pasuje do napędu DS5?
Nie. Zgodność wymaga spełnienia trzech warunków równocześnie: mocy i prądu, klasy napięcia oraz rozdzielczości enkodera. Odmiany DS5C1, DS5K1, DS5L1 i DS5P obsługują rozdzielczość 17/23 bit, a DS5C2, DS5K2 i DS5L2 — 19/23 bit, więc silnik z enkoderem magnetycznym 19-bitowym, oznaczony literami CN, nie zostanie uruchomiony przez napęd 17/23-bitowy mimo zgodnej mocy i zgodnej klasy napięcia.
Jak sprawdzić zgodność klasy napięcia napędu i silnika?
Klasę napięcia wskazuje cyfra w oznaczeniu obu urządzeń: 2 odpowiada klasie 200–240 V, 4 — klasie 380–440 V. Cyfry muszą być jednakowe po stronie napędu i po stronie silnika; jest to najprostsza droga weryfikacji, wykonalna bez sięgania do tablic.
Który prąd jest miarodajny przy dużym momencie rozruchowym?
Prąd chwilowy, nie znamionowy. Wykonania MS6 dopuszczają przeciążenie od 2,5- do 3,5-krotnego, przy czym krotność odczytuje się z tablicy parametrów konkretnego wykonania, a nie przyjmuje jednakowej dla całej rodziny. Przykładowo silnik o prądzie znamionowym 2,7 A i prądzie maksymalnym 9,45 A tworzy dobraną parę z napędem 0,4 kW o prądzie wyjściowym 2,8 A.
Czy hamulec postojowy silnika MS6 zatrzymuje ruch?
Nie. Człon BZ w oznaczeniu odpowiada hamulcowi postojowemu o działaniu spoczynkowym: zwalnia się po podaniu napięcia 24 V DC, a zaciska po jego zaniku. Jego przeznaczeniem jest utrzymanie osi w położeniu po wyłączeniu zasilania albo po zadziałaniu zatrzymania awaryjnego, nie hamowanie ruchu w czasie pracy.
Czy napęd DS5 w odmianie magistralowej przyjmie sygnał impulsowy ze sterownika?
Nie. Napęd przystosowany do pracy w sieci EtherCAT albo PROFINET nie dysponuje wejściem impulsowym, więc żadna nastawa tego nie zmieni. Metodę zadawania ruchu należy rozstrzygnąć przed wyborem odmiany, ponieważ pomyłka na tym etapie jest najkosztowniejszym błędem doboru.
Według czego dobiera się komplet przewodów serwo?
Według sześciu kryteriów rozpatrywanych łącznie: wielkości kołnierza silnika, strony wyprowadzenia przewodów — przedniej albo tylnej, grupy złącza wynikającej z cyfry po członie B albo BZ, wykonania przewodu, odmiany napędu oraz liter enkodera. Przewody serwo nie są przewodami uniwersalnymi.
Kompletacja układu serwo obejmuje napęd, silnik, komplet kabli oraz — zależnie od modelu — rezystor hamowania i zasilanie hamulca postojowego. Przy silniku z hamulcem konieczny jest odrębny zasilacz 24 V DC; przy enkoderze absolutnym wieloobrotowym — pojemnik na baterię.
- Serwonapędy DS5 — odmiany impulsowe, z wejściem analogowym oraz magistralowe
- Serwosilniki MS6 — kołnierze od 40 do 200 mm, wykonania z hamulcem i bez hamulca
- Komplety kabli serwo — dobór według napędu, silnika, grupy złącza i wykonania
- Akcesoria serwo — rezystory hamowania, pojemnik na baterię, złącza, adaptery
Cały dział serwonapędy i silniki · sterowniki PLC · instrukcje i katalogi do pobrania
Jak sprawdzić zestawienie przed zamówieniem?
Jesteśmy wyłącznym dystrybutorem Xinje w Polsce i sprawdzamy zgodność zestawienia przed zamówieniem. Zgłoszenie na adres biuro@automation.net.pl powinno zawierać cztery informacje: oznaczenie napędu i silnika w pełnej postaci, wraz z końcówką funkcjonalną; przewidzianą metodę sterowania; wielkość i charakter obciążenia wraz z cyklem pracy oraz sposób prowadzenia i wymaganą długość kabli.
W odpowiedzi, w ciągu jednego dnia roboczego, podajemy trzy rzeczy: czy zestawienie jest zgodne, komplet kabli odpowiadający odmianie napędu i grupie złącza silnika oraz rozstrzygnięcie, czy rezystor hamowania jest w danym modelu wbudowany, a jeśli nie — jaki rezystor zewnętrzny mieści się w oknie z tablicy. Jeżeli zestawienie zgodne nie jest, wskazujemy wykonanie zgodne; gdy takiego wykonania nie mamy, mówimy to wprost, zamiast proponować zamiennik na odpowiedzialność klienta.
Zakres ten obejmuje dobór urządzeń i kompletację. Wykonanie projektu, oprogramowanie sterownika oraz uruchomienie na obiekcie stanowią odrębny zakres, wyceniany indywidualnie. Instrukcje użytkownika napędów DS5, instrukcja bezpieczeństwa serwosilników MS6 oraz katalog systemów serwo dostępne są w strefie plików do pobrania; instrukcję należy dobrać do posiadanej odmiany.
Powiązane opracowania w bazie wiedzy. Konfigurację łącza szeregowego między sterownikiem a panelem operatorskim, wspólną z łączem napędu, opisano w przewodniku o komunikacji sterownika Xinje z panelem HMI przez Modbus RTU. Kryteria oceny współpracy panelu Xinje ze sterownikiem obcej marki zebrano w opracowaniu o panelu jako terminalu do sterownika obcego producenta. Napęd silnika indukcyjnego, w którym zadaniem jest regulacja prędkości, a nie nadążne odtwarzanie położenia, rozstrzyga się według innych kryteriów — zebrano je w przewodniku o doborze falownika Xinje serii VH. Czynności uruchomieniowe dla dobranej już pary opisuje część druga niniejszego opracowania.
Dokumentacja źródłowa: instrukcje użytkownika napędów DS5, instrukcja bezpieczeństwa serwosilników MS6 oraz katalog systemów serwo dostępne są w strefie plików do pobrania. Instrukcję należy dobrać do posiadanej odmiany, ponieważ tablice parametrów różnią się między podseriami.
Znaczenia pojęć technicznych używanych w tym opracowaniu zebrano w słowniku automatyki.
