AMP8000

Hardware

První hardwarovou částí distribuovaného systému AMP8000 jsou napájecí moduly řady AMP8620. Napájecí moduly existují ve 3 variantách. Je to standardní napájecí modul, napájecí modul s brzdným odporem a napájecí modul s externím brzdným odporem. Vstupní napájení je vždy 400 V AC. Celý systém následně pracuje s napětím 24 V DC pro elektroniku a s napětím 566 V DC stejnosměrného meziobvodu (DC Link). Napájecí modul má 5 konektorů, na které mohou být připojeny buď přímo servomotory s integrovaným servoměničem, anebo distribuční moduly. Nechybí zde dva konektory pro připojení EtherCAT P  I/O boxů. Volba konkrétního napájecího modulu závisí na aplikaci. S výběrem pomůže zákazníkovi aplikace TwinCAT Motion Designer.

Distribuční moduly řady AMP8805 navazují na napájecí moduly. Úkolem distribučních modulů je rozšířit topologii a zvětšit počet přípojných míst pro motory. Distribuční modul má 5 konektorů, které jsou určeny k připojení motorů s integrovaným servoměničem. Opět zde nechybí konektor pro připojení EtherCAT P  I/O boxů. Počet distribučních modulů připojených na jednom napájecím modulu samozřejmě není neomezený. Maximálně je možné použít kaskádu tří distribučních modulů. Celkem lze tedy připojit do jedné kaskády 17 motorů s integrovaným servoměničem. Pro většinu aplikací nebude tento počet servomotorů limitující.

Kromě napájecích a distribučních modulů AMP8000 je možné použít napájecí modul AX8620 v kombinaci s jednokanálovým nebo dvoukanálovým distribučním modulem AX8831/AX8831. Toto řešení může být vhodné pro uživatele dobře známé řady servoměničů AX8000, kterým bude distribuovaný systém vyhovovat pouze pro část technologie.

Servomotory AMP8000 s integrovaným servoměničem vycházejí z úspěšné řady standardních servomotorů AM8000 s přírubami velikosti F3 (72 mm), F4 (87 mm) a F5 (104 mm). V nabídce jsou i servomotory AMP8500 se zvýšeným momentem setrvačnosti a se stejným rozměrem přírub. Výkonová elektronika servoměniče je složena z několika PCB desek, které jsou vzájemně propojeny plochými kabely. Je umístěna v samostatné zadní části motoru. Z důvodu kvalitního odvodu tepla na hliníkové pouzdro a odolnosti proti vibracím je elektronika zalitá speciální hmotou. Pro každý rozměr motoru AMP8000/AMP8500 má zákazník dále možnost vybírat z více variant.

Konkrétní varianta motoru je sestavena ve výrobním závodě na základě objednávky. Variabilita je poměrně široká. Zpětná vazba je vždy absolutní,  a to v jednootáčkovém nebo víceotáčkovém provedení. Dále má zákazník  možnost výběru provedení s pracovní brzdou. Zde je důležitý pojem „pracovní“. Tato brzda není konstruovaná pro dynamické brzdění a je určena pouze k zajištění hřídele, pokud je servomotor v klidu. Další varianty servomotorů jsou z pohledu safety funkcí. Vždy je nutné ve fázi projektování vědět, které safety funkce budou z pohledu funkce zařízení použité. AMP8000/AMP8500 je možné objednat ve variantách bez safety funkcí, s funkcemi STO/SS1 a ve variantě s kompletní safety funkcionalitou pro bezpečné zastavení, bezpečnou rychlost a pozici, bezpečné zrychlení, bezpečný směr a bezpečnou funkci pro brzdu. Provedení s implementovanými safety funkcemi mají integrovaný safety procesor. To znamená, že safety aplikace může pracovat přímo v AMP8000/AMP8500 bez nutnosti použít externí safety procesor. Výměna safety dat mezi jednotlivými safety procesory v integrovaných servoměničích a I/O safety moduly probíhá po sběrnici EtherCAT P v FSOE datech.

Propojení servomotorů, distribučních modulů a napájecích modulů je zajištěno pomocí kabelů EtherCAT P. Jedná se o hybridní kabely. EtherCAT P kombinuje komunikační kabel EtherCAT, napájecí kabel pro elektroniku servoměniče (24 V DC), ochranný vodič a kabel pro napájení stejnosměrného meziobvodu (DC Link). Maximální délka EtherCAT P kabelu pro připojení motoru s integrovaným servoměničem je 30 m. Délku kabelu není možné vzhledem k jeho charakteru prodloužit použitím tlumivky. Mezi napájecím modulem a distribučním modulem je možné použít kabel až o délce 75 m.

Software

V první části článku byl zmíněn TwinCAT Motion Designer. Tento software se postupně stal nedílnou součástí pro optimální návrh aplikace s pohony Beckhoff. Nesouvisí tedy pouze se systémem AMP8000, ale databáze TwinCAT Motion Designer aktuálně obsahuje všechny vyráběné komponenty související s řízením pohonů Beckhoff. Na základě správných vstupních údajů o mechanice a dynamice pohybů je možné správně navrhnou všechny komponenty, a to včetně kabeláže a příslušenství. Nespornou výhodou je také možnost stažení tohoto softwaru zdarma z webových stránek společnosti.

Dalším softwarem je TwinCAT Drive Manager 2. Instaluje se jako doplněk softwaru TwinCAT3. TwinCAT Drive Manager 2 je určen pro parametrizaci pohonů Beckhoff. Opět tedy nesouvisí pouze s AMP8000, ale je určen pro parametrizaci všech komponent pro řízení pohybů – servoměniče, řízení krokových motorů, DC a BLDC motorů.

Softwarová konfigurace AMP8000 není vzhledem ke stejnému konfiguračnímu softwaru TwinCAT Drive Manager 2 příliš rozdílná od konfigurace servoměničů AX8000 nebo servoterminálů ELM7200. Zůstal zachován princip CoE objektů i přístup k těmto objektům jak ze strany NC řízení, tak ze strany PLC programu. Hlavním rozdílem je zobrazení AMP8000 v hardwarové konfiguraci. Je nutné si uvědomit, že u standardního servoměniče s komunikačním rozhraním EhterCAT jsou v hardwarové konfiguraci jako EtherCAT Slave zobrazené tyto komponenty: servoměnič, safety část, případně napájecí modul (AX8000); motor však nikoli. U systému AMP8000 je to rozdílné; jako EtherCAT Slave jsou zobrazené tyto komponenty: napájecí modul, distribuční modul, integrovaný servoměnič a safety část. Napájecí modul a distribuční modul jsou navíc zobrazovány dvakrát, jako část A a část B. To je dané interním zapojením sběrnice EtherCAT. Každý modul má dva EtherCAT Slave se čtyřmi porty.

S koncepcí AMP8000 se otevírají nové možnosti pro modulární řešení strojů a s ohledem na krytí IP65 u všech částí AMP8000 i optimalizace velikosti rozváděčů.