OMRON R88D-WN10H-ML2 — Serwo-sterownik OMNUC Serii W 1 kW z wbudowanym MECHATROLINK-II

Przegląd

R88D-WN10H-ML2 to serwo-sterownik AC o mocy 1 kW z serii OMNUC W firmy OMRON, wyróżniający się fabrycznie zintegrowanym interfejsem komunikacyjnym MECHATROLINK-II. Podczas gdy starsze sterowniki z serii W wymagały oddzielnego modułu aplikacyjnego FNY-NS115 do uczestnictwa w sieci MECHATROLINK-II, rodzina WN-ML2 wbudowuje tę funkcjonalność bezpośrednio w obudowę sterownika — zmniejszając zajmowaną przestrzeń w panelu o około 60% w porównaniu do równoważnej jednostki z serii WT z dodatkowym modułem.

Przeznaczony do zasilania trójfazowego 200–230 V AC i natywnie współpracujący z serwo-silnikami serii W o mocy 1 kW pracującymi z prędkością 3000 obr./min, ten sterownik obsługuje szeroki zakres zadań sterowania ruchem: elektroniczne krzywki, szybkie pobieranie i umieszczanie, skoordynowane wieloosiowe linie pakujące oraz precyzyjne przenoszenie półprzewodników. Wszystkie dane sterujące — polecenia pozycji, zadane prędkości, ograniczenia momentu obrotowego, stan wejść/wyjść — przesyłane są przez magistralę MECHATROLINK-II zamiast przez dyskretne okablowanie, co upraszcza projektowanie szaf sterowniczych i eliminuje wiele problemów z szumami analogowymi, powszechnych w tradycyjnych instalacjach z impulsami.

Specyfikacje elektryczne

Wymiary i waga

R88D-WN10H-ML2 ma tę samą obudowę co R88D-WN05H-ML2 o mocy 500 W, oba mierzą około 125 mm (szer.) × 170 mm (wys.) × 105,5 mm (gł.) w konfiguracji do montażu na ścianie. Przybliżona waga wynosi 1,9 kg. Dwa otwory montażowe M5 znajdują się na płycie tylnej do instalacji w panelu; minimalny odstęp między sąsiednimi sterownikami wynosi 10 mm z każdej strony, aby zapewnić odpowiedni przepływ powietrza.

Kompatybilne serwo-silniki

Ten sterownik jest fabrycznie dopasowany tylko do następujących serwo-silników z serii W. Podstawienie silnika innej firmy nie jest obsługiwane — protokół enkodera, tablice parametrów silnika i ustawienia wzmocnienia są wstępnie skonfigurowane dla kombinacji z serią W.

Silniki standardowe o prędkości 3000 obr./min:

• R88M-W1K030H-@ — 1 kW, znamionowy 3,18 N·m, enkoder przyrostowy
• R88M-W1K030T-@ — 1 kW, znamionowy 3,18 N·m, enkoder absolutny 16-bitowy

Oba warianty osiągają maksymalną prędkość 4500 obr./min i dostarczają moment obrotowy szczytowy 9,55 N·m (chwilowy). Sufiks "@" obejmuje opcje wału (prosty, z wpustem i gwintem), warianty hamulca i specyfikacje uszczelnienia olejowego — wszystkie wybierane z katalogu akcesoriów standardowej serii W.

Wbudowany MECHATROLINK-II — Co to zmienia w praktyce

Sercem konstrukcji WN-ML2 jest zintegrowany kontroler podrzędny MECHATROLINK-II, dostępny przez dwa złącza typu RJ45: CN6A (w górę strumienia, w kierunku mastera) i CN6B (w dół strumienia, do następnego slave'a). Do 30 osi może współdzielić jedną sieć MECHATROLINK-II, a każdemu sterownikowi przypisany jest unikalny adres węzła za pomocą przełącznika obrotowego na przednim panelu.

Magistrala działa z prędkością 10 Mbps z cyklem transmisji 0,5 ms lub 1 ms, co pozwala kontrolerowi ruchu na jednoczesne aktualizowanie każdej osi zamiast odpytywania każdego sterownika po kolei. W przypadku aplikacji wieloosiowych — bramki X-Y, czterooosiowego systemu pobierania i umieszczania, sześciostanowiskowego indeksatora obrotowego — ten synchroniczny model aktualizacji stanowi znaczącą przewagę nad tradycyjnymi architekturami analogowymi lub impulsowymi.

Kompatybilne kontrolery ruchu OMRON:

• CS1W-MCH71 / CJ1W-MCH71 (Moduły sterowania ruchem, sterowanie synchroniczne)
• CJ1W-NCF71 / CS1W-NCF71 (Moduły sterowania pozycją, punkt-punkt i interpolacja)

Tryby sterowania i wydajność

R88D-WN10H-ML2 działa w trzech odrębnych trybach, wybieranych za pomocą zestawu poleceń MECHATROLINK-II bez konieczności przepinania sprzętu:

Tryb pozycji — Sterownik wykonuje polecenia pozycji wysyłane przez kontroler główny przez magistralę. Czas ustalania pozycji jest minimalizowany przez wbudowaną funkcję sterowania z mniejszym odchyleniem, która zmniejsza błąd pozycji podczas hamowania, oraz algorytm sterowania predykcyjnego, który kompensuje zgodność mechaniczną, zanim serwo otrzyma sprzężenie zwrotne.

Tryb prędkości — Wartości zadanej prędkości są przesyłane cyfrowo przez ML-II; zakres regulacji prędkości sterownika 1:5000 obsługuje wszystko, od indeksowania z wolnym posuwem po ciągły obrót z dużą prędkością, bez utraty rozdzielczości inherentnej w analogowych sygnałach referencyjnych 10 V.

Tryb momentu obrotowego — Polecenia momentu obrotowego są wydawane bezpośrednio z kontrolera, co czyni ten tryb odpowiednim do nawijania, montażu wciskowego i systemów kontroli naprężenia, gdzie powtarzalność siły jest ważniejsza niż dokładność pozycji.

Mapa złączy

analogowy monitor CN5 jest szczególnie przydatny podczas uruchamiania: oscyloskop podłączony do pinu monitora prędkości (SP) lub pinu monitora momentu obrotowego (IM) zapewnia widoczność zachowania sterownika w czasie rzeczywistym bez konieczności używania laptopa lub mastera MECHATROLINK-II aktywnego w sieci.

Uwagi dotyczące instalacji

• Filtr sieciowy: Wymagany jest zewnętrzny filtr przeciwzakłóceniowy dla zgodności z EMC (CE). OMRON zaleca wybór z serii filtrów o rozmiarze R88A-FIW@ w zależności od prądu zasilania.
• Rezystor regeneracyjny: R88D-WN10H-ML2 zawiera wewnętrzny rezystor regeneracyjny. Aplikacje z częstym hamowaniem z dużej prędkości lub obciążenia o dużej bezwładności mogą wymagać zewnętrznego rezystora regeneracyjnego (seria R88A-RR@), aby pozostać w granicach termicznych.
• Uziemienie: Uziemienie obudowy musi być podłączone do ziemi klasy 3 (100 Ω lub mniej). Należy unikać wspólnych pętli uziemienia między wieloma sterownikami w tej samej szafie.
• Oprogramowanie do parametrów: CX-Drive (Windows) łączy się przez CN3 w celu przesyłania/pobierania parametrów, śledzenia oscyloskopowego, automatycznego strojenia i przeglądania historii alarmów.
• Instrukcja referencyjna: Nr kat. I544-E1-06, Serwo-silniki AC / Serwo-sterowniki OMNUC Serii W z wbudowaną komunikacją MECHATROLINK-II

Uwaga dotycząca dostępności: R88D-WN10H-ML2 został wycofany z produkcji przez OMRON. Dostępność magazynowa jest możliwa u dystrybutorów automatyki przemysłowej i certyfikowanych dostawców nadwyżek magazynowych. W przypadku nowych projektów, seria G5 firmy OMRON (R88D-KN10H-ML2) oferuje bezpośredni odpowiednik MECHATROLINK-II z ulepszonym wsparciem enkoderów i rozszerzonymi zestawami parametrów.

FAQ

P1: Jaka jest różnica między R88D-WN10H-ML2 a R88D-WT10H?

Oba są sterownikami serii W o mocy 1 kW, 200 V, które współpracują z tymi samymi serwo-silnikami R88M-W1K030. WT10H wykorzystuje interfejs impulsowy/analogowy (wejście sterujące CN1) i wymaga oddzielnego modułu aplikacyjnego MECHATROLINK-II FNY-NS115 do dołączenia do systemu sieciowego. WN10H-ML2 ma MECHATROLINK-II wbudowany bezpośrednio w płytkę drukowaną sterownika, eliminując moduł dodatkowy i zmniejszając wymaganą powierzchnię panelu o około 60%. Jeśli kontroler ruchu komunikuje się przez MECHATROLINK-II — CS1W-MCH71, CJ1W-NCF71 lub podobny — WN-ML2 jest właściwym wyborem.

P2: Czy R88D-WN10H-ML2 może działać bez podłączonego mastera MECHATROLINK-II?

Sterownik wymaga aktywnego mastera MECHATROLINK-II do odbierania poleceń ruchu i włączania serwo. Nie może być sterowany za pomocą samodzielnych wejść analogowych lub impulsowych, tak jak konwencjonalny sterownik serii WT. Do uruchamiania bez kontrolera ruchu, oprogramowanie CX-Drive (podłączone przez CN3 / RS-232C) zapewnia funkcję testowania i tryb JOG, które umożliwiają podstawowe działanie silnika i weryfikację parametrów.

P3: Jakiej baterii do enkodera absolutnego używa R88D-WN10H-ML2 i jak długo działa?

W połączeniu z silnikiem z enkoderem absolutnym (R88M-W1K030T-@), bateria litowa 3,6 V jest podłączana do CN8 w celu zachowania danych pozycji enkodera podczas okresów wyłączenia zasilania. OMRON określa typową żywotność baterii wynoszącą około pięciu lat w normalnych warunkach. Wymiana baterii powinna być przeprowadzona przy włączonym zasilaniu obwodu głównego — całkowite wyłączenie sterownika przed wymianą baterii spowoduje utratę referencji pozycji absolutnej enkodera, wymagając procedury ponownego ustalenia pozycji początkowej.

P4: Ile sterowników R88D-WN10H-ML2 może współdzielić jedną sieć MECHATROLINK-II?

Specyfikacja MECHATROLINK-II obsługuje do 30 urządzeń podrzędnych na segment sieci. Każdy R88D-WN10H-ML2 (i inne urządzenia podrzędne kompatybilne z ML2, takie jak jednostki I/O lub inne typy sterowników) zajmuje jeden adres węzła, ustawiany za pomocą przełącznika obrotowego na przednim panelu. Sterowniki są łączone szeregowo przez złącza CN6A i CN6B, a rezystor terminujący (FNY-W6022) jest wymagany na ostatnim urządzeniu podrzędnym w łańcuchu. Maksymalna odległość kablowa między dowolnymi dwoma węzłami wynosi 50 m; całkowita długość sieci (bez repeatera) wynosi 50 m.

P5: Jaki jest zalecany zamiennik dla R88D-WN10H-ML2 w nowym projekcie?

Seria G5 firmy OMRON, R88D-KN10H-ML2, jest funkcjonalnym następcą. Zachowuje komunikację MECHATROLINK-II i jest kompatybilna z tą samą rodziną kontrolerów OMRON (CS1W-MCH71, CJ1W-NCF71 itp.), jednocześnie dodając interfejs enkodera o wyższej rozdzielczości 23-bitowej, rozszerzony filtr tłumienia drgań i zaktualizowane algorytmy automatycznego strojenia. Okablowanie silnika nie jest bezpośrednio wymienne — G5 używa serwo-silników R88M-K z innymi złączami — dlatego przy wymianie sterownika wymagana jest również wymiana silnika.