Mitsubishi AC Servo Drive Servo Amplifier MR-J2S-200B MRJ2S200B MR-J2S-200B

Mitsubishi MR-J2S-200B | Amplificateur d'asservissement MELSERVO J2S SSCNET — 2 kW, 10,5 A, 200–230 V CA, frein dynamique intégré, réponse de 550 Hz, moteurs HC-SFS/HC-RFS — Arrêté

Vue d'ensemble

Le Mitsubishi MR-J2S-200B est la variante SSCNET de 2 kW de la famille d'amplificateurs d'asservissement MELSERVO J2S — le suffixe « -B » l'identifiant comme un entraînement contrôlé par bus réseau plutôt que la variante « -A » à entrée par impulsions.

Alors que le MR-J2S-200A reçoit les commandes de position sous forme de train d'impulsions d'un contrôleur autonome ou d'une CNC, le MR-J2S-200B reçoit ses commandes de mouvement numériquement via SSCNET, le réseau de contrôle de système d'asservissement qui connecte les contrôleurs de mouvement des séries Q et A de Mitsubishi à leurs axes d'asservissement. 

Cette différence architecturale définit tout sur la façon dont la variante B est intégrée et utilisée : c'est un entraînement conçu pour être un nœud dans un réseau de mouvement multi-axes, et non un contrôleur d'axe unique autonome.

La communication SSCNET permet au contrôleur de mouvement de synchroniser plusieurs axes avec une coordination temporelle précise.

Chaque MR-J2S-200B sur le réseau reçoit ses références de vitesse/couple au même moment — le réseau série délivre les commandes simultanément à tous les amplificateurs connectés au taux de balayage du réseau, permettant le couplage inter-axes étroit requis par le mouvement multi-axes interpolé.

Pour des applications telles que les systèmes de portiques multi-axes, les machines de prélèvement et de dépose coordonnées, ou les systèmes d'impression ou de découpe à têtes multiples où la synchronisation des axes est l'exigence de performance principale, l'architecture SSCNET est la solution naturelle, et le MR-J2S-200B est l'amplificateur d'axe de 2 kW pour ces conceptions.

La méthode de contrôle PWM sinusoïdal / courant produit une sortie moteur douce et à faible bruit qui distingue les entraînements d'asservissement modernes des anciens entraînements PWM trapézoïdaux. La commutation sinusoïdale signifie que les courants de phase du moteur suivent une forme d'onde sinusoïdale lisse adaptée à l'angle du champ magnétique du rotor — le résultat est une très faible ondulation de couple à n'importe quelle vitesse, ce qui est particulièrement important dans les applications telles que la manutention de précision, où l'ondulation de couple apparaîtrait comme une variation de vitesse visible dans le produit fini.

La bande passante de la boucle de vitesse de 550 Hz reflète la rapidité avec laquelle l'entraînement peut réagir aux perturbations de vitesse — une réponse de 550 Hz signifie que l'entraînement peut corriger une erreur de vitesse dix fois plus rapidement qu'un entraînement industriel conventionnel, ce qui permet un positionnement précis face aux perturbations de charge du monde réel.

Spécifications clés

SSCNET — Le réseau qui définit la série B

SSCNET est le protocole réseau d'asservissement propriétaire de Mitsubishi, et les connecteurs CN1A et CN1B du MR-J2S-200B sont les points d'entrée et de sortie physiques de cette chaîne réseau.

Le contrôleur de mouvement se connecte au CN1A du premier amplificateur, et un câble va du CN1B de cet amplificateur au CN1A de l'amplificateur suivant, créant une chaîne en marguerite qui peut s'étendre sur de nombreux axes. 

La position de chaque amplificateur dans la chaîne détermine son numéro d'axe tel qu'il est vu par le contrôleur.

L'avantage de performance clé de SSCNET est que tous les amplificateurs du réseau reçoivent leurs commandes de vitesse de manière synchrone — le contrôleur diffuse à tous les axes simultanément plutôt que de les adresser séquentiellement.

Cette synchronisation temporelle est le fondement d'une interpolation multi-axes fluide. Sans elle, les positions des axes dériveraient dans le temps même si les axes individuels suivaient parfaitement leurs profils commandés, car de petites différences de temps entre les axes s'accumulent en erreurs de trajectoire.

Avec une livraison de commande synchrone, la trajectoire interpolée du contrôleur arrive à chaque axe au même moment, et le mouvement mécanique résultant correspond à la trajectoire commandée.

L'implémentation SSCNET dans la série MR-J2S transporte également les données de retour d'encodeur vers le contrôleur sur le même réseau, éliminant le câblage de retour séparé entre les amplificateurs et le contrôleur de mouvement.

Le signal de l'encodeur absolu 17 bits du moteur HC-SF transite par le traitement de retour de l'amplificateur et sur le réseau SSCNET sous forme de données de position numériques, où le contrôleur de mouvement le lit pour le calcul de position en boucle fermée.

Frein dynamique intégré

Le circuit de freinage dynamique intégré du MR-J2S-200B s'active lorsque le signal d'asservissement activé (SON) de l'amplificateur est désactivé ou lorsqu'une faute de protection déclenche l'entraînement.

Le frein dynamique connecte une résistance directement aux phases du moteur, convertissant l'énergie cinétique du moteur en chaleur dans la résistance et amenant le moteur à l'arrêt plus rapidement qu'un arrêt par inertie sans alimentation. 

Ceci est distinct d'un frein de maintien (un frein mécanique électromagnétique qui bloque physiquement l'arbre) — le frein dynamique est un mécanisme de freinage électrique qui assure une décélération contrôlée, et non un verrouillage de stationnement.

Dans les scénarios d'arrêt d'urgence, le frein dynamique assure que le moteur décélère dans l'enveloppe de décélération de l'entraînement plutôt que de ralentir librement, ce qui protège les machines connectées contre les dépassements et prévient les risques pour la sécurité du personnel dus au mouvement continu après la commande d'arrêt.

Pour les axes verticaux ou les axes avec un moment d'inertie important, le frein dynamique réduit considérablement la distance d'arrêt par rapport à une décélération sans frein.

Architecture de protection

Le système de protection du MR-J2S-200B fonctionne en deux couches.

La première couche est la surveillance électronique au sein de l'amplificateur : arrêt en cas de surintensité (utilisant le retour de courant pour détecter la surcharge des transistors avant que la température de jonction ne devienne critique), arrêt en cas de surtension de régénération (empêchant la surtension du bus CC pendant la décélération), et surcharge thermique électronique (suivant le produit I²t intégré du courant de sortie pour détecter une surcharge prolongée avant que des dommages aux enroulements ne surviennent). 

La deuxième couche couvre les conditions au niveau du système : protection contre les défauts d'encodeur (détection de perte ou de corruption des données de position 17 bits du moteur), détection de sous-tension et de panne de courant, protection contre la surrégime (surveillance de la vitesse du moteur par rapport à un seuil configurable), et protection contre les erreurs de position excessives (détection lorsque l'erreur de suivi dépasse la bande autorisée — la condition classique de « débordement d'erreur d'asservissement » qui indique un blocage de charge, un grippage mécanique ou une inadéquation de gain).

J2S-B vs J2S-A : Choisir la bonne variante

Les MR-J2S-200A et MR-J2S-200B partagent la même puissance nominale, la même compatibilité moteur et les mêmes performances de contrôle.

La différence réside dans l'interface de commande : la variante A accepte les commandes de position par train d'impulsions et dispose d'entrées/sorties générales CN1 pour un fonctionnement autonome, ce qui la rend adaptée à une utilisation avec tout contrôleur fournissant une sortie d'impulsions.

La variante B utilise le bus SSCNET et est conçue spécifiquement pour une utilisation avec les contrôleurs de mouvement Mitsubishi compatibles SSCNET.

La variante B ne peut pas accepter de commandes par impulsions — elle fonctionne uniquement dans un contexte de réseau SSCNET.

Avant de spécifier un amplificateur de remplacement, vérifiez l'architecture de commande de la machine : les machines à entrée par train d'impulsions nécessitent la variante A ; les machines connectées en réseau SSCNET nécessitent la variante B.

FAQ

Q1 : Le MR-J2S-200B peut-il remplacer un MR-J2S-200A dans une machine si la variante A n'est pas disponible ?

Non. Les variantes -A et -B ne sont pas interchangeables. La variante -A accepte les commandes de position par train d'impulsions d'une CNC ou d'un contrôleur autonome via son connecteur d'E/S CN1.

La variante -B fonctionne uniquement dans un environnement de bus SSCNET et n'a pas de disposition pour l'entrée par train d'impulsions. 

Si une variante -A est nécessaire et indisponible, le remplacement doit être une variante -A ou une alternative compatible — installer une variante -B dans une application à train d'impulsions entraînera un entraînement non fonctionnel.

Q2 : Quels contrôleurs de mouvement Mitsubishi sont compatibles avec l'interface SSCNET du MR-J2S-200B ?

L'interface SSCNET du MR-J2S-200B est compatible avec les contrôleurs de mouvement Mitsubishi série A (A171SH, A172SH, A173UH) et série Q (Q172, Q173), ainsi qu'avec les modules de positionnement (A1SD75M, QD75M) qui émettent des commandes SSCNET.

L'implémentation SSCNET dans la série MR-J2S est le protocole SSCNET d'origine — notez que les générations ultérieures utilisent SSCNET III (fibre optique), qui n'est pas directement compatible avec les connecteurs SSCNET en cuivre du MR-J2S sans matériel de conversion.

Q3 : Comment fonctionne l'auto-réglage en temps réel dans le MR-J2S-200B ?

L'auto-réglage en temps réel de la série MR-J2S estime en continu l'inertie de charge attachée à l'arbre moteur en analysant la relation entre le courant d'accélération commandé et le changement de vitesse réel résultant.

Au fur et à mesure que l'inertie estimée est mise à jour, l'entraînement recalcule les valeurs de gain proportionnel, intégral et dérivé pour les boucles de vitesse et de position afin de maintenir une rigidité et un amortissement d'asservissement optimaux. 

Ce processus se déroule pendant le fonctionnement normal de la machine — aucun cycle de réglage spécial n'est requis.

Le niveau de réponse de l'auto-réglage (réglage du gain) est configurable via un paramètre pour équilibrer la réactivité et la suppression des vibrations, permettant un ajustement pour les machines avec une conformité mécanique variable.

Q4 : Le MR-J2S-200B est arrêté — quel est le remplacement actuel recommandé ?

La voie de mise à niveau recommandée par Mitsubishi est le MR-J4-200B (série MELSERVO J4), qui conserve l'interface SSCNET (maintenant SSCNET III/H optique) et la classe de puissance de 2 kW. La plateforme J4 apporte des encodeurs à plus haute résolution (22 bits sur les moteurs actuels), un auto-réglage amélioré et un support de fonctions de sécurité étendu.

La migration de J2S vers J4 nécessite le remplacement de l'amplificateur et du moteur (les entraînements J4 utilisent les moteurs actuels de la série HG-SR/HG-SN, pas la série HC-SF).

Le protocole SSCNET III/H utilisé par J4 n'est pas rétrocompatible avec l'interface SSCNET en cuivre d'origine, de sorte que le contrôleur de mouvement peut également nécessiter une mise à niveau du module SSCNET III/H.

Q5 : Quel code d'alarme indique un défaut d'encodeur sur le MR-J2S-200B, et comment doit-il être diagnostiqué ?

AL.16 (erreur d'encodeur) est le code d'alarme principal pour les défauts d'encodeur sur l'amplificateur MR-J2S. Il peut apparaître au démarrage ou pendant le fonctionnement.

Au démarrage, cela signifie généralement que le câble de l'encodeur n'est pas connecté ou est défectueux — inspectez le câble d'encodeur MR-JHSCBL et les deux connecteurs (CN2 de l'amplificateur et connecteur d'encodeur du moteur) avant de supposer une défaillance de l'encodeur. Pendant le fonctionnement, AL.

16 apparaissant à des positions spécifiques suggère une contamination locale du disque ou un problème de flexion du câble à une orientation particulière. 

AL.16 apparaissant uniquement à haute vitesse pointe vers des problèmes d'intégrité du signal à la longueur de câble utilisée.

Pour le diagnostic, remplacez temporairement un câble connu comme étant bon d'un autre axe avec le même type de moteur et vérifiez si l'alarme suit le câble ou reste avec la combinaison moteur/amplificateur.