Una guía de selección de Kinetix 5700
Kinetix 5700 es una serie de servovariadores de Allen-Bradley, utilizados en aplicaciones de control de movimiento. Estos variadores brindan control de servomotores y motores de inducción para máquinas grandes con requisitos de alta potencia y una gran cantidad de ejes desde una sola plataforma. Tradicionalmente, estas grandes máquinas personalizadas requerían plataformas de accionamiento separadas de alta potencia y eje alto para satisfacer sus necesidades de control de movimiento. Sin embargo, el Allen-Bradley Kinetix 5700 combina capacidades de control vectorial y de servomotores de alto rendimiento en un solo servovariador. Esto reduce la complejidad de la máquina y los requisitos de cableado, lo que permite una configuración e integración más sencillas de los variadores con otros sistemas.
Con los variadores Kinetix 5700, los fabricantes de máquinas pueden ahorrar hasta un 70 % en el espacio del gabinete de control, ya que estos variadores se caracterizan por un diseño de alta densidad de energía. Esencialmente, los variadores Kinetix 5700 funcionan dentro de un amplio rango de potencia de 1,6 KW a 112 KW, lo que los convierte en una opción ideal para una variedad de aplicaciones industriales. Algunas de las industrias objetivo incluyen plantas de procesamiento de bebidas, alimentos y productos de consumo, así como fábricas de fabricación de automóviles y neumáticos.
Características a tener en cuenta al seleccionar un Kinetix 5700
En la superficie, seleccionar el variador Kinetix 5700 correcto para sus aplicaciones de control de movimiento puede parecer una simple cuestión de hacer coincidir la corriente y el voltaje de salida del variador con los requisitos de potencia del motor. Sin embargo, se deben considerar muchos factores para garantizar que el variador Kinetix 5700 funcione de manera adecuada y satisfactoria dentro de un servosistema completo. Estos factores incluyen:
Serie de motores compatibles con los variadores Kinetix 5700
Los variadores Kinetix 5700 se pueden usar con servomotores rotativos, actuadores lineales, motores lineales y motores de inducción. Seleccione el variador Kinetix 5700 que sea compatible con el tipo de motor que está usando; la compatibilidad se considera en términos de funcionalidad y clasificación de voltaje. Las series de motores disponibles con los variadores Kinetix 5700 incluyen:
Servomotores rotativos
- Motores Kinetix VP
- Kinetix VPL: los variadores Kinetix 5700 con una entrada nominal de 240 voltios y voltajes operativos de 200 voltios son compatibles con la clase de 200 voltios de servomotores de baja inercia Kinetix VPL, mientras que Kinetix los variadores Kinetix 5700 con una entrada nominal de 400 voltios y 480 voltios voltaje de entrada nominal de voltios son compatibles con los servomotores de baja inercia Kinetix VPL dentro de la clase de 400 voltios.
- Kinetix VPF: los variadores Kinetix 5700 con un voltaje de entrada nominal de 240 voltios son compatibles con los servomotores Kinetix VPF en la clase de 200 voltios, mientras que los variadores Kinetix 5700 con un voltaje de entrada operativo de 400 voltios y nominal de 480 voltios son compatibles con servomotores Kinetix VPF de 400 voltios.
- Kinetix VPH: los variadores Kinetix 5700 con un voltaje de entrada nominal de 240 voltios y un voltaje operativo de 200 voltios son compatibles con los servomotores higiénicos Kinetix VPH de acero inoxidable de la clase de 200 voltios. Los variadores Kinetix 5700 con un voltaje de entrada nominal de 480 voltios y un voltaje operativo de 400 voltios son compatibles con los servomotores higiénicos Kinetix VPH de acero inoxidable de 400 voltios.
- Kinetix VPS: los variadores Kinetix 5700 con un voltaje de funcionamiento de 400 voltios y un voltaje de entrada nominal de 480 voltios son compatibles con los servomotores Kinetix VPS de acero inoxidable de 400 voltios. Tenga en cuenta que los variadores Kinetix 5700 son los únicos servovariadores compatibles con los motores Kinetix VPC.
- Motores MP Kinetix
- Kinetix MPL: Los variadores Kinetix 5700 con un voltaje de entrada nominal de 230 voltios y un voltaje de operación de 200 voltios son compatibles con los servomotores Kinetix MPL de la clase de 200 voltios con encoders absolutos de alta resolución. Los servomotores de baja inercia Kinetix MPL dentro de la clase de 400 voltios con codificadores absolutos de alta resolución se pueden conectar a variadores Kinetix 5700 con un voltaje de entrada nominal de 480 voltios y un voltaje de operación de 400 voltios.
- Kinetix MPM: los variadores Kinetix 5700 con un voltaje de entrada nominal de 240 voltios y un voltaje de operación de 200 voltios son compatibles con servomotores Kinetix MPM de inercia media de 200 voltios, mientras que los servomotores Kinetix MPM de inercia media de 400 voltios se pueden usar con Variadores Kinetix 5700 que tienen un voltaje de entrada nominal de 480 voltios y un voltaje de funcionamiento de 400 voltios.
- Kinetix MPF: Los servomotores Kinetix MPF de grado alimenticio de 400 voltios se pueden usar con variadores Kinetix 5700 que tienen una entrada nominal de 480 voltios y voltajes operativos de 400 voltios, mientras que los variadores Kinetix 5700 que tienen un voltaje de entrada nominal de 240 voltios y un voltaje operativo de 200 Voltaje de funcionamiento de -voltios son compatibles con servomotores Kinetix MPF de 200 voltios.
- Kinetix MPS: los variadores Kinetix 5700 con un voltaje de entrada nominal de 240 voltios y un voltaje operativo de 200 voltios son compatibles con los servomotores Kinetix MPS de acero inoxidable de 200 voltios. Los servomotores Kinetix MPS de 400 voltios son compatibles con los variadores Kinetix 5700 con un voltaje de entrada nominal de 480 voltios y un voltaje operativo de 400 voltios.
- Kinetix HPK Los servomotores asíncronos Kinetix HPK se pueden usar con variadores Kinetix 5700 que tienen un voltaje operativo de 400 voltios, así como un voltaje de entrada nominal de 480 voltios.
- Kinetix RDB Los variadores Kinetix 5700 con un voltaje operativo de 400 voltios y un voltaje de entrada nominal de 480 voltios son compatibles con los servomotores Kinetix RDB de accionamiento directo.
Actuadores lineales
Los actuadores lineales que son compatibles con los variadores Kinetix 5700 incluyen: cilindros eléctricos de servicio pesado Kinetix MPAI de clase 400 V, cilindros eléctricos Kinetix VPAR, cilindros eléctricos Kinetix MPAR, etapas lineales integradas Kinetix MPAS, etapas lineales Kinetix MPMA y con actuadores lineales integrados de la serie LDAT propulsores
motores lineales
Los variadores Kinetix 5700 son compatibles con los motores lineales de núcleo de hierro de la serie LDC de 400 V.
Motores de inducción
Los variadores Kinetix 5700 admiten motores de inducción con control de bucle cerrado y control de frecuencia de bucle abierto.
Opciones de fuente de alimentación
Una fuente de alimentación de bus de CC (convertidor) proporciona a los sistemas variadores Kinetix 5700 un voltaje de entrada trifásico. Los módulos variadores Kinetix 5700 usan un sistema de conexión de bus común para compartir la alimentación de entrada de un módulo variador a otro, ya que los módulos variadores están apilados en cero. Una sola fuente de alimentación de bus de CC 2198-Pxxx o una fuente de bus regenerativa 2198-RPxxx es suficiente para alimentar un sistema de variador Kinetix 5700 simple. Por lo tanto, asegúrese de especificar su variador Kinetix 5700 en términos de suministro de energía de bus de CC y suministro de bus regenerativo.
Especificaciones de la fuente de alimentación de bus de CC
Los variadores Kinetix 5700 con suministros de bus de CC (cat. n.º 2198-Pxxx) pueden aceptar una alimentación de entrada trifásica con clasificaciones de voltaje de 195 a 528 voltios CA rms (entrada nominal de 240/480 V), a una frecuencia de entrada que varía de 47 hercios a 63 hercios. Una sola fuente de bus de CC 2198-Pxxx proporciona un sistema de variador Kinetix 5700 con clasificaciones de fuente de alimentación de bus de CC compartida de 276 a 747 voltios de 7 kilovatios y 46 kilovatios. Si la aplicación de su variador requiere potencia de salida adicional, puede instalar hasta tres (3) fuentes de alimentación de bus de CC 2198-P208.
También se pueden utilizar clústeres de inversores adicionales para ampliar la fuente de alimentación del bus de CC a través de módulos accesorios. La función de bus de CC permite la expansión de la salida del inversor, para la inclusión de servomotores Kinetix MPF, MPM, MPL, MPS de 200 voltios, así como servomotores rotativos Kinetix VPH, VPL, VPH con 2198-xxxx -Inversor ERS4 o un inversor 2198-xxxx-ERS3 (serie B).
Especificaciones de suministro de bus regenerativo
Un suministro de bus regenerativo Kinetix 5700 (n.º de cat. 2198-RPxxx) puede aceptar una potencia de entrada trifásica de 324 a 506 voltios CA rms (entrada nominal de 480 V) a una frecuencia de entrada de 47/63 Hz. Este rango de voltaje de entrada se aplica solo cuando la regulación de voltaje del bus de CC está habilitada. El suministro de bus regenerativo 2198-RPxxx luego proporciona energía regenerativa (24 kW a 140 kW) hacia y desde el sistema de suministro de energía de bus de CC común Kinetix 5700, así como también monitoreo de línea completa.
Puede configurar el suministro de bus regenerativo para proporcionar rectificación de CA pasiva o regulación de voltaje de bus de CC. Cuando la regulación de voltaje del bus de CC está desactivada, el voltaje de entrada al suministro de bus regenerativo Kinetix 5700 variará de 324 VCA a 528 VCA.
Requisitos de comunicación y controlador
Se requiere un protocolo de comunicación común para que el sistema de accionamiento intercambie datos/información con su controlador. Su elección de protocolo de comunicación dependerá en gran medida del tipo de controlador que se utilice, la velocidad de conectividad requerida y si existe una configuración maestro-esclavo entre varios variadores Kinetix 5700. Esto significa que deberá seleccionar los controladores y los protocolos de comunicación que sean compatibles con los variadores Kinetix 5700.
Los módulos variadores Kinetix 5700 se conectan y funcionan mediante varias plataformas de controlador. Los controladores Logix 5000 compatibles con los variadores Kinetix 5700 incluyen controladores estándar (CompactLogix 5480, CompactLogix 5370 y CompactLogix 5380), así como controladores con funciones de seguridad integradas (controladores Compact GuardLogix 5380 y Compact GuardLogix 5370).
Los sistemas Kinetix 5700 están diseñados para admitir movimiento integrado a través de la red Ethernet/IP. Incluyen dos puertos Ethernet para admitir topologías de red lineal, en estrella y en anillo a nivel de dispositivo (DRL). Los módulos de comunicación Ethernet/IP disponibles con Kinetix 5700 incluyen el módulo 1756-EN3TR, el módulo 1756-EN2T y el módulo 1756-EN2TR.
Soporte de señal de retroalimentación
Debe elegir el módulo de retroalimentación correcto para permitir que su servosistema Kinetix 5700 seleccionado brinde una operación de circuito cerrado mediante la detección y corrección de errores en la velocidad, el par o la posición real del motor. El variador Kinetix 5700 seleccionado debe ser compatible con la señal del dispositivo de retroalimentación conectado para procesar la señal y comunicarla al controlador conectado.
Los variadores Kinetix 5700 pueden aceptar señales de retroalimentación de Hiperface, EnDat y codificadores incrementales compatibles con el conector de retroalimentación universal (UFB). También aceptan señales de retroalimentación en el conector de retroalimentación del motor (MF) de los codificadores Stegmann Hiperface digital-servo-link (DSL). Los conectores UFB y MF se utilizan en varias aplicaciones, incluido el control de doble bucle, el eje de retroalimentación auxiliar solamente y las aplicaciones de retroalimentación del motor. Con el conector de retroalimentación de 2 pines (MF), los variadores Kinetix 5700 pueden admitir motores Kinetix VP con codificadores de retroalimentación Stegmann Hiperface DSL.
Tenga en cuenta que los variadores Kinetix 5700 pueden aceptar señales de retroalimentación de otros actuadores y motores Allen-Bradley con encoders absolutos de alta resolución de una o varias vueltas Stegmann Hiperface, que no sean los servomotores rotativos Kinetix VP. Sin embargo, para que esto sea posible, se debe usar un kit convertidor 2198-H2DCK de Hiperface a DSL (serie B o posterior) para conectar esos dispositivos al conector MF del variador Kinetix 5700. El kit convertidor convierte la retroalimentación de Hiperface a DSL. Como alternativa, el conector de retroalimentación universal (UFB) se puede usar para conectar esos actuadores y motores a los variadores Kinetix 5700.
Usando el conector de retroalimentación universal de 15 pines (UFB) y, en la mayoría de los casos, con pines de conector compartidos, los variadores Kinetix 5700 pueden admitir una variedad de dispositivos de retroalimentación diferentes. Para terminar los conductores de retroalimentación, debe usar el kit de conector de retroalimentación universal 2198-K57CK-D15M.
Asegúrese de seleccionar un dispositivo de retroalimentación compatible con el variador Kinetix 5700 que está considerando. En la mayoría de los casos, se prefiere principalmente la retroalimentación del codificador compatible con el conector UFB, ya que es fácilmente compatible con los variadores Kinetix 5700. Tenga en cuenta que solo los motores Allen-Bradley con encoders inteligentes, de alta resolución, absolutos, EnDat e incrementales se pueden configurar automáticamente con variadores Kinetix 5700.
Opciones de configuración de seguridad funcional
La seguridad funcional es obligatoria en todos los tipos de servovariadores, incluidos los variadores Kinetix 5700. Asegúrese de seleccionar un variador Kinetix 5700 con funciones de seguridad basadas en el variador Safe Stop 1 (SS1) y Safe Torque-Off (STO), que se pueden integrar a través de la red Ethernet/IP o cablear al servovariador. Para opciones de seguridad más avanzadas, seleccione un variador Kinetix 5700 con función de velocidad limitada segura (SLS) además de otros comandos de seguridad basados en el controlador.
Para conectarse a dispositivos de seguridad externos y cableado de seguridad en cascada entre varios variadores, los variadores Kinetix 5700 usan el conector de desconexión de par segura (STO). Si la reducción del cableado general del sistema Kinetix 5700 es un factor clave para su aplicación específica, seleccione un variador con seguridad integrada dentro de la red Ethernet/IP. La función de seguridad integrada elimina la necesidad de cablear por separado los dispositivos de seguridad. Esto reduce la complejidad del sistema de cableado, lo que permite una resolución de problemas más rápida en caso de fallas en el sistema de accionamiento, lo que finalmente se traduce en menos tiempo de inactividad y ahorro de costos.
Las características de seguridad integradas permiten un cambio simplificado en las zonas y configuraciones de seguridad. Esta característica también reduce el tiempo de cambio, ya que los dispositivos del sistema no requieren volver a cablearse físicamente. Para aplicaciones críticas para la seguridad, se recomienda enfáticamente un servovariador Kinetix 5700 con seguridad avanzada integrada. Las características de seguridad avanzadas consisten en tres funciones de monitoreo seguras y cinco funciones de parada segura. Las funciones de seguridad adicionales proporcionan un sistema de defensa integral, capaz de abordar una amplia gama de amenazas electrónicas y físicas.
Inversores de un solo eje o de dos ejes
Especifique si necesita un variador Kinetix 5700 con un módulo de dos ejes o un módulo de un solo eje. Los variadores con inversores de un solo eje tienen alimentación de CC suministrada internamente a cada variador, mientras que los variadores con inversores de doble eje utilizan una fuente de alimentación de CC centralizada en la que los ejes comparten la alimentación de CC común a través de configuraciones de bus de CC compartido de varios ejes.
Las unidades de dos ejes generalmente cuestan menos en comparación con las unidades de un solo eje, ya que los módulos de dos ejes no tienen la sección de rectificación de CA a CC. Además, los módulos de doble eje requieren menos espacio en el panel del gabinete de control, ya que una sola unidad de accionamiento de doble eje puede ofrecer control de varios ejes. Por otro lado, se prefieren los accionamientos de un solo eje cuando los requisitos de potencia superan los 15 kW para cada eje.
Por lo tanto, puede elegir un Kinetix 5700 de un solo eje o de dos ejes según sus necesidades de energía, gabinete y requisitos de ahorro de costos, así como la cantidad de ejes que satisfarán las necesidades de su aplicación. Los inversores para ambas categorías disponibles con los variadores Kinetix 5700 se describen a continuación.
- Servovariadores Kinetix 5700 de dos ejes
- 2198-Dxxx-ERS3 Las clasificaciones actuales son de hasta 23A rms. Tiene la función de desconexión segura certificada por TÜV Rheinland con opciones de conexión de seguridad integradas y cableadas. Las clasificaciones de seguridad incluyen SIL 3 y PL e. La retroalimentación del codificador es compatible con Hiperface, Hiperface DSL y EnDat. Las funciones de parada temporizadas basadas en el variador SS1 pueden ser compatibles con los variadores 2198-Dxxx-ERS3 (serie B).
- 2198-Dxxx-ERS4 Los valores nominales de corriente son de hasta 23 amperios rms con soporte de retroalimentación de codificador similar al de los inversores 2198-Dxxx-ERS3. Admiten funciones de parada basadas en variadores SS1 monitoreado y SS1 temporizado, así como funciones de parada segura y monitor seguro basadas en controlador a través de la red Ethernet/IP.
- Servovariadores de un solo eje Kinetix 5700
- 2198-Sxxx-ERS3 Las clasificaciones actuales son de hasta 192A rms. Tiene la función de desconexión segura certificada por TÜV Rheinland con opciones de conexión de seguridad integradas y cableadas. Las clasificaciones de seguridad incluyen SIL 3 y PL e. La retroalimentación del codificador es compatible con Hiperface, Hiperface DSL y EnDat. Las funciones de parada temporizadas basadas en el variador SS1 pueden ser compatibles con los variadores 2198-Sxxx-ERS3 (serie B).
- 2198-Sxxx-ERS4 Los valores nominales de corriente son de hasta 192 A rms con soporte de retroalimentación de codificador similar al de los inversores 2198-Sxxx-ERS3. Admiten funciones de paro basado en variador SS1 temporizado y SS1 monitoreado, así como funciones de paro seguro y monitoreo seguro basado en controlador a través de la red Ethernet/IP.
Accesorios
Los variadores Kinetix 5700 están disponibles con una variedad de accesorios, a saber, juegos de conectores de bus compartido, módulos de accesorios, módulo de salida de codificador, juegos de conectores de retroalimentación, filtros de línea de CA, módulos de derivación pasivos, reactores de línea y el juego de herramientas de montaje del sistema. Verifique que su sistema variador Kinetix 5700 seleccionado tenga todos los accesorios necesarios.
Los módulos accesorios que se usan con la serie Kinetix 5700 incluyen el módulo acondicionador de bus de CC 2198-DCBUSCOND-RP312, el módulo de extensión 2198-CAPMOD-DCBUS-IO y el módulo de capacitor 2198-CAPMOD-2240. Tenga en cuenta que los módulos accesorios mencionados anteriormente se pueden instalar en cualquier configuración de sistema de fuente de alimentación Kinetix 5700 con fuentes de alimentación de bus regenerativo, fuentes de alimentación de bus de CC y fuentes de alimentación 8720MC-RPS
Conclusión
En el entorno industrial competitivo actual, la flexibilidad del sistema, el rendimiento general mejorado de la máquina y los diseños simplificados de la máquina son ventajas clave para los productos de control de movimiento. Siempre que construya un sistema de control de movimiento complejo para máquinas grandes, el Kinetix 5700 de Allen-Bradley es una opción ideal. Este sistema de accionamiento puede ayudarle fácilmente a satisfacer sus necesidades de control vectorial y servomotor de alto rendimiento.
Sin embargo, se deben considerar varios factores al seleccionar los componentes del sistema de variador Kinetix 5700, para garantizar que el servosistema completo funcione de manera adecuada y satisfactoria. Este artículo ha resumido las funciones clave que guían la selección de un variador Kinetix 5700, para la mayoría de las aplicaciones de control de movimiento.
