تعمیر درایو INFRANOR SMT-BD1

تعمیر درایو INFRANOR SMT-BD1

– مقدمه و کلیات

دستگاه SMT‑BD1 یکی از سری سروو درایوهای دیجیتال شرکت Infranor است که با هدف کنترل موتورها (مخصوصاً موتورهای AC بدون برس با بازخورد رِزولور) طراحی شده است.
این دستگاه در مصارف صنعتی به‌کار می‌رود، جایی که نیاز به کنترل دقیق سرعت، گشتاور و موقعیت وجود دارد.
در سیستم‌های اتوماسیون، روباتیک، ماشین‌های مخصوص تولید و فرآیندهای حرکتی، چنین درایوهایی نقش حیاتی دارند.

سِری “SMT‑BD1” به عنوان یک راه‌حل منعطف طراحی شده است — هم در نسخه‌های بلاک تک‌محور (single-axis) و هم در قالب رک‌هایی که امکان نصب چند محور را فراهم می‌آورند.
در طراحی آن از تکنولوژی دیجیتال و پردازش سیگنال (DSP) استفاده شده است تا بتوان عملکرد کنترل حلقه بسته را پیاده‌سازی کرد.

– عملکرد کلی و فلسفۀ کاری

نقش اصلی SMT‑BD1 این است که سیگنال‌های مرجع (مثلاً سرعت یا گشتاور) را دریافت کند، آنها را با فیدبک (بازخورد) مقایسه کند، سپس فرمان مناسب به موتور بدهد تا خروجی حرکت مطابقت داشته باشد با آنچه که نیاز است.

در عین حال، این سروو درایوها اغلب دارای امکانات جانبی بیشتری هستند:

– امکان اتو تونینگ (Auto Tuning) برای تنظیم پارامترهای حلقه کنترل به طور خودکار
– امکان اتو فازینگ (Auto Phasing) برای تطبیق فازها و کاهش اثرات ناهمگنی در موتور
– پشتیبانی از گزینه‌های کنترلی مختلف مثل کنترل سرعت، کنترل گشتاور، کنترل موقعیت یا حالت‌های ترکیبی
– توانایی انجام سینک شدن چند محور و ارتباط با شبکه‌های کنترل مثل Profibus، CAN یا رابط‌های سریال
– آماده‌سازی برای کلون کردن پارامترها از یک درایو به درایز دیگر به منظور تسهیل نصب و راه‌اندازی

به بیان ساده‌تر، SMT‑BD1 نقش “مغز الکترونیکی” کنترل حرکت در سیستم‌های ماشینی را بر عهده دارد و می‌تواند بسیاری از کارهای کنترلی را به صورت داخلی انجام دهد، بدون نیاز به کنترل‌کننده پیچیده مجزا.

– ساختار و اجزاء داخلی

برای درک بهتر، اجزاء و بلوک‌های اصلی معمول در این نوع سروو درایو را مرور می‌کنم:

-مدول قدرت (Power Stage)
بخشی که انرژی الکتریکی لازم را تأمین می‌کند، شمش‌های قدرت و مدارهای سوییچینگ (معمولاً PWM) را در بر دارد.
این بخش برق DC یا AC را به سیگنال‌های مناسب برای موتور تبدیل می‌کند.

-مدول کنترل دیجیتال (DSP / Control Board)
این بخش شامل پردازنده سیگنال دیجیتال است که الگوریتم‌های کنترلی (PID، فیدبک سرعت، فیدبک گشتاور و غیره) را اجرا می‌کند.
همچنین وظیفه خواندن ورودی‌ها، تولید سیگنال PWM، مدیریت خطاها و ارتباط با سیستم بالادستی را دارد.

-واسط‌های ورودی/خروجی (I/O Interface)
برای ارتباط با محیط بیرونی — سیگنال مرجع (Analog یا دیجیتال)، ورودی منطقی (Enable, Fault, Limit Switch) و خروجی‌های مانیتورینگ (مثلاً جریان، سرعت)
همچنین ممکن است رابط‌های ارتباطی دیجیتالی مثل RS‑232، RS‑422، Profibus یا CAN نیز وجود داشته باشد.

-مدول بازخورد (Feedback Interface)
در این سری از سروو درایو، بازخورد معمولاً از طریق رِزولور انجام می‌شود (تبدیل سیگنال موقعیت سین و کسینوس به سیگنال دیجیتال).
این بخش شامل مدارات تطبیق و فیلترینگ سیگنال رِزولور، تبدیل به دیجیتال و مربوط به حلقه کنترل است.

-مدول حفاظتی و تشخیص خطا
برای محافظت از درایو و موتور، بخش‌هایی مثل محدودکننده جریان، قطع اضطراری، تشخیص اضافه‌دمای مدارات، تشخیص خطاهای بازخورد و غیره گنجانده شده است.

-مدیریت توان جانبی (Auxiliary / Braking / DC Bus Management)
معمولاً تابلو دارای منبع تغذیه کمکی، مقاومت‌های ترمز، و مدارهای شارژ و تخلیۀ خازن‌ها (برای DC bus) است.

– مشخصات فنی (نمونه‌ها و کلیات)

در ادامه به برخی از ویژگی‌های فنی عمومی اشاره می‌کنم که در مستندات فنی SMT‑BD1 دیده شده‌اند:

– ولتاژ کاری (در سری‌های 220V): خوراک DC داخلی ~ 310 Vdc
– ولتاژ خروجی فاز به فاز برای موتور: حدود 200 Vrms
– جریان خروجی: در بازه‌های گوناگون، مثلاً از چند آمپر تا بیش از 100 آمپر بسته به مدل
– فرکانس سوییچینگ PWM: مثلاً حدود 10 کیلوهرتز
– محدودیت داخلی جریان: معمولاً بین ۲۰٪ تا ۱۰۰٪ جریان نامی
– باند کنترل جریان (کنترل جریان): به گونه‌ای که در نقطه‌ای فاز ۴۵ درجه، فرکانس قطع در بازه‌های مشخص
– ورودی مرجع سرعت: معمولاً 0 تا ±10 ولت (با رزولوشن ۱۲ بیت یا در برخی مدل‌ها ۱۶ بیت)
– ورودی محدودیت جریان (Current Limit): از 0 تا 10 ولت
– خروجی آنالوگ جهت مانیتورینگ: سیگنال‌هایی مانند GT (سرعت) و Imon (جریان)
– محدوده کارکرد دمایی محیط: معمولاً بین +5 تا +40 درجه سلسیوس
– ابعاد: در نسخه تک‌محور عرض معمول ۱۲ TE (واحد رک)
– حفاظت‌ها: قطع جریان، تشخیص خطا، محافظت حرارتی و غیره
– پشتیبانی از گزینه‌هایی مانند کنترل موقعیت داخلی، توانایی سنکرون کردن چند محور، گزینه‌های ارتباطی دیجیتال

همچنین، نسخه‌های مختلفی از SMT‑BD1 با پسوندهایی مانند “/1A”، “/1H”، “/1P” و غیره وجود دارد که به گزینه‌های کنترلی خاص، نوع ارتباطات و کاربردهای ویژه اشاره دارند.

– حالت‌های کنترلی و گزینه‌ها

یک نقطۀ قوت SMT‑BD1، وجود چند گزینه کنترلی است که به نام‌های مختلف از “الف” تا “ج” و بیشتر شناخته می‌شوند. این گزینه‌ها به دستگاه اجازه می‌دهند تا در حالت‌های کنترلی متنوع کار کند:

– گزینه /a: عملکرد پایه – کنترل گشتاور / سرعت (با ورودی ±10 ولت)
– گزینه /b: مشابه گزینه a ولی با ورودی ۱۶ بیتی
– گزینه /c: شبیه‌سازی حالت استپر (Stepper Emulation) — می‌تواند به مانند یک درایو استپر ولی با حلقه کنترل
– گزینه /d, /e, /f, /g, /h, /i, /j: مواردی مثل گِیرینگ الکترونیکی، کنترل تنش (برای رول‌های فیلم یا نخ)، کنترل موقعیت و قابلیت ارتباط CAN
– گزینه /m: درایو همراه با قابلیت موقعیت‌یابی داخلی یا ژنراتور حرکتی
– گزینه /p: نسخه موقعیت‌یاب با پشتیبانی از Profibus (برای سیستم‌های اتوماسیون صنعتی)

با این گزینه‌ها، SMT‑BD1 می‌تواند در کاربردهای متنوعی مانند چاپ، رول‌سازی، هم‌ترازی ماشین‌ها، هماهنگ‌سازی میان چند موتور و غیره استفاده شود.

– کاربردها و حوزه‌های استفاده

چون SMT‑BD1 یک سروو درایو پیشرفته است، کاربردهای آن عمدتاً در صنایع پیشرفته و اتوماسیون است. چند مثال:

– ماشین‌آلات تولیدی دقیق مانند ماشین‌های CNC
– دستگاه‌های روباتیک صنعتی
– سیستم‌های بسته‌بندی و جابجایی
– رول‌سازها و ماشین‌های نورد یا دستگاه‌هایی که با فیلم یا کاغذ سروکار دارند
– خطوط اتوماسیون بیمارستانی یا داروسازی
– سیستم‌های هم‌زمان‌سازی چند محور
– پروژه‌های تحقیقاتی که به کنترل دقیق موتور نیاز دارند

در این کاربردها، بهره‌برداری از امکاناتی مثل کنترل موقعیت، نرخ بالا، ارتباط شبکه‌ای و امکان تنظیم پارامترها، اهمیت بالایی دارد.

– راه‌اندازی و پیشنهادات نصب

برای نصب و راه‌اندازی صحیح SMT‑BD1، باید به چند نکته توجه شود:

– کابل موتورها و کابل بازخورد (رِزولور) باید سیم‌پیچ شده و شیلد شده باشند تا نویز الکترومغناطیسی کاهش یابد.
– بدنه‌ها و شیلدها باید به زمین (ارت) متصل شوند تا حفاظت EMC فراهم گردد.
– فاصله مناسب کابل‌ها از منابع تداخل الکترومغناطیسی (مانند موتورهای قوی یا کابل‌های قدرت دیگر) رعایت شود.
– سیستم خنک‌کاری مناسب تأمین شود (هوادهی کافی، تهویه) تا دمای قطعات کنترل نشود.
– پیش از راه‌اندازی، باید پارامترهای موتور (قطب‌ها، مقاومت، اینداکتانس، تعداد دورها، ضریب فاز) وارد شود یا تنظیم خودکار (auto tuning) انجام گیرد.
– کنترل محافظت‌ها (جریان، دما، خطا) باید به درستی تنظیم شود تا از آسیب به درایو یا موتور جلوگیری کند.
– هنگام تغییر بار یا تغییر موتور، بهتر است از گزینه auto tuning دوباره بهره گرفته شود.

– مزایا و معایب

– مزایا

– انعطاف زیاد به دلیل گزینه‌های کنترلی متنوع
– امکان ادغام در سیستم‌های چندمحوره با کنترل هماهنگ
– توانایی خودتنظیمی (auto tuning) که سرعت راه‌اندازی را بالا می‌برد
– کنترل دقیق سرعت، گشتاور و حتی موقعیت
– پشتیبانی از ارتباطات دیجیتال و شبکه‌ای
– طراحی ماژولار که امکان تعمیر یا تعویض قطعات را تسهیل می‌کند
– دوام مناسب در محیط‌های صنعتی (با رعایت شرایط نصب)

– معایب یا محدودیت‌ها

– این دستگاه‌ها معمولاً قیمت بالایی دارند
– به دلیل حساسیت بالا به تنظیم پارامترها، راه‌اندازی نادرست ممکن است مشکلات ارتعاش یا ناپایداری ایجاد کند
– قطع یا خرابی قطعات الکترونیکی داخلی می‌تواند منجر به توقف کل سیستم شود
– در برخی کاربردها ممکن است به قطعات جانبی اضافی مثل فیلتر EMC، مقاومت ترمز یا منبع تغذیۀ کمکی نیاز باشد
– چون این محصول در بسیاری موارد به عنوان محصول قدیمی یا Discontinued شناخته می‌شود، پشتیبانی یا تأمین قطعه ممکن است دشوار باشد
– مستلزم دانش فنی مناسب برای تنظیمات دقیق پارامترها است

– نکات عملی برای بهره‌برداری مؤثر

برای اینکه SMT‑BD1 عملکرد مطلوب داشته باشد و عمر مفید بیشتری داشته باشد، این موارد را مد نظر داشته باش:

– نگهداری دوره‌ای: بررسی اتصالات، تمیز کردن فن‌ها یا مسیرهای تهویه
– پایش خطاها: گزارش خطاها و هشدارها را با دقت بررسی کن
– مانیتورینگ دما و جریان موتور و درایو در هنگام کار
– اگر بار تغییر می‌کند، مجدداً پارامترها را بررسی یا auto tuning را اجرا کن
– اطمینان حاصل کن که ولتاژ تغذیه و کیفیت برق مناسب و پايدار باشد
– اگر از حالت چند محوره استفاده می‌کنی، هماهنگی پارامترها بین درایوها را رعایت کن
– استفاده از نرم‌افزار اختصاصی شرکت برای تنظیم پارامترها و مانیتورینگ آنلاین

تعمیر درایو INFRANOR SMT-BD1