Motordrivsteg CMMP. Manual. Montering och installation Typ CMMP-ASC20-11A. Manual sv 1010NH [ ]

Transkript

1 Beskärning: Uppe: 61,5 mm Nere: 61,5 mm Vänster:43,5 mm Höger: 43,5 mm Motordrivsteg CMMP Manual Montering och installation Typ CMMP-ASC20-11A Manual sv 1010NH [ ]

2

3 Utgåva sv 1010NH Beteckning P.BE-CMMP-AS-C20-11A-SV Artikelnummer (Festo AG & Co KG., D Esslingen, 2010) Hemsida: Detta dokument får inte kopieras, delges eller distribueras till obehöriga utan föregående uttryckligt tillstånd. Överträdelse medför skadeståndsansvar. Alla rättigheter förbehålls, särskilt rätten att inlämna patent-, bruksmönster- eller prydnadsmönsteransökningar. Festo P.BE-CMMP-AS-C20-11A-SV 1010NH 3

4 Revisionsförteckning Framställd av: Titel: Festo produktmanual P.BE-CMMP-AS-C20-11A-DE Filnamn: Var filen är lagrad: Löpnr Beskrivning Ändringsindex Datum 1 Nytt dokument 1010-NH Varumärken CANopen, CiA och PROFIBUS är registrerade varumärken hos respektive varumärkesinnehavare i vissa länder. 4 Festo P.BE-CMMP-AS-C20-11A-SV 1010NH

5 INNEHÅLLSFÖRTECKNING INNEHÅLLSFÖRTECKNING 1. Allmänt Dokumentation Leveransinnehåll Säkerhetsanvisningar för elektriska drivenheter och styrsystem Förklaring av symboler Allmän information Faror på grund av felaktig användning Säkerhetsföreskrifter Allmänna säkerhetsanvisningar Säkerhetsanvisningar för montering och underhåll Skydd mot beröring av elektriska delar Skydd genom skyddsklenspänning (PELV) mot elektrisk stöt Skydd mot farliga rörelser Skydd mot beröring av heta delar Skydd vid hantering och montering Produktbeskrivning Allmänt Tillkopplingssekvens Nätspänning AC inmatning trefas Mellankretskoppling, DC-matning Nätsäkring Bromschopper Kommunikationsgränssnitt Festos profil för manövrering och positionering (FHPP) RS-232-gränssnitt RS485-gränssnitt CAN-buss PROFIBUS I/O-funktioner och enhetsstyrning Funktionsöversikt Motorer Synkronservomotorer Linjärmotorer Funktioner i servopositioneringsregulatorn CMMP-AS Festo P.BE-CMMP-AS-C20-11A-SV 1010NH 5

6 INNEHÅLLSFÖRTECKNING Funktioner Pulsbreddsmodulering (PWM) Börvärdeshantering Vridmomentreglerad drift Varvtalsreglerad drift Vridmomentsbegränsad varvtalsreglering Synkronisering med externa taktkällor Lastmomentkompensation för vertikala axlar Positionering och lägesreglering Synkronisering, elektrisk växel Bromshantering Positioneringsstyrning Översikt Relativ positionering Absolut positionering Körprofilsgenerator Referenskörning Positioneringssekvenser Alternativ stoppingång Banstyrning med linjär interpolation Tidssynkroniserad positionering av flera axlar Funktionell säkerhetsteknik Allmänt, avsedd användning Integrerad funktion "STO" Allmänt/beskrivning av "STO Safe Torque Off" Timingdiagram STO Återstart efteraktiverat "säkert stopp" Kopplingsexempel CMMP-AS STO Förklaringar till kopplingsexemplet Begäran om nödstopp, övervakning av skyddsdörr Test av säkerhetsfunktionen Säker aktivering av hållbromsen SS1, Safe Stop Förklaring Timingdiagram SS Beskrivning av timingdiagrammet Aktivering av "Safe Stop 1" Inställning av frånkopplingsfördröjning Parametreringsexempel FCT Kopplingsexempel CMMP-AS SS Förklaringar till kopplingsexemplet Festo P.BE-CMMP-AS-C20-11A-SV 1010NH

7 INNEHÅLLSFÖRTECKNING Begäran om nödstopp, övervakning av skyddsdörr Återställning till normal drift Test av säkerhetsfunktionen Bestämning av bromstid Inställning av fördröjningstid Mekanisk installation Viktig information Olika vyer av enheten Montering Elinstallation Anslutningskontakternas konfiguration CMMP-AS komplett systemet Anslutning: Spänningsförsörjning [X9] Utförande på enheten [X9] Motkontakt [X9] Kontaktkonfiguration [X9] Anslutning: Motor [X6] och [X6A] Utförande på servopositioneringsregulatorn [X6] Utförande på servopositioneringsregulatorn [X6A] Motkontakt [X6] Motkontakt [X6A] Kontaktkonfiguration [X6] Kontaktkonfiguration [X6A] Anslutningsanvisningar Anslutning: I/O-kommunikation [X1] Utförande på enheten [X1] Motkontakt [X1] Kontaktkonfiguration [X1] Kabelns typ och utförande [X1] Anslutningsanvisningar [X1] Anslutning: STO och SS Utförande på enheten [X3] Motkontakt [X3] Kontaktkonfiguration [X3] Anslutning: Resolver [X2A] Utförande på enheten [X2A] Motkontakt [X2A] Kontaktkonfiguration [X2A] Anslutning: Pulsgivare [X2B] Utförande på enheten [X2B] Festo P.BE-CMMP-AS-C20-11A-SV 1010NH 7

8 INNEHÅLLSFÖRTECKNING Motkontakt [X2B] Kontaktkonfiguration analog pulsgivare [X2B] Kontaktkonfiguration pulsgivare med seriellt gränssnitt (t ex EnDat, HIPERFACE) [X2B] Kontaktkonfiguration digital pulsgivare [X2B] Anslutning: Inkrementalgivaringång [X10] Utförande på enheten [X10] Motkontakt [X10] Kontaktkonfiguration [X10] Kabelns typ och utförande [X10] Anslutningsanvisningar [X10] Anslutning: Inkrementalgivarutgång [X11] Utförande på enheten [X11] Motkontakt [X11] Kontaktkonfiguration [X11] Anslutning: CAN-buss [X4] Utförande på enheten [X4] Motkontakt [X4] Kontaktkonfiguration [X4] Anslutningsanvisningar [X4] Anslutning: RS232/COM [X5] Utförande på enheten [X5] Motkontakt [X5] Kontaktkonfiguration [X5] Information för säker installation enligt EMC-direktivet Förklaringar och begrepp Anslutningsanvisningar Allmänt om EMC EMC-områden: Miljö ett och två Kabeldragning enligt EMC-kraven Drift med långa motorkablar ESD-skydd Idrifttagning Allmänna anslutningsanvisningar Verktyg/material Anslutning av motorn Anslut servopositioneringsregulatorn CMMP-AS till strömförsörjningen Ansluta PC:n Kontroll av driftsberedskapen Festo P.BE-CMMP-AS-C20-11A-SV 1010NH

9 INNEHÅLLSFÖRTECKNING 9. Servicefunktioner och felmeddelanden Skydds- och servicefunktioner Översikt Fas- och nätbortfallsdetektering Övervakning av överström och kortslutning Överspänningsövervakning för mellankretsen Temperaturövervakning för kylkroppen Övervakning av motorn I²t-övervakning Effektövervakning för bromschoppern Idrifttagningsstatus Snabburladdning av mellankretsen Driftsätts- och felmeddelanden Driftsätts- och felmeddelanden Felmeddelanden A. Tekniska data A.1 Manöver- och indikeringselement A.2 Matning [X9] A.3 Safe Torque Off och Supply 24 V [X3] A.4 Motoranslutning [X6] A.5 Vinkelgivaranslutning [X2A] och [X2B] A.5.1 Resolveranslutning [X2A] A.5.2 Pulsgivaranslutning [X2B] A.6 Kommunikationsgränssnitt A.6.1 RS232 [X5] A.6.2 CAN-buss [X4] A.6.3 I/O-gränssnitt [X1] A.6.4 Inkrementalgivaringång [X10] A.6.5 Inkrementalgivarutgång [X11] B. Ordlista C. Index Festo P.BE-CMMP-AS-C20-11A-SV 1010NH 9

10

11 1. Allmänt 1. Allmänt 1.1 Dokumentation Denna produktmanual är till för att kunna arbeta säkert med servopositioneringsregulatorerna i serien CMMP-AS-C20-11A för 3-fas servopositioneringsregulatorer. Produktmanualen innehåller säkerhetsföreskrifter som måste följas. Ytterligare information finns i följande manualer till produktserien CMMP-AS: - CANopen-manual: P.BE-CMMP-CO-SW "Servopositioneringsregulator CMMP-AS": Beskrivning av det implementerade CANopen-protokollet enligt DSP PROFIBUS-manual: P-BE-CMMP-FHPP-PB-SW "Servopositioneringsregulator CMMP-AS": Beskrivning av det implementerade PROFIBUS-DP-protokollet - SERCOS-manual: P-BE-CMMP-SC-SW "Servopositioneringsregulator CMMP-AS": Beskrivning av den implementerade SERCOS-funktionaliteten. - Ethernet-manual: P-BE-CMMP-ET-SW "Teknikmodul Ethernet": Beskrivning av tekniska data och funktion när ethernet-modulen används. - DeviceNet-manual: P.BE-CMMP-FHPP-DN-SW Beskrivning av det implementerade DeviceNet-protokollet. - FHPP-manual: P.BE-CMM-FHPP-SW Beskrivning av den implementerade FHPP-dataprofilen. Hela programvarufunktionaliteten i den nya serien CMMP-AS kommer att omsättas under en stegvis utvecklingsprocess. 1.2 Leveransinnehåll Leveransen omfattar: Antal Leverans 1 Servopositioneringsregulator CMMP-AS 1 Kontaktdon för motoranslutning och effekt är anslutna Tabell 1.1 Leveransinnehåll Motkontakter för styr- eller vridvinkelgivaranslutningar ingår inte i leveransen. De kan dock beställas som tillbehör: Festo P.BE-CMMP-AS-C20-11A-SV 1010NH 11

12

13 2. Säkerhetsanvisningar för elektriska drivenheter och styrsystem 2. Säkerhetsanvisningar för elektriska drivenheter och styrsystem 2.1 Förklaring av symboler Information Information Viktig information och anvisningar. Observera Om anvisningarna inte följs kan allvarliga materiella skador uppstå. Varning Om dessa anvisningar inte följs kan personskador och materiella skador uppstå. Varning FARA! Om anvisningarna inte följs kan allvarliga personskador och materiella skador uppstå. Varning Livsfarlig spänning! Säkerhetsanvisningarna innehåller en anvisning om livsfarlig spänning som eventuellt kan uppstå. Tillbehör Miljö Festo P.BE-CMMP-AS-C20-11A-SV 1010NH 13

14 2. Säkerhetsanvisningar för elektriska drivenheter och styrsystem 2.2 Allmän information För skador som inträffar på grund av att varningsanvisningarna i den här manualen inte följts, frånsäger sig Festo AG & Co.KG allt ansvar. Information Läs igenom Säkerhetsanvisningar för elektriska drivenheter och styrsystem fr o m sidan 13 och kapitlet 7.13 Information för säker installation enligt EMC-direktivet på sidan 96 före idrifttagning. Fråga leverantören och informera denne om det inte går att förstå informationen i den här dokumentationen p g a språket. Felfri och säker drift av servopositioneringsregulatorn förutsätter att transport, förvaring, montering och projektering utförs på ett korrekt och riskmedvetet sätt samt att skyddsåtgärder och förebyggande åtgärder vidtas. Detta gäller även vid installation. Dessutom förutsätts noggrann skötsel och underhåll. Information Endast utbildad och behörig personal får hantera elektriska anläggningar: Utbildad och behörig personal De personer som sköter projektering, uppställning, montering, idrifttagning och drift av produkten, ska ha motsvarande kvalificering och vara väl förtrogna med alla varningsanvisningar och försiktighetsåtgärder i den här produktmanualen och på produkten. Personalen ska även: Vara utbildad och instruerad respektive ha behörighet att koppla till/från enheter/system enligt säkerhetsteknikens standarder, samt jorda och märka korrekt enligt gällande krav. Vara utbildad eller instruerad enligt säkerhetsteknikens standarder för skötsel och användning av lämplig säkerhetsutrustning. Ha utbildning i Första hjälpen. Läs följande anvisningar innan den första idrifttagningen av anläggningen. På så sätt undviks risk för allvarliga kroppsskador och/eller materiella skador: Följ alltid dessa säkerhetsanvisningar. 14 Festo P.BE-CMMP-AS-C20-11A-SV 1010NH

15 2. Säkerhetsanvisningar för elektriska drivenheter och styrsystem Försök inte att installera servopositioneringsregulatorn eller ta den i drift innan du har läst alla säkerhetsföreskrifter för elektriska drivsystem och styrsystem som finns i det här dokumentet. Dessa säkerhetsanvisningar och all annan användarinformation ska läsas igenom före varje arbete på servopositioneringsregulatorn. Vänd dig till återförsäljaren om det inte finns någon användarinformation för servopositioneringsregulatorn. Begär att dessa underlag omedelbart skickas till den eller de som ansvarar för att driften av servopositioneringsregulatorn är säker. Vid försäljning, uthyrning och/eller om servopositioneringsregulatorn överlämnas på något annat sätt, måste säkerhetsföreskrifterna följa med. Av säkerhets- och garantiskäl är det inte tillåtet för användaren att öppna servopositioneringsregulatorn. Förutsättning för att servopositioneringsregulatorn ska fungera felfritt är att projekteringen gjorts på ett fackmässigt sätt! Varning FARA! Om servopositioneringsregulatorn hanteras felaktigt, om ingen hänsyn tas till varningsanvisningarna eller om felaktiga ingrepp utförs på säkerhetsanordningarna, kan detta leda till materiella skador, personskador, elektriska stötar eller i extremfall till döden. 2.3 Faror på grund av felaktig användning Varning FARA! Hög elektrisk spänning och hög arbetsström! Livsfara eller risk för allvarliga kroppsskador genom elektrisk stöt! Festo P.BE-CMMP-AS-C20-11A-SV 1010NH 15

16 2. Säkerhetsanvisningar för elektriska drivenheter och styrsystem Varning FARA! Hög elektrisk spänning genom felaktig anslutning! Livsfara eller risk för kroppsskador genom elektrisk stöt! Varning FARA! Produktens hölje kan vara hett! Risk för personskador! Risk för brännskador! Varning FARA! Riskfyllda rörelser! Livsfara, risk för allvarliga kroppsskador eller materiella skador genom oavsiktliga rörelser hos motorerna! 2.4 Säkerhetsföreskrifter Allmänna säkerhetsanvisningar Information Servopositioneringsregulatorn motsvarar kapslingsklass IP20 och nedsmutsningsgrad 2. Se till att omgivningen har samma kapslingsklass och nedsmutsningsgrad. Information Använd endast tillbehör och reservdelar som är godkända av tillverkaren. Information Servopositioneringsregulatorerna måste anslutas till nätet enligt gällande lagar och bestämmelser samt föreskrifter och normer, riktlinjer från kontrollorganisationer och försäkringsbolag, så att de kan skiljas från nätet med lämpliga frånkopplingsdon (t ex huvud-, skydds- eller effektbrytare). 16 Festo P.BE-CMMP-AS-C20-11A-SV 1010NH

17 2. Säkerhetsanvisningar för elektriska drivenheter och styrsystem Servopositioneringsregulatorn kan som säkerhetsåtgärd utrustas med en jordfelsbrytare på 300 ma som reagerar på olika strömtyper (RCD = Residual Current protective Device). Information Använd förgyllda kontakter eller kontakter med högt kontakttryck för omkoppling av styrkontakter. I förebyggande syfte måste avstörningsåtgärder vidtas för kopplingsanläggningarna, t ex genom kontaktorer och reläer med RC-element eller dioder. Följ de säkerhetsföreskrifter och säkerhetsbestämmelser som gäller i det land där enheten används. Varning Följ de omgivningsförhållanden som anges i produktdokumentationen. Säkerhetskritiska användningsområden är inte tillåtna om de inte uttryckligen godkänts av tillverkaren. Information om installation enligt EMC-kraven finns i kapitel 7.13 (sidan 96). Tillverkaren av anläggningen eller maskinen ansvarar för att gränsvärdena enligt gällande föreskrifter inte överskrids. Varning Tekniska data samt anslutnings- och installationskrav för servopositioneringsregulatorn finns i den här produktmanualen och måste följas. Information Följ gällande lagar och bestämmelser samt föreskrifter och normer, riktlinjer från kontrollorganisationer och försäkringsbolag. Festo P.BE-CMMP-AS-C20-11A-SV 1010NH 17

18 2. Säkerhetsanvisningar för elektriska drivenheter och styrsystem Bland annat följande föreskrifter gäller: VDE 0100 EN EN EN ISO EN 1050 EN 1037 EN ISO resp EN Föreskrift för installation av starkströmsanläggningar upp till 1000 volt Elektrisk utrustning för maskiner Elektronikutrustning i elektriska starkströmsinstallationer Maskinsäkerhet Grundläggande begrepp, allmänna konstruktionsprinciper Maskinsäkerhet Principer för riskbedömning Maskinsäkerhet Förhindrande av oväntad start Säkerhetsrelaterade delar av styrsystem Säkerhetsanvisningar för montering och underhåll För montering och underhåll av anläggningen gäller föreskrifterna DIN, VDE, EN och IEC, samt alla nationella och lokala säkerhetsföreskrifter och olycksförebyggande föreskrifter. Anläggningstillverkaren respektive den driftsansvarige ska se till att följande föreskrifter följs: Varning Servopositioneringsregulatorn får endast användas, underhållas och/eller repareras av personal som är utbildad för och behörig att utföra arbete på eller med elektrisk utrustning. För att förebygga olyckor, kroppsskador och/eller materiella skador: Varning Säkra vertikala axlar ytterligare mot att falla eller sjunka ned efter att motorn kopplats från, genom t ex: - Mekanisk låsning av den vertikala axeln - Extern broms-/ uppfångnings-/ klämanordning eller - Tillräcklig viktutjämning av axeln 18 Festo P.BE-CMMP-AS-C20-11A-SV 1010NH

19 2. Säkerhetsanvisningar för elektriska drivenheter och styrsystem Varning Den serielevererade motorhållbromsen eller en extern motorhållbroms, som styrs av drivenhetsregulatorn, räcker inte till för att utesluta personskador! Varning FARA! Koppla från den elektriska utrustningen med huvudbrytaren och säkra den mot återtillkoppling. Vänta tills mellankretsen är urladdad vid: - Underhållsarbeten och reparation - Rengöringsarbeten - Långa driftsavbrott Varning FARA! Kontrollera innan underhållsarbeten påbörjas att nätspänningen är frånkopplad och spärrad samt att mellankretsen är urladdad. Varning Det externa och interna bromsmotståndet är ledande i drift och kan upp till ca 5 minuter efter frånkoppling av servopositioneringsregulatorn leda farlig mellankretsspänning, som vid beröring kan innebära livsfara eller risk för allvarliga kroppsskador. Varning Var noggrann vid montering. Kontrollera att varken borrspån, metalldamm eller monteringsdelar (skruvar, muttrar, kabelbitar) kan trilla ned i servopositioneringsregulatorn under monteringen eller senare när drivenheten är i drift. Se även till att regulatorns externa spänningsförsörjning (24 V) är frånkopplad. Mellankretsen eller nätspänningen måste alltid kopplas från innan 24 V-regulatormatning kopplas från. Festo P.BE-CMMP-AS-C20-11A-SV 1010NH 19

20 2. Säkerhetsanvisningar för elektriska drivenheter och styrsystem Varning Arbeten inom maskinområdet får endast utföras vid frånkopplad och spärrad växelströms- respektive likspänningsförsörjning. Frånkopplade effektsteg eller frånkopplad regulator är inte lämpliga som spärrar. Vid störningar kan drivenheten göra oväntade rörelser. Varning Utför idrifttagningen med motorerna på tomgång för att undvika mekaniska skador genom t ex felaktig rotationsriktning. Varning Elektroniska enheter är generellt inte avbrottssäkra. Användaren ansvarar för att anläggningen försätts i ett säkert tillstånd vid bortfall av den elektroniska enheten. Varning FARA! Servopositioneringsregulatorn och särskilt bromsmotståndet, externt eller internt, kan uppnå höga temperaturer, som vid beröring kan leda till svåra brännskador Skydd mot beröring av elektriska delar Detta avsnitt gäller endast för utrustning och drivenhetskomponenter med spänningar på upp till 50 volt. Beröring av delar med spänningar över 50 volt kan vara farlig och leda till elektrisk stöt. Vid drift av elektriska enheter står alltid vissa delar av dessa enheter under farlig spänning. Varning Livsfarlig spänning! Hög elektrisk spänning! Livsfara, risk för skador eller allvarliga kroppsskador genom elektrisk stöt! Information Följ gällande lagar och bestämmelser samt föreskrifter och normer, riktlinjer från kontrollorganisationer och försäkringsbolag. 20 Festo P.BE-CMMP-AS-C20-11A-SV 1010NH

21 2. Säkerhetsanvisningar för elektriska drivenheter och styrsystem Varning Innan tillkoppling sker, montera avsedda skydd och anordningar för att förhindra oavsiktlig beröring. Vid inbyggda enheter ska ett yttre hölje, t ex ett kopplingsskåp, skydda mot direkt beröring av elektriska delar. Varning Skyddsledaren för den elektriska utrustningen och elektriska apparater ska anslutas fast till matningsnätet. Avledningsströmmen är pga. det integrerade nätfiltret högre än 3,5 ma! Varning Anslut alltid skyddsledaren till all elektrisk utrustning enligt kopplingsschemat eller till jordledaren före idrifttagning, även om det bara är för en kortvarig mätning eller kontroll. På huset kan annars höga spänningar uppstå, vilket leder till elektriska stötar. Varning Berör inte komponenternas elektriska anslutningsställen i tillkopplat tillstånd. Varning Innan arbete på elektriska delar med spänningar över 50 volt, skilj enheten från nätet eller spänningskällan. Säkra mot återtillkoppling. Varning Vid installation ska hänsyn tas till mellankretsspänningens styrka, särskilt vad gäller isolering och skyddsåtgärder. Se till att jordningen, ledarnas dimensioner och kortslutningsskyddet är korrekta. Varning Enheten har en koppling för snabb urladdning av mellankretsen enligt EN I vissa utrustningskonstellationer, framför allt vid parallellkoppling av flera servopositioneringsregulatorer i mellankretsen eller om ett bromsmotstånd inte är anslutet, kan det hända att snabburladdningen inte har någon effekt. Servopositioneringsregulatorer kan, efter det att de har frånkopplats, vara spänningsförande i upp till 5 minuter (återstående laddning i kondensatorer). Festo P.BE-CMMP-AS-C20-11A-SV 1010NH 21

22 2. Säkerhetsanvisningar för elektriska drivenheter och styrsystem Skydd genom skyddsklenspänning (PELV) mot elektrisk stöt Alla anslutningar och plintar med spänningar på 5 till 50 volt på servopositioneringsregulatorn har skyddsklenspänning och är beröringssäkert utförda enligt följande standarder: Standarder - Internationell standard: IEC Europeisk standard: EN och EN Varning FARA! Hög elektrisk spänning genom felaktig anslutning! Livsfara eller skaderisk genom elektrisk stöt! Till anslutningar och plintar med spänningar på 0-50 volt får endast enheter, elektriska komponenter och kablar med skyddsklenspänning (PELV = Protective Extra Low Voltage) anslutas. Anslut endast spänningar och strömkretsar som garanterar en säker isolering av farliga spänningar. Säker isolering uppnås exempelvis genom isolertransformatorer, säkra optokopplare eller nätfri batteridrift Skydd mot farliga rörelser Farliga rörelser kan uppstå vid felaktig styrning av anslutna motorer. Det kan ha olika orsaker: Orsaker - Smutsiga kablar eller felaktig kabeldragning - Fel vid manövrering av komponenterna - Fel på mätvärdes- och signalgivarna - Defekta komponenter eller komponenter som inte uppfyller EMC-kraven - Fel i programvaran i det överordnade styrsystemet Dessa fel kan uppträda direkt efter tillkoppling eller efter en viss tid i drift. Övervakningarna i drivenhetskomponenterna utesluter i stor utsträckning felfunktioner i de anslutna drivstegen. Risken för kroppsskador och/eller materiella skador får trots detta inte ignoreras. Fram till att de inbyggda övervakningarna aktiveras, finns risk för en felaktig drivenhetsrörelse, vars utfall beror på typen av styrning och driftstillståndet. 22 Festo P.BE-CMMP-AS-C20-11A-SV 1010NH

23 2. Säkerhetsanvisningar för elektriska drivenheter och styrsystem Varning FARA! Riskfyllda rörelser! Livsfara, risk för personskador eller materiella skador! Se därför till att säkerheten garanteras genom övervakningar eller åtgärder som är överordnade anläggningen. Dessa övervakningar och åtgärder tillhandahåller anläggningstillverkaren enligt en risk- och felanalys av den specifika anläggningen. Hänsyn tas därvid till de säkerhetsbestämmelser som gäller för anläggningen. Maskinen kan göra villkorliga rörelser eller andra felfunktioner kan inträffa vid frånkoppling och vid förbikopplade eller ej aktiverade säkerhetsanordningar Skydd mot beröring av heta delar Varning FARA! Produktens hölje kan vara hett! Risk för personskador! Risk för brännskador! Varning Risk för brännskador! Vidrör inte enheternas ytor i närheten av heta värmekällor! Innan enheterna berörs måste de svalna 10 minuter efter frånkoppling. Beröring av utrustningens heta delar, t ex höljen för kylkroppar och motstånd, kan leda till brännskador! Skydd vid hantering och montering Olämplig hantering och montering av vissa delar och komponenter kan i värsta fall leda till skador. Varning FARA! Skaderisk genom felaktig hantering! Risk för kläm-, skär- och stötskador! Festo P.BE-CMMP-AS-C20-11A-SV 1010NH 23

24 2. Säkerhetsanvisningar för elektriska drivenheter och styrsystem De allmänna säkerhetsanvisningarna gäller: Varning Följ de allmänna installations- och säkerhetsföreskrifterna för hantering och montering. Använd lämpliga monterings- och transportanordningar. Förebygg klämrisk genom lämpliga åtgärder. Använd endast lämpliga verktyg. Använd specialverktyg om så föreskrivs. Använd lyftanordningar och verktyg på ett korrekt sätt. Använd om nödvändigt lämplig skyddsutrustning (t ex skyddsglasögon, skyddsskor och skyddshandskar). Inga personer får vistas under hängande laster. Avlägsna genast vätskor från underlaget på grund av halkrisk. 24 Festo P.BE-CMMP-AS-C20-11A-SV 1010NH

25 3. Produktbeskrivning 3. Produktbeskrivning 3.1 Allmänt Servopositioneringsregulatorerna i serien CMMP-AS är intelligenta AC-servoomriktare med omfattande parametrerings- och utbyggnadsmöjligheter. De kan därför anpassas till en rad olika applikationer på ett flexibelt sätt. Serien av servopositioneringsregulatorer innehåller typer med enfas- och trefasmatning. Förklaring av typbeteckning: Exempel: CMMP-AS-C20-11A-P3 Servodrivsteg i Premium-serien för AC-synkronmotorer, 20 A märkström, 3 x V ingångsspänning, trefas CMM P AS C20 11A _ P3 Produktserie CMM Motordrivsteg Utförande P Premium Motorteknik AS AC-synkron Motormärkström C20 20 A Ingångsspänning 11A 3 x V AC Faser P3 3-fas Typerna med trefasmatning är avsedda för anslutning till 3 x 400 V AC-nätet. Festo P.BE-CMMP-AS-C20-11A-SV 1010NH 25

26 3. Produktbeskrivning Alla servopositioneringsregulatorer i serien CMMP-AS har följande egenskaper: - Platsbesparande kompakt bokform, kan sättas på rad - Hög noggrannhet på regleringen tack vare den högkvalitativa sensoriken, som vida överträffar de standarder som används på marknaden, och en datorkapacitet som ligger över genomsnittet. - Full integrering av alla komponenter för drivstegs- och effektdelen, inklusive RS232-gränssnitt för PC-kommunikationen, CANopen-gränssnitt för integrering i automatiseringssystem - Integrerad universell utvärdering av vridvinkelgivare för följande givare: - Resolver - Inkrementalgivare med/utan kommuteringssignaler - Högupplösande Stegmann-inkrementalgivare, absolutgivare med HIPERFACE - Högupplösande Heidenhain-inkrementalgivare, absolutgivare med EnDat - Aktuella CE- och EN-standarder uppfylls utan ytterligare externa åtgärder - EMC-optimerat metallhus inneslutet runt om, för infästning på vanliga kopplingsskåpsmonteringsplattor. Enheterna har kapslingsklass IP20. - Alla filter som är nödvändiga för att uppfylla EMC-kraven under drift (industridrift) är integrerade i enheten, t ex nätfilter, motorutgångsfilter, filter för 24 V-matningen och för in- och utgångarna. - Integrerat bromsmotstånd. Det går att ansluta externa motstånd om bromsenergin är hög. - Fullständig galvanisk isolering mellan styrdelen och effektslutsteget enligt EN Galvanisk isolering av 24 V-potentialområdet med de digitala in- och utgångarna och analog- och reglerelektroniken. - Drift som vridmomentregulator, varvtalsregulator eller lägesregulator - Integrerad positioneringsstyrning med omfattande funktion enligt CAN in Automation (CiA) DSP402 och åtskilliga applikationsspecifika extrafunktioner - Ryckfri eller tidsoptimerad positionering relativt eller absolut mot en referenspunkt - Punkt-till-punkt-positionering med eller utan förbikörning - Varvtals- och vinkelsynkronkörning med elektronisk växel via inkrementalgivaringång eller fältbuss - Många driftsätt för synkronisering - Mångsidiga referenskörningsmetoder - Joggdrift - Inlärningsläge 26 Festo P.BE-CMMP-AS-C20-11A-SV 1010NH

27 3. Produktbeskrivning - Korta cykeltider, bandbredd i strömreglerkretsen ca 2 khz, i varvtalsreglerkretsen ca 500 Hz - Omkopplingsbar taktfrekvens för slutsteget - Integrerad Soft-PLC för kundspecifika funktionsändringar och -utbyggnader - Fritt programmerbara in-/utgångar - Användarvänlig parametrering med PC-programmet Festo Configuration Tool - Menystyrd första idrifttagning - Automatisk motoridentifiering - Enkel anslutning till ett överordnat styrsystem, t ex till en PLC via I/O-nivån eller via fältbuss - Högupplösande 16-bitars analog ingång - Teknikkontaktplatser för utbyggnad, som t ex I/O-utbyggnadsmodul eller PROFIBUS-gränssnitt. Det finns även möjlighet att använda 2 fältbussgränssnitt. Festo P.BE-CMMP-AS-C20-11A-SV 1010NH 27

28 3. Produktbeskrivning Tillkopplingssekvens Power On t1 Initalisation phase Controller enable (DIN5) t2 t3 t5 End stage is on Holding brake is released DOUT0: READY t4 a b t6 t7 Speed setpoint value Actual speed value t ms Bootprogrammet körs och applikationen startas t2 > 500 µs (t cycp ) t3 30 ms Beror på driftsättet och drivenhetens status t4a = N x 10 ms Parametreringsbar (bromsparameter startfördröjning t F ) t4b > 100 ms Tillval på motorer med vinkelgivare utan kommuteringssignaler: Tid för fastställande av kommuteringsläge t5 < 10 ms t6 = K x 250 µs (t cycn ) Beror på snabbstoppsrampen t7 = M x 10 ms Parametreringsbar (bromsparameter frånkopplingsfördröjning t A ) Bild 3.1 Timing tillkopplingssekvens 28 Festo P.BE-CMMP-AS-C20-11A-SV 1010NH

29 3. Produktbeskrivning 3.2 Nätspänning AC inmatning trefas Servopositioneringsregulatorn CMMP-AS uppfyller följande krav på en servopositioneringsregulator - Frekvensområde nominellt Hz 10 % - Elektrisk stöttålighet för att kunna kombineras med servoomriktare. Servopositioneringsregulatorn CMMP-AS möjliggör ett dynamiskt byte i båda riktningarna mellan motorisk och generatorisk drift utan dödtider. - Det krävs ingen parametrering av slutanvändaren Beteende vid tillkoppling: - När servopositioneringsregulatorn CMMP-AS försörjs med nätspänning laddas mellankretsen upp (< 1 s) via bromsmotstånden när mellankretsreläet är deaktiverat. - Efter förladdningen av mellankretsen slår reläet till och mellankretsen kopplas hårt till försörjningsnätet utan motstånd Mellankretskoppling, DC-matning Mellankretskoppling: - Det går att koppla ihop servopositioneringsregulatorerna i serien CMMP-AS om den nominella mellankretsspänningen är likadan. DC-matning: - En direkt DC-matning utan nätanslutning via mellankretsplintarna är möjlig med spänningar 60 V DC. Den digitala motortemperaturövervakningen fungerar först vid en mellankretsspänning på minst 230 V DC. Under denna spänning utvärderas den digitala motortemperaturgivaren felaktigt Nätsäkring I nätmatningsledningen ska en trefas automatsäkring 25 A med trög karakteristik (B25) användas. Festo P.BE-CMMP-AS-C20-11A-SV 1010NH 29

30 3. Produktbeskrivning 3.3 Bromschopper I effektslutsteget finns en integrerad bromschopper med bromsmotstånd. Om mellankretsens tillåtna laddningskapacitet överskrids under återmatningen kan det interna bromsmotståndet omvandla bromsenergin till värme. Bromschoppern aktiveras via programvaran. Programvaran och maskinvaran skyddar det interna bromsmotståndet mot överbelastning. Om de interna bromsmotståndens effekt inte räcker till för en viss applikation så kan de stängas av genom att man tar bort bygeln mellan stiften BR-CH och BR-INT på kontaktdonet [X9]. Istället ansluter man ett externt bromsmotstånd mellan stiften BR-CH och BR-EXT. Detta bromsmotstånd får inte underskrida de angivna minimivärdena (se Tabell A.9 sidan 118). Utgången är säkrad mot en kortslutning i bromsmotståndet eller i dess matarledning. Varning FARA! Stiftet BR-CH ligger på en positiv mellankretspotential och är därmed inte skyddad mot jordslutning eller kortslutning mot nätspänning eller negativ mellankretsspänning. Varning Hög elektrisk spänning! En samtidig drift med de interna och externa bromsmotstånden är inte möjlig. De externa bromsmotstånden är inte automatiskt skyddade av enheten mot överbelastning 3.4 Kommunikationsgränssnitt Servopositioneringsregulatorn CMMP-AS har flera kommunikationsgränssnitt. På servopositioneringsregulatorn finns ett RS232-gränssnitt som har en central betydelse för anslutning av en PC och för användning av parameterinställningsverktyget Festo Configuration Tool (FCT). Servopositioneringsregulatorn CMMP-AS har dessutom ett CANopen-gränssnitt som standard i grundenheten. PROFIBUS-DP och DeviceNet finns som tillval i form av insticksmoduler. Servopositioneringsregulatorn arbetar i det föreliggande utförandet alltid som slav på fältbussen. 30 Festo P.BE-CMMP-AS-C20-11A-SV 1010NH

31 3. Produktbeskrivning Festos profil för manövrering och positionering (FHPP) Festo har utvecklat en optimerad dataprofil som anpassats efter målapplikationerna för hanterings- och positioneringsuppgifter. Den kallas "Festo Handling and Positioning Profile". FHPP möjliggör en enhetlig kontroll och programmering av Festos olika drivsteg via fältbuss. Dessutom får användaren en enhetlig definition av Driftsätt I/O-datastruktur Parameterobjekt Förloppskontroll Fältbusskommunikation Satsval Direktdrift Parameterkanal 1 2 n Moment Position Hastighet Fri åtkomst till alla parametrar Läs- och skrivbehörighet Bild 3.2 Princip FHPP Festo P.BE-CMMP-AS-C20-11A-SV 1010NH 31

32 3. Produktbeskrivning RS-232-gränssnitt RS232-protokollet är i huvudsak tänkt att användas som parametreringsgränssnitt, men kan även användas för att styra servopositioneringsregulatorn CMMP-AS vid testdrift. RS232-kommunikation Parametreringsgränssnittet kommunicerar med CMMP-AS via det seriella gränssnittet, och kan dessutom användas för debug-ändamål. Standardöverföringshastigheten för det seriella gränssnittet är 9600 bit/s. Vid drift ökas överföringshastigheten som regel till 115 kbit/s för ge snabbare kommunikation. Teckenmottagning sker interrupt-styrt. De mottagna tecknen placeras i en ringbuffert. När bufferten blir full registreras en felbit och ett felmeddelande avges. Sändning av teckenkedjor sker i Polling, d v s vid behov i ramprogrammet. Ett ASCII-protokoll används och så kallade kommunikationsobjekt överförs. Via dessa kommunikationsobjekt kan stegmotordrivstegets ärvärden och parametrar hämtas. Därvid överförs alla fysikaliska storheter till standardiserade grundenheter. I följande tabell definieras kommandosyntaxen för kommunikationsobjekten: Kommando Svar Beskrivning Skriv objekt: OW:NNNN:DDDDDDDD Läs objekt: OR:NNNN Läs internt värde: OI:NNNN Läs minimivärde: ON:NNNN Läs maximivärde: OX:NNNN OK! resp OW:FFFF FFFF NNNN:DDDDDDDD resp OR:FFFF FFFF NNNN:DDDDDDDD resp OI:FFFF FFFF NNNN:DDDDDDDD resp ON:FFFF FFFF NNNN:DDDDDDDD resp OX:FFFF FFFF Om inget fel föreligger returneras alltid "OK". Vid fel sänds kommandot och en felkod. Svar generellt 32 bitar. Vid fel sänds kommandot och en felkod. Svar generellt 32 bitar. Vid fel sänds kommandot och en felkod. Svar generellt 32 bitar. Vid fel sänds kommandot och en felkod Svar generellt 32 bitar. Vid fel sänds kommandot och en felkod Tabell 3.1 Kommandosyntax för kommunikationsobjekt 32 Festo P.BE-CMMP-AS-C20-11A-SV 1010NH

33 3. Produktbeskrivning Bokstav NNNN DD...D Betydelse (allt hexadecimalt) Kommunikationsobjektnummer Databytes FF...F Felkod: 0x x x x x x x x x x x Datavärde för litet > skrivs inte Datavärde för stort > skrivs inte Datavärde för litet > skrivs men begränsas dessförinnan Datavärde för stort > skrivs men begränsas dessförinnan Bitkonstantvärde inte tillåtet Bitdatavärde är momentant inte tillåtet (i detta driftsätt) Läs- eller skrivfel i flash Undre gräns för objektet finns inte Övre gräns för objektet finns inte Inget objekt med numret finns (objektet finns inte) Objektet får inte skrivas Tabell 3.2 Förkortningarnas betydelse Utöver kommandona för åtkomst till kommunikationsobjekten finns det ytterligare kommandon för styrning av stegmotordrivsteget. Följande tabell ger en översikt över den kommandosats som används: Kommando Svar Beskrivning BAUDbbbb OK! Ställ in överföringshastighet BOOT? SERVICE / APPLICATION Statusbegäran: Bootloader aktiv? BUS? xxxx:bus:nn:bbbb:mmmm CAN-bussens status INIT! Tillkopplingsmeddelande Ladda standardparameteruppsättning RESET! Tillkopplingsmeddelande Utlös HW-återställning SQT+ xxxx:cqt+ Radera felminnet SAVE! DONE Spara parameteruppsättning i flash SEP! DONE Ladda parameteruppsättning från flash TYP? TYP:dddd Avläsning av typ VERSION? xxxx:version:dddd Avläsning av version =iiiiss:dd.. =iiiiss:dd.. Simulering SDO skrivåtkomst?iiiiss =iiiiss:dd.. Simulering SDO läsåtkomst ERROR! Kommando okänt/fel Tabell 3.3 Kommandosats Festo P.BE-CMMP-AS-C20-11A-SV 1010NH 33

34 3. Produktbeskrivning Bokstav Betydelse (allt hexadecimalt) xxxx dddd nn bbbb mmmm iiii ss Statusmeddelande Databytes Nodnummer Överföringshastighet Läge Index för CAN-Open-SD-objekt Subindex för CAN-Open-SD-objekt Tabell 3.4 Förkortningarnas betydelse RS485-gränssnitt RS485-gränssnittet ligger på samma anslutningskontakt som RS232-gränssnittet. Användaren måste aktivera kommunikationen separat. RS232-meddelanden kan också tas emot om RS485-kommunikationen är aktiverad, så att enheten alltid kan nås av parametreringen. Protokollet som beskrivs under RS232-kommunikation utökas med en nodadressering. Nodnumret bestäms via vridkodningskontakter. Nodnummer FF h är reserverat för broadcast-telegram. Överföringshastigheten är begränsad till 115 kbit/s CAN-buss I servopositioneringsregulatorerna i serie CMMP-AS är CANopen- protokollet enligt DS301 med applikationsprofil DSP402 implementerat. CAN-kommunikation CAN-kommunikation sker via ett protokoll som motsvarar CANopen (DSP402). För kommunikation via CAN-bussen finns det i princip två olika åtkomstsätt: Åtkomst med bekräftelse via så kallade SDO:er och åtkomst via så kallade PDO:er utan handskakning. Regulatorn parametreras via SDO:er och styrs i aktiv drift via PDO:er. SDO Service Data Object Användning för parametrering av regulatorn PDO Process Data Object Snabbt utbyte av processdata (t ex varvtalsärvärde) SDO-åtkomst utgår alltid från det överordnade styrsystemet. Detta sänder en begäran om att ändra en parameter eller en begäran om att läsa en parameter. Regulatorn svarar på varje begäran, antingen genom att returnera den begärda parametern eller genom bekräftelse av skrivförloppet. Regulatorn tillhandahåller bearbetning av två objekt för SDO:er. 34 Festo P.BE-CMMP-AS-C20-11A-SV 1010NH

35 3. Produktbeskrivning Av dessa är ett objekt avsett för begäran från det överordnade styrsystemet och ett för svar. PDO:er används för att överföra händelseorienterade processdata. PDO:erna innehåller en eller flera fördefinierade parametrar eller data. Handskakning, som för SDO:er, används inte. Förutom SDO:er för konfiguration av de viktigaste reglerfunktionerna är även "Position Profile Mode" och "Interpolated Position Mode" implementerade. Utöver CANopen-protokollet är även det FHPP-protokoll, som används av Festo, implementerat. Den interna CAN-förloppsstyrningen har anpassats och utökats för detta PROFIBUS Stöder PROFIBUS-kommunikation enligt DP-V0. Dessutom är det möjligt att ansluta enheten till styrsystem via en I/O-avbild på PROFIBUS. Sett från styrsystemet erbjuder detta alternativ samma funktioner som för en vanlig PLC-anslutning via en parallellkoppling till enhetens digitala in-och utgångar. Via ett specifikt Festo-telegram finns även möjlighet att komma åt alla modulspecifika funktioner, utöver de som definieras av FHPP I/O-funktioner och enhetsstyrning Tio digitala ingångar tillhandahåller de elementära styrfunktionerna (jämför med kapitel A.6.3 I/O-gränssnitt [X1], sidan 122. Servopositioneringsregulatorn CMMP-AS har en måltabell där positioneringsmålen sparas och varifrån de senare kan hämtas. Målen väljs ut med hjälp av minst fyra digitala ingångar, en ingång används som startingång. Gränslägesbrytare begränsar rörelseutrymmet för att öka säkerheten. Under referenskörningen kan en av de båda gränslägesbrytarna användas som referenspunkt för positioneringsstyrningen. Två ingångar används för slutstegsaktivering via maskinvaran samt för regulatoraktivering. För tidskritiska uppgifter finns höghastighetssamplingsingångar för olika tillämpningar (referenskörning, specialapplikation etc.). Servopositioneringsregulatorn CMMP-AS har tre analoga ingångar för ingångsnivåer inom området +10 V till -10 V. En ingång är en differensingång (16 bitar) för att garantera ett omfattande skydd mot fel. Två ingångar (10 bitar) är av typen single ended. De analoga signalerna kvantifieras och digitaliseras av A/D-omvandlaren med en upplösning på 16 bitar resp 10 bitar. De analoga signalerna används vid förinställning av börvärden (varvtal eller moment) för regleringen. Festo P.BE-CMMP-AS-C20-11A-SV 1010NH 35

36 3. Produktbeskrivning De befintliga digitalingångarna är vid normal användning redan konfigurerade med grundfunktioner. Om fler funktioner ska användas, som inlärningsläge, separat ingång "start referenskörning" eller stoppingång, kan som tillval analogingångarna AIN1 och AIN2 användas. Dessa kan också användas som digitalingångar DIN12 och DIN13 samt digitalutgångar DOUT2 och DOUT3, som även kan användas som digitalingång. Alternativt kan även I/O-utbyggnadsmodul CAMC-8E8A användas. Om de analoga ingångarna AIN1 och ANI2 ska användas som digitala ingångar måste det finnas en jordanslutning mellan AGND och GND24 på kontaktdon [X1] stift 14 och 6. Information När AGND och GND24 förbinds fungerar inte längre elektronikens överspänningsskydd. Gränslägesbrytare Limit switch active t2 t4 Actual speed value (1) t1 t3 Actual speed value (2) t1 < 250 µs (t cycn ) t2 = N x 250 µs (t cycn ) Beror på snabbstoppsrampen t3 < 10 ms t4 = M x 250 µs (t cycn ) Beror på varvtalsrampen Bild 3.3 Timing tillkopplingssekvens Varvtalsärvärde (1) : Permanent rotationsriktningsspärr genom gränslägesbrytaren. Varvtalsärvärde (2) : Ingen permanent rotationsriktningsspärr genom gränslägesbrytaren. 36 Festo P.BE-CMMP-AS-C20-11A-SV 1010NH

37 4. Funktionsöversikt 4. Funktionsöversikt 4.1 Motorer Synkronservomotorer I det typiska fallet används permanent magnetiserade synkronmaskiner med sinusformad EMK. Servopositioneringsregulatorn CMMP-AS är en universell servopositioneringsregulator som kan användas för att driva standardservomotorer. Motordata fastställs och parametreras med hjälp av automatisk motoridentifiering Linjärmotorer Utöver roterande tillämpningar lämpar sig servopositioneringsregulatorerna CMMP-AS även för linjärenheter. Här stöds också permanent magnetiserade synkrona linjärmotorer. Servopositioneringsregulatorerna i serie CMMP-AS är tack vare den höga precisionen vid signalbearbetning (särskilt för givarsignaler) och den höga taktfrekvensen lämpade att styra järnfria och järnutrustade synkronmotorer med låg motorinduktans (2...4 mh). 4.2 Funktioner i servopositioneringsregulatorn CMMP-AS Funktioner Set point management: - Analogue inputs - Fixed values - Synchronization - Ramp generator Position control and Interpolation Trajectories calculation: - Reference position - Motorspeed precontrol - Motorcurrent precontrol PWM M E1 E2 Power stage Motor Angle encoder 1 and 2 Position controller Speed controller Current controller X2A X2B X10 Actual value management Bild 4.1 Regleringsstruktur i CMMP-AS Festo P.BE-CMMP-AS-C20-11A-SV 1010NH 37

38 4. Funktionsöversikt Bild 4.1 visar den grundläggande regleringsstrukturen hos CMMP-AS. Strömregulator, varvtalsregulator och lägesregulator är placerade som en kaskadreglering. Strömmen kan tack vare den rotororienterade regleringsprincipen ställas in uppdelat i en aktiv del (i q ) och en reaktiv del (i d ). Därför finns det två strömregulatorer som båda är av typen PI-regulator. I Bild 4.1 i d -regulatorn visas inte i för överskådlighetens skull. De grundläggande driftsätten är vridmomentreglering med varvtalsbegränsning, varvtalsreglering med vridmomentsbegränsning och positionering. Funktioner som synkronisering och "flygande sågar" är varianter av dessa basdriftsätt Pulsbreddsmodulering (PWM) Servopositioneringsregulator CMMP-AS har möjlighet att ställa in taktfrekvensen i kretsen variabelt. För att minska kopplingsförlusterna kan man halvera taktfrekvensen för pulsbreddsmoduleringen jämfört med frekvensen i strömreglerkretsen. Servopositioneringsregulatorn CMMP-AS har dessutom en sinusmodulering eller alternativt en sinusmodulering med en tredje överton. Detta höjer den effektiva omriktarutgångsspänningen. Via parametreringsprogrammet FCT går det att välja moduleringstyp. Standardinställning är sinusmodulering. Omriktarutgångsspänning Utgångsspänning på motorplintarna U A,(sin) U LL,motor = ca 320 V eff U A,(sin+sin3x) U LL,motor = ca 360 V eff Tabell 4.1 Utgångsspänning på motorplintarna vid en mellankretsspänning = 560 V 38 Festo P.BE-CMMP-AS-C20-11A-SV 1010NH

39 4. Funktionsöversikt Börvärdeshantering I driftsätten vridmoments- och varvtalsreglering kan börvärdet ställas in med en börvärdeshantering. Följande kan väljas som börvärdeskälla: - 3 analoga ingångar: AIN 0, AIN 1 och AIN 2-3 fasta värden: 1. Värde: Inställning beror på regulatoraktiveringslogiken: - SYNC-ingång - Fast värde 1 eller - RS232-gränssnitt eller - CANopen-bussgränssnitt eller - PROFIBUS-DP-gränssnitt 2. och 3. Inställning fast värde 2 och 3 Information Om ingen börvärdeskälla är aktiverad så är börvärdet noll. I börvärdeshanteringen finns det en rampgenerator med en förkopplad adderare. Med selektorerna kan man välja bland de ovan angivna börvärdeskällorna och sedan styra via rampgeneratorn. Med två ytterligare selektorer går det att välja fler källor som börvärden, men som inte förs via rampgeneratorn. Det totala börvärdet fås genom att alla värden adderas. Rampen kan parametreras riktningsberoende vad gäller accelerations- och bromstid Vridmomentreglerad drift I vridmomentreglerad drift ställs ett bestämt börmoment in som servoregulatorn genererar i motorn. I detta fall aktiveras endast strömregulatorn eftersom vridmomentet är proportionellt mot motorströmmen. Festo P.BE-CMMP-AS-C20-11A-SV 1010NH 39

40 4. Funktionsöversikt Varvtalsreglerad drift Detta driftsätt används när motorvarvtalet ska hållas konstant oberoende av den effektiva lasten. Motorvarvtalet följer exakt varvtalet som ställs in av börvärdeshanteringen. Cykeltiden i varvtalsreglerkretsen är 250 µs för servopositioneringsregulatorn CMMP-AS. Varvtalsregulatorn fungerar som PI-regulator och har en intern upplösning på 12 bitar per varv/min. För att undvika wind-up-effekter, stoppas integreringsfunktionen när underordnade begränsningar nås. I driftsättet varvtalsreglering används strömregulatorerna och varvtalsregulatorn. Vid inställning via analoga börvärdesingångar kan man alternativt definiera en "säker nolla". Om analogbörvärdet ligger inom detta område sätts börvärdet till noll ("död zon"). På så sätt kan störningar eller drift av offsetvärden undertryckas. Funktionen med en död zon kan aktiveras och avaktiveras och dess vidd kan ställas in. Bestämningen av varvtalets ärvärde och ärpositionen görs internt i motorns givarsystem som också används för kommutering. För ärvärdesåterkoppling vid varvtalsreglering kan alla givargränssnitt väljas likvärdigt (t ex referensgivare eller motsvarande system på den externa inkrementalgivaringången). Varvtalsärvärdet för varvtalsregulatorn återförs då t ex via den externa inkrementalgivaringången. Börvärdesinställningen för varvtalet kan ställas in internt eller så kan det hämtas från ett externt givarsystems data (varvtalssynkronisering via [X10] för varvtalsregulatorn). Varvtalsmeddelande Speed setpoint Actual speed t1 t1 DOUT: Setpoint speed reached - t1 < 500 µs (t cycp ) - t2 < 500 µs (t cycp ) Bild 4.2 Varvtalsmeddelande t2 t2 40 Festo P.BE-CMMP-AS-C20-11A-SV 1010NH

41 4. Funktionsöversikt Vridmomentsbegränsad varvtalsreglering Servopositioneringsregulatorn CMMP-AS stöder en vridmomentsbegränsad, varvtalsreglerad drift med följande egenskaper: - Snabb uppdatering av gränsvärdet, t ex med 200 µs mellanrum - Addition av två begränsningskällor (t ex för förinställda värden) Synkronisering med externa taktkällor Regulatorerna arbetar med sinusformad ström. Cykeltiden är alltid fast bunden till PWM-frekvensen. För synkronisering av enhetsregleringen till externa taktkällor (t ex PROFIBUS MC) har enheten en PLL. Cykeltiden är i dessa fall variabel inom vissa gränser för att synkronisering ska kunna ske med den externa taktsignalen Lastmomentkompensation för vertikala axlar För applikationer med vertikala axlar går det att registrera och spara hållmomentet vid stillestånd. Momentet kan då användas som inkoppling till momentreglerkretsen och förbättrar startbeteendet hos axeln när hållbromsen lossats Positionering och lägesreglering I positioneringsläget är, vid sidan av driftsättet med varvtalsreglering, även en överordnad lägesregulator aktiv. Den bearbetar avvikelser från bör- och ärläget och omsätter dessa till börvärden för varvtalsregulatorn. Lägesregulatorn är av typen P-regulator. Lägesreglerkretsens cykeltid är 2 gånger varvtalsreglercykeltiden. När lägesregulatorn tillkopplas får den sina börvärden från positionerings- eller synkroniseringsstyrningen. Den interna upplösningen är upp till 32 bitar per motorvarv (beroende på använd givare). Festo P.BE-CMMP-AS-C20-11A-SV 1010NH 41

42 4. Funktionsöversikt Positionering/mål uppnått Start positioning t1 t4 t5 DIN0 - DIN3 + DIN10 & DIN11 Positioning running DOUT1: MC t2 t3 Target position Actual position t1 > 500 µs (t cycp ) Impulslängd på START-signalen t2 < 1 ms (t cycipo ) Fördröjning, tills drivenheten startar t3 = N x 1 ms (t cycipo ) t4 > 500 µs (t cycp ) Setup-tid positionsval t5 > 1 ms (t cycipo ) Hold-tid positionsval Bild 4.3 Timing positionering Målfönster uppnått + tillkopplingsfördröjning Synkronisering, elektrisk växel Servopositioneringsregulatorn CMMP-AS möjliggör master-slav-drift, nedan benämnt synkronisering. Regulatorn kan arbeta antingen som master eller som slav. När servopositioneringsregulatorn CMMP-AS arbetar som master kan den tillhandahålla sitt aktuella rotorläge till en slav via inkrementalgivarutgången [X11]. Om servopositioneringsregulatorn CMMP-AS har ett kommunikationsgränssnitt så kan den som master överföra sitt aktuella läge, varvtal, eller båda dessa värden via detta. 42 Festo P.BE-CMMP-AS-C20-11A-SV 1010NH

43 4. Funktionsöversikt Om servopositioneringsregulatorn CMMP-AS ska arbeta som slav så finns det olika ingångar för synkroniseringen. Som ingångar kan man använda en inkrementalgivare (lägessynkronisering via [X10] med varvtalsinställning för varvtalsregulatorn) eller kommunikationsgränssnittet. Varvtalsinställningen kan servopositioneringsregulatorn CMMP-AS räkna ut själv. Alla ingångar kan aktiveras/avaktiveras. Det går att stänga av den interna givaren om en annan ingång ska användas som ärvärdesgivare. Detta gäller även i driftsättet varvtalsreglering. De externa ingångarna kan viktas med växelfaktorer. De olika ingångarna kan användas en och en men även samtidigt Bromshantering Servopositioneringsregulatorn CMMP-AS kan styra en hållbroms direkt. Hållbromsen manövreras med programmeringsbara fördröjningstider. I driftsätt Positionering kan en ytterligare automatbromsfunktion aktiveras, som kopplar från slutsteget på servopositioneringsregulatorn CMMP-AS efter en parameterinställd vilotid och låter bromsen slå till. 4.3 Positioneringsstyrning Översikt I positioneringsdrift specificeras en bestämd position som motorn ska köra till. Det aktuella läget fås från informationen från den interna givarutvärderingen. Lägesavvikelsen bearbetas i lägesregulatorn och leds vidare till varvtalsregulatorn. Den integrerade positioneringsstyrning ger en ryckbegränsad eller tidsoptimal positionering relativt eller absolut till en referenspunkt. Den ger börvärden till lägesregulatorn och även till varvtalsregulatorn för att förbättra dynamiken. Vid absolut positionering körs det direkt till en inställd målposition. Vid relativ positionering körs den sträcka som har parametrerats. Ett positioneringsutrymme på 2 32 hela varv gör att det går att positionera relativt i en riktning valfritt antal gånger. Positioneringsstyrningen parametreras med en måltabell. Den innehåller poster för parametrering av ett mål via ett kommunikationsgränssnitt men även målpositioner som kan hämtas via de digitala ingångarna. För varje post går det att ställa in positioneringsmetod, körprofil, accelerations- och bromstider och maxhastigheten. Alla mål kan parametreras i förväg. Vid positioneringen behöver man då bara välja en post och sedan ge ett startkommando. Målparametrarna kan även ändras online via kommunikationsgränssnittet. För servopositioneringsregulatorn CMMP-AS går det att spara 250 positionssatser via fältbussen och 255 via I/O. Festo P.BE-CMMP-AS-C20-11A-SV 1010NH 43

44 4. Funktionsöversikt Följande går att ställa in på alla positionssatser: Målposition Körhastighet Sluthastighet Acceleration Bromsacceleration Momentförinställning Meddelande för reststräcka Extraflaggor är följande: - Relativt/relativt till senaste målet/absolut - Invänta slut/avbryt/ignorera start - Synkroniserad - Rotationsaxel: fast inställd rörelseriktning - Tillval: automatisk inbromsning om anslutningspositionering saknas - Tillval: den kontinuerliga körhastigheten under köruppdraget kan ändras via den analoga ingången - Olika alternativ för att bygga upp vägprogram Positioneringssatserna kan aktiveras via alla bussystem eller via parametreringsprogrammet FCT. Positionsförloppet kan styras via de digitala ingångarna Relativ positionering Vid relativ positionering adderas målpositionen till den aktuella positionen. En referenskörning krävs för att ställa drivenheten i ett definierat läge. Genom att ställa relativa positioneringar på rad, kan man positionera oändligt i en riktning (kedjemått), exempelvis på en kapningsenhet eller ett transportband Absolut positionering Drivenheten kör till lägesmålet oberoende av den aktuella positionen. För att en absolut positionering ska kunna utföras rekommenderar vi att drivenheten först referenskörs. Vid absolut positionering är målpositionen en fast (absolut) position baserad på nollpunkten resp referenspunkten. 44 Festo P.BE-CMMP-AS-C20-11A-SV 1010NH

45 4. Funktionsöversikt Körprofilsgenerator För körprofilerna skiljer man mellan tidsoptimal och ryckbegränsad positionering. Vid tidsoptimal positionering körs och bromsas det med den maximala accelerationen. Drivenheten kör på kortast möjliga tid till målet, hastighetsförloppet är trapetsformat och accelerationsförloppet är blockformat. Vid ryckbegränsad positionering körs en trapetsformad acceleration; hastighetsförloppet är därmed av tredje ordningen. Eftersom accelerationen ändras kontinuerligt kör drivenheten extra skonsamt för mekaniken. at time optimal jerk limit jerk limit a(t) a(t) a(t) t t t v(t) v(t) v(t) t t t Bild 4.4 Körprofiler för servopositioneringsregulator CMMP-AS; t1<t2<t3, om a max 1, a max 2, och a max 3 är lika Referenskörning Varje positioneringsstyrning kräver en definierad nollpunkt före driftstart. Denna bestäms genom en referenskörning. Servopositioneringsregulatorn CMMP-AS kan utföra denna referenskörning på egen hand. Som referenssignal utvärderar den olika ingångar, t ex ingångarna för gränslägesbrytare. En referenskörning kan startas med ett kommando via kommunikationsgränssnittet eller automatiskt vid regulatoraktiveringen. Alternativt går det även att konfigurera med hjälp av parametreringsprogrammet FCT att starten ska ske via en digital ingång. Detta för att genomföra referenskörningen avsiktligt utan att göra den beroende av regulatoraktiveringen. Regulatoraktiveringen kvitterar felmeddelanden och kan beroende på applikation också stängas av utan att en referenskörning krävs vid återaktivering. Eftersom de digitala ingångarna är upptagna i de vanliga applikationerna går det istället att använda de analoga ingångarna AIN1 och AIN2 som digitala ingångar DIN AIN1 och DIN AIN2, samt de digitala utgångarna DOUT2 och DOUT3 som digitala ingångar DIN10 och DIN11. Festo P.BE-CMMP-AS-C20-11A-SV 1010NH 45

46 4. Funktionsöversikt För referenskörningen finns flera metoder enligt CANopen-protokoll DSP402 implementerade. I de flesta metoder söks först efter en omkopplare i sökhastighet. Den fortsatta rörelsen beror på metoden och kommunikationssättet. Ramperna och hastigheterna kan parametreras för referenskörningen. Referenskörning kan även den utföras tidsoptimalt eller ryckfritt Positioneringssekvenser Positioneringssekvenser består av en följd av positionssatser. Dessa körs efter varandra. En positionssats kan genom sina vägprogramsalternativ göras till en del av ett vägprogram. På så sätt får man en sammankopplad lista av positioner: START POS1 POS13 POS19 END POS5 POS6 POS7 POS8 Bild 4.5 Vägprogram Användaren bestämmer via vägprogrammets startposition vilken positionsföljd som ska köras igenom. Principiellt är linjära eller cykliska följder möjliga. Slutet på en positionsföljd markeras med alternativet "END". Vägprogrammets startposition kan bestämmas: Startposition - Via fältbussen - Via digitala ingångar Antalet positioner i varje positioneringssekvens begränsas endast genom det totala antalet positioner som finns. 46 Festo P.BE-CMMP-AS-C20-11A-SV 1010NH

47 4. Funktionsöversikt Alla positionssatser kan användas i vägprogrammet. Följande går att ställa in på alla positionssatser: Inställningsmöjligheter - Positionsnummer för två efterföljare (fler efterföljare är möjliga vid vidarekoppling via digitala ingångar) - Fördröjningstid för framkörning - Vänta på vidarekoppling genom de digitala ingångarna efter positioneringen - Aktivera digital utgång när positionsmålet har nåtts/positionen har startats Alternativ stoppingång Den alternativa stoppingången kan avbryta den pågående positioneringen genom att aktivera den inställda digitala ingången. När den digitala ingången återkallas kommer den ursprungliga målpositionen att återtas. Eftersom de digitala ingångarna är upptagna i de vanliga applikationerna går det istället att använda de analoga ingångarna AIN1 och AIN2 samt de digitala utgångarna DOUT2 och DOUT3, som även går att använda som digital ingång. Festo P.BE-CMMP-AS-C20-11A-SV 1010NH 47

48 4. Funktionsöversikt Banstyrning med linjär interpolation Implementeringen av "interpolated position mode" möjliggör förinställning av lägesbörvärden i en applikation där regulatorn använder flera axlar. Lägesbörvärdena kommer från ett överordnat styrsystem i fasta tidsintervaller (synkroniseringsintervall). När intervallet är större än en lägesreglercykel interpolerar regulatorn datavärdena mellan två förinställda positionsvärden, som den följande bilden visar. Dessutom beräknar servopositioneringsregulatorn ett motsvarande värde för varvtalsinställningen. 1 Tidsraster lägesbörvärde 2 Cykeltid lägesreglering 3 Interpolerat positionsförlopp 4 Utfört positionsförlopp Bild 4.6 Linjär interpolation mellan två datavärden Tidssynkroniserad positionering av flera axlar Clock-synkroniseringen gör det möjligt att utföra samtidiga rörelser när flera axlar används i kombination med "interpolated position mode". Alla regulatorer i servopositioneringsregulatorn CMMP-AS, d v s hela regulatorkaskaden, synkroniseras till den externa "clock"-signalen. Aktuella positionsvärden för flera axlar registreras och utförs samtidigt utan jitter. Som "clock"-signal går det t ex att använda sync-meddelandet i ett CAN-bussystem. På detta sätt går det t ex att köra flera axlar med olika väglängder och rörelsehastigheter till målet vid samma tidpunkt. 48 Festo P.BE-CMMP-AS-C20-11A-SV 1010NH

49 5. Funktionell säkerhetsteknik 5. Funktionell säkerhetsteknik 5.1 Allmänt, avsedd användning Positioneringsregulatorerna i serie CMMP-AS stöder säkerhetsfunktionen "Safe Torque Off (STO)" och "Safe Stop 1 (SS1)" med skydd mot oväntad start enligt kraven i standarden EN 61508, SIL 2 samt EN ISO , PL d. Maskinstoppet måste utföras och säkerställas av maskinstyrningen. Detta gäller särskilt för vertikala axlar utan självhämmande mekanik eller viktutjämning. Maskintillverkaren måste genomföra en riskbedömning enligt maskindirektivet 2006/42/EG. Utgående från denna riskbedömning utformas säkerhetssystemet för hela maskinen med hänsyn till alla integrerade komponenter. Till dessa hör även de elektriska drivenheterna. Den nya standarden ISO använder för riskbedömning en förändrad riskgraf och en avvikande princip för att uppfylla kraven i jämförelse med EN Startpunkt för bedömning av åtgärd för riskminimering L Åtgärd för riskminimering på låg nivå H Åtgärd för riskminimering på hög nivå PL Nödvändig prestandanivå Bild 5.1 Riskgraf för bestämning av PL r Festo P.BE-CMMP-AS-C20-11A-SV 1010NH 49

50 5. Funktionell säkerhetsteknik Parametrar S S1 S2 F F1 F2 P P1 P2 Betydelse Grad av personskada Lätt (vanligtvis reversibel personskada) Allvarlig (vanligtvis irreversibel skada, omfattar även dödsfall) Riskexponeringens frekvens och/eller varaktighet Sällan till mindre ofta och/eller riskexponering under kort tid Ofta till kontinuerligt och/eller riskexponering under lång tid Möjlighet att undvika risker eller att begränsa personskadan Möjligt under särskilda förutsättningar Knappast möjligt Tabell 5.1 Riskparametrar Standarden EN behandlar bl a åtgärder i nödfall och definierar begreppen nödavstängning och nödstopp (se följande tabell). Åtgärd Definition (EN ) Vid fara Nöd- avstängning Nödstopp Elektrisk säkerhet i nödfall genom att den elektriska energin stängs av i hela installationen eller i en del av den. Funktionell säkerhet i nödfall genom att en maskin eller delar som rör sig stoppas. Nödavstängning ska användas vid risk för elstötar eller andra risker som har med elektricitet att göra. Nödstopp ska användas för att bromsa in en farlig process eller rörelse. Tabell 5.2 Nödavstängning och nödstopp enligt EN Standarden beskriver olika säkerhetsfunktioner som kan användas oberoende av applikationen. För positioneringsregulatorerna i serie CMMP-AS har säkerhetsfunktionerna STO och SS1 realiserats genom externa kopplingar. 50 Festo P.BE-CMMP-AS-C20-11A-SV 1010NH

51 5. Funktionell säkerhetsteknik Säkerhetsfunktion enligt EN Komponent PILZ* Frånkopplingsfunktion Stoppkategori enligt EN STO Safe Torque Off PNOZ X2P (tvångsstyrda reläutgångar: 0 2 säkerhetskontakter utan fördröjning Anslutningsmöjligheter för: Nödavstängningsknapp Gränslägesgivare för skyddsdörr Startknapp) SS1 Safe Stop 1 PNOZ XV2P (tvångsstyrda reläutgångar: 1 2 säkerhetskontakter utan fördröjning 2 säkerhetskontakter med återställningsfördröjning Anslutningsmöjligheter identiska med X2P; Fast eller inställningsbar återställningsfördröjning; Avbrytning av fördröjningstiden genom reset-knapp) Tabell 5.3 Översikt över säkerhetsfunktionen enligt EN *Eller jämförbar säkerhetsbrytare med motsvarande säkerhetskontakter. En översikt över de olika stoppkategorierna ges i tabellen nedan. Stoppkategori Typ Åtgärd 0 Okontrollerat stopp genom att energin stängs av direkt. 1 Kontrollerat stopp och avstängning av energin när maskinen är stilla. 2 Kontrollerat stopp utan avstängning av energin när maskinen är stilla. Nödavstängning eller nödstopp Nödstopp Ej lämpligt för nödavstängning eller nödstopp Tabell 5.4 Stoppkategorier Festo P.BE-CMMP-AS-C20-11A-SV 1010NH 51

52 5. Funktionell säkerhetsteknik 5.2 Integrerad funktion "STO" Varning De allmänna säkerhetsfunktionerna skyddar inte mot elektriska stötar utan endast mot farliga rörelser! Allmänt/beskrivning av "STO Safe Torque Off" Vid Safe Torque Off-funktionen (STO) avbryts energitillförseln till motorn på ett säkert sätt genom att koppla från effektstegsaktiveringen och försörjningen av effektsteget. Drivenheten kan inte generera något vridmoment respektive någon kraft och därmed inte heller några farliga rörelser. När STO-funktionen aktiveras vid en rörlig drivenhet, börjar motorn att stanna okontrollerat efter max. 3,2 ms. Samtidigt aktiveras den automatiska bromsstyrningen. Vid användning av motorer med en hållbroms, slits bromsen vid varje STO-frånkoppling. Använd därför motorer utan hållbroms vid STO. Användningsexempel för STO-funktionen är manuella ingrepp vid inställning, riggning och åtgärdande av fel. Användning av en integrerad lösning ger flera fördelar: Fördelar - Färre externa komponenter som t ex kontaktorer - Mindre ledningsdragning och platsbehov i kopplingsskåpet - Och därmed lägre kostnader Ytterligare en fördel är anläggningens tillgänglighet. Den integrerade lösningen gör att servoregulatorns mellankrets hela tiden är laddad. På så sätt uppkommer inga avgörande väntetider när anläggningen startas igen. 52 Festo P.BE-CMMP-AS-C20-11A-SV 1010NH

53 5. Funktionell säkerhetsteknik Timingdiagram STO "Safe Torque off" X3.Y.2 (24V) X3.Y.2 (0V) ON (15V) Triggering of pulse amplifier supply relay (optocoupler driver) 2. shut-down path Supply of pulse amplifiers (optocoupler driver) "Safe Torque off" Timing for activation of "Safe Torque off" with safety switchgear PNOZ. Discharge curve of electrolytic capacitors for the supply of the pulse amplifiers t OFF open Floating feedback contact for driver supply (X3.Y.5/6) t closed ON Output stage enabling (X1.Y, DIN4) t Timing of output stage enabling variable 1. shut-down path OFF Controller enabling (X1.Y, DIN5) t ON Internal output stage enabling (controlled by µp) t OFF released (24V) fixed (0V) n n=0 H Seven-segment display H Releasing motor holding brake (X6.Y.1/2) Delay until brake is released! Can be set via Festo Configuration Tool FCT Set speed "n" Ramp can be set via Festo Configuration Tool FCT t t t H t1 t2 t3 t4 t5 t6 t7 t8 t9 t10 t11 t12 t13 Bild 5.2 Timingdiagram för säkerhetsfunktion STO tx t Festo P.BE-CMMP-AS-C20-11A-SV 1010NH 53

54 5. Funktionell säkerhetsteknik Återstart efteraktiverat "säkert stopp" Innan tillkoppling sker igen, kontrollera att alla risker har åtgärdats och att anläggningen kan tas i drift igen på ett säkert sätt. Om det finns områden med åtkomst till anläggningen, måste en manuell kvittering alltid ske med den valfria knappen S2 (se kopplingsexempel). För att aktivera effektsteget för servoregulatorn CMMP-AS igen och därmed driva den anslutna motorn, måste följande steg utföras: 1. Aktiveringen av reläet som kopplar matningsspänning till effektstegsdrivaren (andra frånkopplingsvägen) sker vid tidpunkt t1 via [X3] med 24 V mellan stift 2 och stift Drivarförsörjningen laddas. 3. Den potentialfria återrapporteringskontakten ([X3] stift 5 och 6) som utför rimlighetskontrollen mellan aktiveringen av reläet för drivarförsörjningen är öppen efter max. 20 ms efter t1 (t2-t1) och drivarförsörjningen är avstängd. 4. Ca 10 ms efter att återrapporteringskontakten har öppnats så slocknar "H" på displayen vid tidpunkt t3. 5. Tidpunkten för effektstegsaktiveringen ([X1], DIN4) kan i stort sett väljas fritt (t4-t1). Aktiveringen får ske samtidigt som aktiveringen av drivarreläet, men måste ligga ca 10 µs (t5-t4) före regulatoraktiveringens stigande flank ([X1], DIN5), beroende på applikationen. 6. Med regulatoraktiveringens stigande flank vid tidpunkt t5 lossas motorns hållbroms (om en sådan finns) och den interna effektstegsaktiveringen sker. Bromsen kan endast lossas om aktiveringen av reläet för koppling av drivarförsörjningen står på tur. Eftersom det är denna som aktiverar en MOSFET som sitter i hållbromsens strömkrets. I parametreringsprogrammet går det att ställa in en startfördröjning (t6-t5) som gör att drivenheten regleras ner till varvtalet "0" under den angivna tiden. Drivenheten börjar först att köra på det inställda varvtalet när denna tid löpt till ända vid tidpunkt t6. 7. Vid tidpunkt t7 har drivenheten nått det inställda varvtalet. Rampinställningarna som behöver göras kan parametreras med parametreringsprogrammet FCT. Information Om externa krafter (t ex hängande laster) påverkar drivenheten, krävs ytterligare åtgärder (t ex mekaniska bromsar) för att undvika risker. Välj då generellt stoppfunktionen Safe Stop 1 (SS1) som gör att drivenheten stoppas kontrollerat. 54 Festo P.BE-CMMP-AS-C20-11A-SV 1010NH

55 5. Funktionell säkerhetsteknik Kopplingsexempel CMMP-AS STO Bild 5.3 Kopplingsschema säkerhetsfunktion STO med CMMP-AS Festo P.BE-CMMP-AS-C20-11A-SV 1010NH 55

56 5. Funktionell säkerhetsteknik Förklaringar till kopplingsexemplet Kopplingsexemplet visar en kombination av CMMP-AS med en säkerhetsbrytare PILZ PNOZ X2P. Som säkerhetsbrytare betecknas ett nödstopp i kombination med en skyddsdörr. Totalt får tre segment i rad kopplas. Det går även att använda en dörrpositionsomkopplare som håller skyddsdörren stängd tills drivenheten har stannat eller tills signalen "återrapportering drivarförsörjning" visar ett säkert tillstånd och rimlighetskontrollen genomförts felfritt. Tekniska data som max. ström m m finns i databladet för säkerhetsbrytarna Begäran om nödstopp, övervakning av skyddsdörr När nödstoppknappen aktiverats eller skyddsdörren öppnats, bryts båda slutarkontakterna för K1 (13, 14 och 23, 24) omedelbart. Detta leder till att effektsteget samt drivarförsörjningen via [X3] stift 2 genast deaktiveras. Åtgärder måste vidtas på anläggningen för att förhindra att skyddsdörren kan öppnas oavsiktligt. Ca 80 ms efter att PNOZ-kontakterna brutits för att koppla från drivarförsörjningen sluts återrapporteringskontakten ([X3], stift 5 och 6). Minst 30 ms efter att den potentialfria återrapporteringskontakten slutits indikeras "H" för "säkert stopp" på servoregulatorns sjusegmentsdisplay. Med den avbildade kopplingen är tvåkanalig drift med kortslutningsdetektering möjlig. Detta göra det möjligt att detektera: Jordslutningar i start- och ingångskretsen Kortslutningar i ingångskretsen/startkretsen Kortslutningar i ingångskretsen Deaktivering av effektsteget samt frånkoppling av drivarförsörjningen via [X3] stift 2 leder till att drivenheten stannar långsamt. 56 Festo P.BE-CMMP-AS-C20-11A-SV 1010NH

57 5. Funktionell säkerhetsteknik Test av säkerhetsfunktionen PILZ-enheten PNOZ X2P kontrollerar vid varje till-från-cykel på maskinen att säkerhetsanordningens reläer bryts och sluts korrekt. Via PLC måste regelbundet kontrolleras att effektstegets frånkoppling fungerar korrekt (t ex en gång i månaden). Bild 5.4 Blockkopplingsschema "Safe Torque Off" enligt EN 61508, SIL 2 Observera Om funktionen "Safe Torque Off" inte behövs måste stiften 1 och 2 på [X3] byglas. Festo P.BE-CMMP-AS-C20-11A-SV 1010NH 57

58 5. Funktionell säkerhetsteknik För "STO" enligt EN SIL 2 krävs två kanaler, vilket innebär att man med två av varandra helt oberoende och skilda vägar på ett säkert sätt förhindrar att anläggningen går igång igen. Dessa båda vägar att bryta energitillförseln till drivningen med den säkra impulsspärren, kallas frånkopplingsvägar: 1. Andra frånkopplingsvägen: 2. Andra frånkopplingsvägen: Potentialfri återrapporteringskontakt: Effektstegsaktivering via [X1] (spärrning av PWM-signaler; IGBT-drivarna aktiveras inte längre med pulsmönster). Avbrott av försörjningen till de tre effektstegs-igbt:erna via [X3] med hjälp av ett relä (IGBT-optokopplardrivarna kopplas bort från försörjningen med ett relä, vilket förhindrar att PWM-signalerna når IGBT:erna). Mellan aktiveringen av reläet för försörjning av effektstegsdrivarna och övervakningen av drivarförsörjningen görs en rimlighetskontroll i mikroprocessorn. Denna används både för att registrera fel i impulsspärren och för att undertrycka felmeddelandet E 05-2 ("Underspänning drivarförsörjning") som visas under normaldrift. Vidare har den integrerade kopplingen för "Safe Torque Off" en potentialfri återrapporteringskontakt ([X3] stift 5 och 6) för tillgång till drivarförsörjningen. Denna kontakt är av typen brytande kontakt. Den måste t ex ledas till det överordnade styrsystemet. Via PLC måste regelbundet kontrolleras att effektstegets frånkoppling fungerar korrekt (t ex en gång i månaden; bruten kontakt = drivarförsörjning befintlig). Om ett fel inträffar under rimlighetskontrollen måste styrningen förhindra en fortsatt drift, t ex genom att regulatoraktiveringen kopplas från eller att effektsteget deaktiveras av PLC:n. 58 Festo P.BE-CMMP-AS-C20-11A-SV 1010NH

59 5. Funktionell säkerhetsteknik Säker aktivering av hållbromsen Vid aktivering av funktionen "säkert stopp" kopplas hållbromsens ström bort i två kanaler (fast broms); (se blockkopplingsschemat). 1. Andra kanalen: Hållbromsen styrs under drift med DIN5 (regulatoraktivering) (se timingdiagram kapitel 1.2.2). Den 1:a frånkopplingsvägen "slutstegsaktivering" verkar via mikroprocessorn på bromsdrivaren och kopplar hållbromsen strömlös (bromsen fast). 2. Andra kanalen: Den 2:a frånkopplingsvägen "aktivering relä drivarförsörjning" verkar direkt på en MOSFET som avaktiverar hållbromsen (fast broms). Observera Användaren ansvarar för att hållbromsen är korrekt dimensionerad och att den fungerar säkert. Bromsfunktionen måste kontrolleras genom ett lämpligt bromstest. 5.3 SS1, Safe Stop Förklaring Vid funktionen "Safe Stop 1" (SS1) stoppas drivenheten reglerat och därefter bryts effektstegets försörjning. Drivenheten kan på så sätt inte generera något vridmoment respektive någon kraft och därmed inte heller utföra några farliga rörelser vid stillestånd. Festo P.BE-CMMP-AS-C20-11A-SV 1010NH 59

60 5. Funktionell säkerhetsteknik Timingdiagram SS1 "safe stop" X3.2 (24V) X3.2 (0V) ON (15V) Triggering of pulse amplifier supply relay (optocoupler driver) 2. shut-down path Supply of pulse amplifiers (optocoupler driver) "safe stop" Timing of "safe stop" activation variable. To be determined by user, e.g. by means of safety switching devices, depending on application. Discharge curve of electrolytic capacitors for the supply of the pulse amplifiers t OFF open Floating feedback contact for driver supply (X3.5/6) t closed ON Output stage enabling (X1, DIN4) t Timing of output stage enabling variable 1. shut-down path OFF Controller enabling (X1, DIN5) t ON Internal output stage enabling (controlled by µp) t OFF Released (24V) Holding brake control (X6.1/2) Delay until brake is released! Delay until brake is applied! t Fixed (0V) n Set speed "n" Can be set via FCT t Both ramps ca be set separately via FCT n=0 H Seven-segment display H t H t 1 t 2 t 3 t 4 tv = t(pnoz XV2p) Bild 5.5 Timingdiagram för säkerhetsfunktion SS1 t 5 t 6 t 7 Frånslagsfördröjningen tv påbörjas när motordrivsteget registrerat ett stillestånd. t 8 t 9 t1 0 t1 1 t1 2 t1 3 t 60 Festo P.BE-CMMP-AS-C20-11A-SV 1010NH

61 5. Funktionell säkerhetsteknik Beskrivning av timingdiagrammet Timingdiagrammet visar ett exempel med varvtalsreglering där hänsyn har tagits till regulatoraktiveringen DIN 5 på [X1]. För applikationer med fältbussar styrs regulatoraktiveringen dessutom via varje fältbuss. Även driftsättet går att parametrera med parametreringsprogrammet beroende på applikationen. Utgångsstatus: - 24 V-försörjningen är tillkopplad och mellankretsen är laddad. - Servoregulatorn befinner sig i läget "säkert stopp". Detta tillstånd visas med ett blinkande "H" på sjusegmentsdisplayen. För att aktivera servoregulatorns effektsteg igen och därmed köra den anslutna motorn så måste följande steg utföras: 1. Aktiveringen av reläet som kopplar matningsspänning till effektstegsdrivaren (andra frånkopplingsvägen) sker vid tidpunkt t1 via [X3] med 24 V mellan stift 2 och stift Drivarförsörjningen laddas. 3. Den potentialfria återrapporteringskontakten ([X3] stift 5 och 6) som utför rimlighetskontrollen mellan aktiveringen av reläet för drivarförsörjningen är öppen efter max. 20 ms efter t1 (t2-t1) och drivarförsörjningen är avstängd. 4. Ca 10 ms efter att återrapporteringskontakten har öppnats så slocknar "H" på displayen vid tidpunkt t3. 5. Tidpunkten för effektstegsaktiveringen ([X1], DIN4) kan i stort sett väljas fritt (t4-t1). Aktiveringen får ske samtidigt som aktiveringen av drivarreläet, men måste ligga ca 10 µs (t5-t4) före regulatoraktiveringens stigande flank ([X1], DIN5), beroende på applikationen. 6. Med regulatoraktiveringens stigande flank vid tidpunkt t5 lossas motorns hållbroms (om en sådan finns) och den interna effektstegsaktiveringen sker. Bromsen kan endast lossas om aktiveringen av reläet för koppling av drivarförsörjningen står på tur. Eftersom det är denna som aktiverar en MOSFET som sitter i hållbromsens strömkrets. I parametreringsprogrammet går det att ställa in en startfördröjning (t6-t5) som gör att drivenheten regleras ner till varvtalet "0" under den angivna tiden. Drivenheten börjar först att köra på det inställda varvtalet när denna tid löpt till ända vid tidpunkt t6. Startfördröjningen ställs in så att hållbromsen har lossats säkert innan rotationsrörelsen startar. För motorer utan hållbroms kan denna tid ställas in på Vid tidpunkt t7 har drivenheten nått det inställda varvtalet. Rampinställningarna som behöver göras kan parametreras med parametreringsprogrammet FCT. Festo P.BE-CMMP-AS-C20-11A-SV 1010NH 61

62 5. Funktionell säkerhetsteknik Aktivering av "Safe Stop 1" Följande steg visar hur man kan överföra en roterande drivenhet till tillståndet "säkert stopp": 1. Innan "Safe Torque Off" aktiveras (alltså relä för drivarförsörjning "FRÅN" och effektstegsaktivering "FRÅN"; båda avstängningsvägarna spärrar PWM-signalerna), måste drivenheten stannas genom att deaktivera regulatorn. Bromsrampen (t9-t8) går att ställa in med parametreringsprogrammet beroende på applikationen ("Bromsacceleration nödstopp"). 2. När varvtalet 0 har nåtts, regleras drivenheten till detta börvärde under en fallande fördröjningstid (t10-t9) som kan ställas in. Den här inställbara tiden är alltså fördröjningen innan motorns hållbroms ansätts. Denna tid beror på hållbromsen och ska ställas in av användaren. I applikationer utan hållbroms kan denna tid ställas in på När denna tid är avslutad, kopplas den interna effektstegsaktiveringen bort av mikroprocessorn (t10). Hållbromsen bromsar alltid när "bromsramptiden + den inställda fallande fördröjningstiden" har avslutats, även om drivenheten inte har hunnit stanna! 4. Efter tidpunkten t10 kan "Safe Torque Off" aktiveras (samtidig deaktivering av relä drivarförsörjning och deaktivering av effektsteget). Tiden (t11-t10) beror på applikationen och ska ställas in av användaren. 5. När aktiveringssignalen för reläet för frånkoppling av drivarförsörjningen tas bort (t11) laddas kondensatorerna ur i den här spänningsgrenen. Ca 80 ms (t12-t11) efter att aktiveringssignalen för reläet för frånkoppling av drivarförsörjningen har tagits bort sluts återrapporteringskontakten ([X3], stift 5 och 6). Vid tidpunkten t13 visas "H" på servoregulatorns sjusegmentsdisplay för att visa "säkert stopp". Detta sker minst 30 ms efter att den potentialfria återrapporteringskontakten har slutits (t13-t12) Inställning av frånkopplingsfördröjning Hållbromsens frånkopplingsfördröjning måste ställas in i FCT. Inställd tid krävs eftersom bromsen inte aktiveras genast på grund av mekaniken. Om denna tid är inställd på = 0 eller <= 10 ms, kan det hända att vertikalt hängande laster glider igenom kortvarigt. 62 Festo P.BE-CMMP-AS-C20-11A-SV 1010NH

63 5. Funktionell säkerhetsteknik Parametreringsexempel FCT Bild 5.6 Parametreringsexempel Festo P.BE-CMMP-AS-C20-11A-SV 1010NH 63

64 5. Funktionell säkerhetsteknik Kopplingsexempel CMMP-AS SS1 Bild 5.7 Kopplingsschema för säkerhetsfunktion SS1 med CMMP-AS 64 Festo P.BE-CMMP-AS-C20-11A-SV 1010NH

65 5. Funktionell säkerhetsteknik Förklaringar till kopplingsexemplet Kopplingsexemplet visar en kombination av CMMP-AS med en säkerhetsbrytare PILZ PNOZ XV2P. Som säkerhetsbrytare betecknas ett nödstopp i kombination med en skyddsdörr. Totalt får tre segment i rad kopplas. Det går även att använda en dörrpositionsomkopplare som håller skyddsdörren stängd tills drivenheten har stannat eller tills signalen "återrapportering drivarförsörjning" visar ett säkert tillstånd och rimlighetskontrollen genomförts felfritt. Tekniska data som max. ström m m finns i databladet för säkerhetsbrytarna Begäran om nödstopp, övervakning av skyddsdörr När nödstoppknappen aktiverats eller skyddsdörren öppnats, bryts slutarkontakten för K1 (13, 14) omedelbart. Det leder till att regulatorn genast deaktiveras. Detta inleds av regulatorns rampfunktion. Regulatorn bromsar in med inställd Quick Stop-fördröjning. När varvtalet 0 har uppnåtts, regleras drivenheten till detta börvärde under en fallande fördröjningstid (ty) som kan ställas in. Den här inställbara tiden är alltså fördröjningen innan motorns hållbroms ansätts. Denna tid beror på hållbromsen och ska ställas in av användaren. I applikationer utan hållbroms kan denna tid ställas in på 0. När denna tid är avslutad, kopplas den interna effektstegsaktiveringen bort av mikroprocessorn. När fördröjningstiden för PNOZ är avslutad, bryts båda fördröjningskontakterna av K1 (37, 38 och 47, 48). Därefter frånkopplas samtidigt aktiveringen av reläet för drivarförsörjning och effektstegsaktiveringen. Information Rampfunktionen för motordrivstegets Quick Stop-fördröjning övervakas inte. Åtgärder måste vidtas på anläggningen för att förhindra att skyddsdörren kan öppnas oavsiktligt. Vid användning av PILZ PNOZ XV2P är tvåkanalig drift med kortslutningsdetektering möjlig. Det gör det möjligt att detektera jordslutningar i start- och ingångskretsen, kortslutningar i ingångskretsen/startkretsen samt kortslutningar i ingångskretsen. Varning Den serielevererade motorhållbromsen eller en extern motorhållbroms, som styrs av drivenhetsregulatorn, räcker inte för att utesluta personskador! Säkra vertikala axlar ytterligare mot att falla eller sjunka ned efter att motorn kopplats från, genom t ex: - Mekanisk låsning av den vertikala axeln - Extern broms-/ uppfångnings-/ klämanordning eller - Tillräcklig viktutjämning av axeln Festo P.BE-CMMP-AS-C20-11A-SV 1010NH 65

66 5. Funktionell säkerhetsteknik Information Om nödstopp begärs måste den externa bromsen aktiveras direkt om den behöver användas. Information Hållbromsen till EMMS-AS- -RSB/-RMB är inte lämplig för bromsning av motorn och har ingen säkerhetsfunktion. Information Fördröjningstiden för PNOZ-reläet måste anpassas till applikationen (se ). Om denna fördröjningstid är för lågt inställd, utför drivenheten efter avslutad tid en STO-funktion och bromsen slits Återställning till normal drift Innan tillkoppling sker igen, kontrollera att alla risker har åtgärdats och att anläggningen kan tas i drift igen på ett säkert sätt. Om det finns områden med åtkomst till anläggningen, måste en manuell kvittering alltid utföras med den valfria knappen S Test av säkerhetsfunktionen PILZ-enheten PNOZ XV2P kontrollerar vid varje till-från-cykel på maskinen att säkerhetsanordningarnas reläer bryts och sluts korrekt. Via PLC måste regelbundet kontrolleras att effektstegets och regulatorns frånkoppling fungerar korrekt (t ex en gång i månaden). Dessutom måste kontrolleras att signalen "återrapportering för drivarförsörjning" är rimlig. 66 Festo P.BE-CMMP-AS-C20-11A-SV 1010NH

67 5. Funktionell säkerhetsteknik Bestämning av bromstid Bromstiden kan lätt bestämmas med hjälp av funktionen FCT Trace. På grund av olika belastningar kan bromstiden variera kraftigt. Fastställ värdena för maximal bromstid. För att aktivera funktionen behöver du göra nedanstående inställningar i FCT under punkten "Trace Configuration". Bild 5.8 FCT-matris för Trace Configuration De båda varvtalsvärdena registreras därefter genast i 2,55 s när du klickar på knappen. Under den här tiden deaktiverar du regulatorn och registrerar på så sätt bromstiden från mätkurvan. Mätkurvan finns under punkten "Mätdata". Festo P.BE-CMMP-AS-C20-11A-SV 1010NH 67

68 5. Funktionell säkerhetsteknik En normal mätkurva kan se ut på följande sätt. Grafiskt avläst bromstid: 210 ms. Bild 5.9 Exempel på mätkurva för bestämning av bromstid Inställning av fördröjningstid Fördröjningstiden för PILZ PNOZ XV2P kan ställas in manuellt på enheten. Fördröjningstiden måste vara större än den fastställda bromstiden. Annars skulle drivenheten inte bromsa in definierat utan okontrollerat stanna av sig själv. 68 Festo P.BE-CMMP-AS-C20-11A-SV 1010NH

69 6. Mekanisk installation 6. Mekanisk installation 6.1 Viktig information Information Servopositioneringsregulator CMMP-AS-C20-11A-P3 ska endast användas för inmontering i kopplingsskåp Monteringsläge vertikalt med insticksplats EXT1 och EXT2 uppåt Montera servopositioneringsregulatorn på plattan i kopplingsskåpet med fästplattan Monteringsutrymme: För tillräcklig ventilering av enheten krävs ett avstånd till andra komponenter på minst 100 mm både upptill och nedtill. För optimal dragning av motor-/vinkelgivarkabeln på undersidan av enheten rekommenderas ett fritt monteringsutrymme på 100 mm! Servopositioneringsregulatorerna i CMMP-AS-serien är utformade så att de vid ändamålsenlig användning och korrekt montering kan sättas upp i rad direkt på en värmeavledande monteringsvägg. Tänk på att överdriven uppvärmning kan leda till att enheten åldras i förtid eller skadas. Vid hög termisk belastning av servopositioneringsregulatorn CMMP-AS rekommenderas ett infästningsavstånd på 95 mm! Festo P.BE-CMMP-AS-C20-11A-SV 1010NH 69

70 6. Mekanisk installation H1 100 mm L1 95 mm Bild 6.1 Servopositioneringsregulator CMMP-AS: monteringsutrymme 70 Festo P.BE-CMMP-AS-C20-11A-SV 1010NH

71 6. Mekanisk installation 6.2 Olika vyer av enheten 1 Reset-knapp 2 Buss tillkopplad 3 Statusindikering 4 [X5]: Anslutning för seriellt gränssnitt RS232 5 [X1]: I/O-kommunikation 6 [X11]: Inkrementalgivarutgång 7 [X10]: Inkrementalgivaringång 8 [X4]: Anslutning för CANopen-gränssnitt 9 [X6A]: Anslutning motor aj aa ab [X6]: Anslutning motor Ready-lysdiod [X9]: Spänningsförsörjning Bild 6.2 Servopositioneringsregulator CMMP-: vy framifrån Festo P.BE-CMMP-AS-C20-11A-SV 1010NH 71

72 6. Mekanisk installation 1 Insticksplats EXT 1 och EXT2 för teknikmodulerna 1 Bild 6.3 Servopositioneringsregulator CMMP-AS-11A: Vy uppifrån 72 Festo P.BE-CMMP-AS-C20-11A-SV 1010NH

73 6. Mekanisk installation 1 [X3]: Styranslutning för reläförstärkarförsörjning (säkert stopp) och 24 V DC-försörjning 2 [X2B]: Anslutning för pulsgivaren 3 [X2A]: Anslutning för resolvern Bild 6.4 Servopositioneringsregulator CMMP-AS-11A: vy underifrån Festo P.BE-CMMP-AS-C20-11A-SV 1010NH 73

74 6. Mekanisk installation Montering Servopositioneringsregulator CMMP-AS är försedd med flänsfästen upptill och nedtill. Med dessa kan servopositioneringsregulatorn monteras lodrätt på en monteringsplatta i kopplingsskåpet. Flänsfästena är en del av kylkroppsprofilen så att värmeöverföringen till plattan i kopplingsskåpet blir så stor som möjligt. Använd skruvstorlek M6 vid infästning av servopositioneringsregulatorn CMMP-AS. L1 = 369 mm L2 = 329 mm L3 = 12,5 mm L4 = 6 mm B1 = 83 mm B2 = 41,5 mm D1 11 mm D2 7 mm H1 263 mm Bild 6.5 Servopositioneringsregulator CMMP-AS: Fästplatta 74 Festo P.BE-CMMP-AS-C20-11A-SV 1010NH

75 7. Elinstallation 7. Elinstallation 7.1 Anslutningskontakternas konfiguration Anslutningen av servopositioneringsregulatorn CMMP-AS till matningsspänningen, motorn, bromsmotståndet och hållbromsen görs enligt Bild 7.1. Bild 7.1 Anslutning till matningsspänningen och motorn Festo P.BE-CMMP-AS-C20-11A-SV 1010NH 75

76 7. Elinstallation För att driva servopositioneringsregulatorn CMMP-AS behövs det en spänningskälla på 24 V till elektroniken. Den ansluts till kontaktdon [X3] 24 V och 0 V. Försörjningsanslutningen för effektslutsteget görs valfritt på plintarna L1, L2, L3 för AC-försörjning eller på ZK+ och ZK- för DC-försörjning. Motorn ansluts till plintarna U, V, W. Motortemperaturbrytaren (PTC eller brytande kontakt) ansluts till plintarna +Mtdig och Mtdig om den leds i samma kabel som motorfaserna. Om en analog temperaturgivare (t ex KTY81) används i motorn sker anslutningen via givarkabeln till [X2A] eller [X2B]. Hur man ansluter vridvinkelgivaren till [X2A]/[X2B] via D-sub-kontakten visas förenklat i Bild 7.1. PE-anslutningen på servopositioneringsregulatorn CMMP-AS måste anslutas till driftsjord. Servopositioneringsregulator CMMP-AS:s ledningar ska först anslutas fullständigt. Först därefter får matningsspänningen till mellankretsen och försörjningen till elektroniken tillkopplas. Servopositioneringsregulatorn CMMP-AS skadas om matningsspänningens poler ansluts fel, matningsspänningen är för hög eller om anslutningarna till matningsspänningen och motorn förväxlas. Maximal längd för signalledningarna får inte överskrida 30 m! 7.2 CMMP-AS komplett systemet Ett helt system för servopositioneringsregulator CMMP-AS visas i Bild 7.2. Följande komponenter behövs för att driva servopositioneringsregulatorn: Komponenter - Huvudströmbrytare nät - Jordfelsbrytare på 300 ma (RCD) som reagerar på olika strömtyper - Automatsäkring - Spänningsförsörjning 24 V DC - Servopositioneringsregulator CMMP-AS - Motor och motorkabel För parametreringen krävs en PC med seriell anslutningskabel. I nätmatningsledningen ska en trefas automatsäkring 25 A med trög karakteristik (B25) användas. 76 Festo P.BE-CMMP-AS-C20-11A-SV 1010NH

77 7. Elinstallation 1 Huvudströmbrytare 1 2 Automatsäkring 3 Spänningsförsörjning 24 V DC 2 4 Externt bromsmotstånd 5 PC 3 6 Motor EMMS-AS med pulsgivare 7 CMMP-AS Bild 7.2 Komplett CMMP-AS med motor och PC Festo P.BE-CMMP-AS-C20-11A-SV 1010NH 77

78 7. Elinstallation 7.3 Anslutning: Spänningsförsörjning [X9] 24 V DC-strömförsörjningen sker via [X3]. Nätspänningsförsörjningen är av 3-fastyp. Alternativt till en AC-matning resp vid en mellankretskoppling så går det att ordna en direkt DC-matning för mellankretsen Utförande på enheten [X9] - PHOENIX Power-Combicon 11-polig, PC 4/11-G-7,62-bk Motkontakt [X9] - PHOENIX Power-Combicon 11-polig, PC 4 HV/11-ST-7,62-bk Kontaktkonfiguration [X9] Stift nr Beteckning Värde Specifikation 1 L1 3 x V AC [± 10 %] Nät fas 1 2 L Hz [± 10 %] Nät fas 2 3 L3 Nät fas 3 4 PE - Anslutning av skyddsledare från nätet 5 ZK+ < 700 V DC Alternativ försörjning: 6 Positiv mellankretsspänning 7 ZK- < 700 V DC Alternativ försörjning: 8 Negativ mellankretsspänning 9 BR-EXT < 800 V DC Anslutning av externt bromsmotstånd 10 BR-CH < 800 V DC Bromschopperanslutning för - internt bromsmotstånd mot BR-INT - externt bromsmotstånd mot BR-EXT 11 BR-INT < 800 V DC Anslutning av internt bromsmotstånd (bygel mot BR-CH om det interna motståndet används) Tabell 7.1 Kontaktkonfiguration [X9] 78 Festo P.BE-CMMP-AS-C20-11A-SV 1010NH

79 7. Elinstallation Om inget externt bromsmotstånd används, måste stift 10 och stift 11 byglas så att mellankretsens snabburladdning fungerar! För större bromsledningar ska ett externt bromsmotstånd anslutas [X9]. 7.4 Anslutning: Motor [X6] och [X6A] Utförande på servopositioneringsregulatorn [X6] - PHOENIX Power-Combicon 4-polig, PC 4/4-G-7,62-bk Utförande på servopositioneringsregulatorn [X6A] - PHOENIX Mini-Combicon 6-polig, MC 1,5/6-STF-3,81-bk Motkontakt [X6] - PHOENIX Power-Combicon 4-polig, PC 4 HV/4-STF-7,62-bk - Kodning till STIFT1 (BR-) Motkontakt [X6A] - PHOENIX Mini-Combicon 6-polig, MC 1,5/6-GF-3,81-bk Kontaktkonfiguration [X6] Stift nr Beteckning Värde Specifikation 1 U V eff Anslutning av de tre motorfaserna 2 V A eff (med 3:e harmonisk överton) 3 W Hz 4 PE Anslutning av motorns PE-ledare Tabell 7.2 Kontaktkonfiguration [X6]Anslutning: Motor Festo P.BE-CMMP-AS-C20-11A-SV 1010NH 79

80 7. Elinstallation Kontaktkonfiguration [X6A] Stift nr Beteckning Värde Specifikation 1 MT+ +5 V / 5 ma Temperaturgivare, motortemperatur: Brytande kontakt, 2 MT- GND slutande kontakt, PTC 3 PE Skärm för motortemperaturövervakning 4 PE Skärm för motorns hållbroms 5 BR+ 24 V broms, max. 2 A Hållbroms (motor), signalnivån beror på 6 BR- 0 V broms kopplingsläget, high side-/low side-omkopplare Tabell 7.3 Kontaktkonfiguration [X6A] Anslutning: Motortemperaturövervakning och hållbroms Motorkabelns kabelskärm ska dessutom anslutas med hela tvärsnittet till regulatorhuset med skärmplint SK Anslutningsanvisningar Via plintarna ZK+ och ZK- går det att sammankoppla mellankretsarna på flera servopositioneringsregulatorer CMMP-AS. Kopplingen av mellankretsarna är intressant i applikationer där höga bromsenergier förekommer eller där rörelser måste utföras vid spänningsbortfall. Till plintarna BR+ och BR- går det att ansluta en hållbroms till motorn. Hållbromsen matas med ström från servopositioneringsregulatorns strömförsörjning. Observera den maximala utgångsströmmen som servopositioneringsregulatorn CMMP-AS har. Innan hållbromsen lossas måste säkerställas att spänningstoleransen för hållbromsens plintar följs. Följ uppgifterna i Tabell A.7. Eventuellt måste ett relä kopplas mellan regulatorn och hållbromsen, som visas i Bild 7.3: 80 Festo P.BE-CMMP-AS-C20-11A-SV 1010NH

81 7. Elinstallation Br+ Br- ARS CMMP-AS 2100 Resistor and capacitor for spark extinguishing +24 V power supply GND power supply +24 V brake free-wheeling diode Motor GND brake Bild 7.3 Anslutning av en hållbroms med hög strömförbrukning (> 2A) till enheten När induktiva likströmmar kopplas via reläer bildas starka strömmar med gnistbildning. För avstörning rekommenderar vi integrerade RC-nät, t ex från Evox RIFA, beteckning: PMR205AC6470M022 (RC-nät med 22 Ω i serie med 0,47 uf). Festo P.BE-CMMP-AS-C20-11A-SV 1010NH 81

82 7. Elinstallation 7.5 Anslutning: I/O-kommunikation [X1] Kapitel visar den principiella funktionen för de digitala och analoga in- och utgångarna. På höger sida visas servopositioneringsregulatorn CMMP-AS, till vänster styrsystemets anslutning. Kabelns utförande går också att se. Det finns två olika potentialområden på servopositioneringsregulatorn CMMP-AS: Analoga in- och utgångar: 24 V-in- och utgångar: Alla analoga in- och utgångar hör till AGND. AGND är ansluten internt till GND, referenspotentialen för styrenheten till C och AD-omvandlare i servopositioneringsregulatorn. Detta potentialområde är galvaniskt isolerat från 24 V-området och från mellankretsen. Dessa signaler hör till 24 V-matningsspänningen för servopositioneringsregulatorn CMMP-AS som tillförs via [X3] och är isolerade från styrenhetens referenspotential genom optokopplare. Servopositioneringsregulatorn CMMP-AS har en differentiell (AIN0) och två single ended analogingångar, som är dimensionerade för ingångsspänningar 10 V. Ingångarna AIN0 och #AIN0 leds till styrsystemet via tvinnade ledningar (av typen twisted pair). Om styrsystemet har utgångar av typen single ended ansluts utgången till AIN0 och #AIN0 ansluts till styrsystemets referenspotential. Om styrsystemet har differentiella utgångar så ska dessa kopplas 1:1 till differensingångarna på servopositioneringsregulatorn CMMP-AS. Referenspotentialen AGND ansluts till styrsystemets referenspotential. Detta är nödvändigt för att inte differensingången på servopositioneringsregulatorn CMMP-AS ska kunna överstyras av höga "common mode-störningar". Det finns två analoga monitorutgångar med utgångsspänningar i området 10 V och en utgång för en referensspänning på +10 V. Dessa utgångar kan ledas vidare till det överordnade styrsystemet; referenspotentialen AGND ska i så fall också följa med. Om styrsystemet har differentiella ingångar, ansluts "+"-ingången på styrsystemet till utgången på servopositioneringsregulatorn CMMP-AS och "-"-ingången på styrsystemet till AGND Utförande på enheten [X1] - D-subkontakt, 25-polig, honkontakt Motkontakt [X1] - D-subkontakt, 25-polig, stift - Hus för 25-polig D-subkontakt med låsskruvar 4/40 UNC 82 Festo P.BE-CMMP-AS-C20-11A-SV 1010NH

83 7. Elinstallation Kontaktkonfiguration [X1] Stift nr Beteckning Värde Specifikation 1 AGND 0 V Skärm för analoga signaler, AGND 14 AGND 0 V Referenspotential för analoga signaler 2 AIN0 U Till = 10 V 15 #AIN0 R I 30 kω 3 AIN1 U Till = 10 V 16 AIN2 R I 30 kω Börvärdesingång 0, differentiell, maximalt 30 V ingångsspänning Börvärdesingångar 1 och 2, single ended, maximalt 30V ingångsspänning 4 +VREF +10 V Referensutgång för börvärdespotentiometer 17 AMON0 10 V Analogmonitor 0 5 AMON1 10 V Analogmonitor V 24 V / 100 ma 24V-matning, leds igenom 6 GND24 GND Referenspotential för digitala I/O:s 19 DIN0 POS Bit0 Målval positionering Bit0 7 DIN1 POS Bit1 Målval positionering Bit1 20 DIN2 POS Bit2 Målval positionering Bit2 8 DIN3 POS Bit3 Målval positionering Bit3 21 DIN4 FG_E Ingång för effektstegsaktivering 9 DIN5 FG_R Ingång regulatoraktivering 22 DIN6 END0 Ingång gränslägesbrytare 0 (spärrar n > 0) 10 DIN7 END1 Ingång gränslägesbrytare 1 (spärrar n < 0) 23 DIN8 START Ingång för startpositionering 11 DIN9 SAMP Höghastighetsingång 24 DOUT0 / REDO 24 V / 100 ma Utgång, driftsberedskap 12 DOUT1 24 V / 100 ma Utgång, fritt programmerbar 25 DOUT2 24 V / 100 ma Utgång, fritt programmerbar 13 DOUT3 24 V / 100 ma Utgång, fritt programmerbar Tabell 7.4 Kontaktkonfiguration: I/O-kommunikation [X1] Festo P.BE-CMMP-AS-C20-11A-SV 1010NH 83

84 7. Elinstallation Kabelns typ och utförande [X1] Kapitel visar kabeln [X1] mellan servopositioneringsregulatorn CMMP-AS och styrsystemet. Denna kabel har två kabelskärmar. Den yttre kabelskärmen läggs på PE på båda sidor. I servopositioneringsregulatorn CMMP-AS är D-subkontaktens kontakthus anslutet till PE. Om metalliska D-Subkontakthus används, sätts kabeln enkelt fast under dragavlastaren. Ofta räcker det men en oskärmad kabeldragning för 24 V-signalerna. Vid starka störningar i omgivningen och om långa ledningar används (l > 2 m) mellan styrsystemet och servopositioneringsregulatorn CMMP-AS måste skärmade styrledningar användas. Maximal längd för signalledningarna får inte överskrida 30 m! Trots att de analoga ingångarna på servopositioneringsregulatorn CMMP-AS är av differentiell typ rekommenderar vi inte en oskärmad dragning av de analoga signalerna. Störningar från t ex kopplande kontaktorer eller effektstegsstörningar från omriktare kan nå höga amplituder. De kopplar in sig på de analoga signalerna och orsakar common mode-störningar som kan leda till avvikelser i de analoga mätvärdena. Vid kortare ledningslängder (l < 2 m, ledningsdragning inne i kopplingsskåpet) räcker det med den yttre dubbelsidiga PE-skärmen för att driften ska bli störningsfri. För bästa möjliga störningsundertryckning på de analoga signalerna ska ledarna för de analoga signalerna skärmas separat. Denna inre kabelskärm ansluts på ena sidan till AGND (stift 1 resp 14) på servopositioneringsregulatorn CMMP-AS. Den kan anslutas på båda sidor för att koppla samman styrsystemets referenspotentialer med servopositioneringsregulatorn CMMP-AS. Stiften 1 och 14 är direkt sammankopplade i regulatorn Anslutningsanvisningar [X1] De digitala ingångarna är konstruerade för styrspänningar på 24 V. Tack vare den höga signalnivån är störtåligheten hög hos dessa ingångar. Servopositioneringsregulatorn CMMP-AS tillhandahåller en 24 V-hjälpspänning som får belastas med maximalt 100 ma. På så sätt går det att styra ingångarna direkt med omkopplare. Självklart är även en styrning möjlig via 24 V-utgångarna på en PLC. De digitala utgångarna är av typen "high side-omkopplare". Det betyder att de 24 V i servopositioneringsregulatorn CMMP-AS kopplas aktivt till utgången. Laster som lampor, reläer etc. kopplas alltså från utgången till GND24. De fyra utgångarna DOUT0 till DOUT3 kan belastas med maximalt 100 ma vardera. Utgångarna kan även ledas direkt till 24 V-ingångarna på en PLC. 84 Festo P.BE-CMMP-AS-C20-11A-SV 1010NH

85 7. Elinstallation Control system CMMP-AS AIN0 #AIN0 Pin No. X1 AIN0 2 AGND #AIN0 15 AIN1 / AIN2 AIN1 3 AIN2 16 AGND +VREF 4 +VREF +15V AGND 14 AMON0 17 AMON1 5 AGND AGND 14 AMONx 1 AGND AGND 100 ma max! +24VDC VDC GND AGND DIN0 19 DINx DIN9 11 GND ma max! DOUT0 DOUT DOUTx +24VDC GND GND24 6 GND GND24 GND24 PE Connector housing PE Bild 7.4 Principkopplingsschema anslutning [X1] Festo P.BE-CMMP-AS-C20-11A-SV 1010NH 85

86 7. Elinstallation 7.6 Anslutning: STO och SS1 Säkerhetsfunktionerna beskrivs i kapitel Utförande på enheten [X3] - PHOENIX Mini-Combicon MC 1,5/6-STF-3,81-bk Motkontakt [X3] - PHOENIX Mini-Combicon MC 1,5/ 6-GF-3,81-bk Kontaktkonfiguration [X3] Stift nr Beteckning Värde Specifikation 1 24 V 24 V DC / 2,8 A 24 V DC-försörjning för styrenhet (0,8 A) och hållbroms (2 A) (utan säkerhetsteknik enligt kategori 3: bygel stift 1 och 2) 2 REL 0 V/24 V DC Aktivering och återställning av reläet som avbryter drivarmatningen 3 0 V GND 24 V DC Referenspotential för 24 V DC-matning och för PLC Används inte 5 NC1 Max 25 V AC / 6 NC2 60 V DC / 2 A Potentialfri återrapporteringskontakt för drivarmatning, brytande kontakt Tabell 7.5 Kontaktkonfiguration [X3] 86 Festo P.BE-CMMP-AS-C20-11A-SV 1010NH

87 7. Elinstallation 7.7 Anslutning: Resolver [X2A] Utförande på enheten [X2A] - D-subkontakt, 9-polig, honkontakt Motkontakt [X2A] - D-subkontakt, 9-polig, stift - Hus för 9-polig D-subkontakt med låsskruvar 4/40 UNC Kontaktkonfiguration [X2A] Stift nr Beteckning Värde Specifikation 1 S2 3,5 V eff /5 10 khz 6 S4 R i > 5 k 2 S1 3,5 V eff /5 10 khz 7 S3 R i > 5 k SINUS-spårsignal, differentiell COSINUS-spårsignal, differentiell 3 AGND 0 V Skärm för signalpar (inre skärm) 8 MT- GND Referenspotential temperaturgivare 4 R1 7 V eff /5 10 khz I A 150 ma eff Bärvågssignal för resolver 9 R2 GND 5 MT+ +3,3 V / R i =2 k Temperaturgivare, motortemperatur, brytande kontakt, Tabell 7.6 Kontaktkonfiguration [X2A] PTC, KTY etc. - Den yttre skärmen måste alltid anslutas till PE (kontakthus) på regulatorsidan. - De inre skärmarna måste läggas på ena sidan på servopositioneringsregulatorn CMMP-AS på stift 3 på [X2A]. Festo P.BE-CMMP-AS-C20-11A-SV 1010NH 87

88 7. Elinstallation 7.8 Anslutning: Pulsgivare [X2B] Utförande på enheten [X2B] - D-SUB-kontakt, 15-poligt uttag Motkontakt [X2B] - D-subkontakt, 15-polig, stift - Hus för 15-polig D-subkontakt med låsskruvar 4/40 UNC Kontaktkonfiguration analog pulsgivare [X2B] Stift nr Beteckning Värde Specifikation 1 MT+ +3,3 V / Ri=2 k Temperaturgivare, motortemperatur, brytande kontakt, PTC 9 U_SENS+ 5 V V / Givarledningar för givarförsörjning 2 U_SENS- R I 1 k 10 US 5 V/12 V/ 10 % I max. = 300 ma Matningsspänning för högupplösande inkrementalgivare 3 GND 0 V Referenspotential givarförsörjning och motortemperaturgivare COS_Z1*) 1 V SS / 10 % COSINUS Kommuteringssignal (differentiell) från 5 #COS_Z1*) R I 120 högupplösande inkrementalgivare 13 SIN_Z1*) 1 V SS / 10 % SINUS Kommuteringssignal (differentiell) från 6 #SIN_Z1*) R I 120 högupplösande inkrementalgivare 14 COS_Z0 *) 1 V ±10 % SS COSINUS spårsignal (differentiell) från den 7 #COS_Z0 *) R I 120 Ω högupplösande inkrementalgivaren 15 SIN_Z0 *) 1 VSS ±10 % SINUS spårsignal (differentiell) från den högupplösande 8 #SIN_Z0 *) R I 120 Ω inkrementalgivaren *) Heidenhain-givare: A=SIN_Z0; B=COS_Z0, C=SIN_Z1, D=COS_Z1 Tabell 7.7 Kontaktkonfiguration: Analog inkrementalgivare 88 Festo P.BE-CMMP-AS-C20-11A-SV 1010NH

89 7. Elinstallation Kontaktkonfiguration pulsgivare med seriellt gränssnitt (t ex EnDat, HIPERFACE) [X2B] Stift nr Beteckning Värde Specifikation 1 MT+ +3,3 V / Ri=2 k Temperaturgivare, motortemperatur, brytande kontakt, 9 U_SENS+ 5 V V / 2 U_SENS- R I 1 k 10 US 5 V/12 V/ 10 % I max. = 300 ma PTC Givarledningar för givarförsörjning Matningsspänning för högupplösande inkrementalgivare 3 GND 0 V Referenspotential givarförsörjning och 11 R 0,2 V... 0,8 V SS SS 4 #R 120 Ω 12 DATA 5 V SS R I #DATA 13 SCLK 5 V SS R I #SCLK 14 COS_Z0 *) 1 V SS ±10 % 7 #COS_Z0 *) R I 120 Ω 15 SIN_Z0 *) 1 V SS ±10 % 8 #SIN_Z0 *) R I 120 Ω *) Heidenhain-givare: A=SIN_Z0; B=COS_Z0 motortemperaturgivare Nollimpuls spårsignal (differentiell) från den högupplösande inkrementalgivaren Bidirektionell RS485-dataledning (differentiell) (EnDat, HIPERFACE) Taktutgång RS485 (differentiell) (EnDat) COSINUS spårsignal (differentiell) från den högupplösande inkrementalgivaren SINUS spårsignal (differentiell) från den högupplösande inkrementalgivaren Tabell 7.8 Kontaktkonfiguration: Inkrementalgivare med seriellt gränssnitt, t ex EnDat Festo P.BE-CMMP-AS-C20-11A-SV 1010NH 89

90 7. Elinstallation Kontaktkonfiguration digital pulsgivare [X2B] Stift nr Beteckning Värde Specifikation 1 MT+ +3,3 V / Ri=2 k Temperaturgivare, motortemperatur, brytande kontakt, PTC 9 U_SENS+ 5 V V / Givarledningar för givarförsörjning 2 U_SENS- R I 1 k 10 US 5 V/12 V/ 10 % I max. = 300 ma Matningsspänning för högupplösande inkrementalgivare 3 GND 0 V Referenspotential givarförsörjning och motortemperaturgivare 11 N 2 V... 5 V SS SS Nollimpuls RS422 (differentiell) från den högupplösande 4 #N R I 120 Ω inkrementalgivaren 12 H_U 0 V / 5 V Fas U hallgivare för kommutering 5 H_V R I 2 k Fas V hallgivare för kommutering 13 H_W till VCC Fas W hallgivare för kommutering 6 14 A 2 V... 5 V SS SS A Spårsignal RS422 (differentiell) från digital 7 #A 120 Ω inkrementalgivare R I 15 B 2 V... 5 V SS SS B Spårsignal RS422 (differentiell) från digital 8 #B 120 Ω inkrementalgivare R I Tabell 7.9 Kontaktkonfiguration: Digital inkrementalgivare - Den yttre skärmen måste alltid anslutas till PE (kontakthus) på regulatorsidan. 90 Festo P.BE-CMMP-AS-C20-11A-SV 1010NH

91 7. Elinstallation 7.9 Anslutning: Inkrementalgivaringång [X10] Utförande på enheten [X10] - D-subkontakt, 9-polig, honkontakt Motkontakt [X10] - D-subkontakt, 9-polig, stift - Hus för 9-polig D-subkontakt med låsskruv 4/40 UNC Kontaktkonfiguration [X10] Stift nr Beteckning Värde Specifikation 1 A/CLK 5 V / R I 120 Inkrementalgivarsignal A / stegmotorsignal CLK pos. polaritet enligt RS422 6 A# / CLK# 5 V / R I 120 Inkrementalgivarsignal A / stegmotorsignal CLK neg. polaritet enligt RS422 2 B/DIR 5 V / R I 120 Inkrementalgivarsignal B / stegmotorsignal DIR pos. polaritet enligt RS422 7 B# / DIR# 5 V / R I 120 Inkrementalgivarsignal B / stegmotorsignal DIR neg. polaritet enligt RS422 3 N 5 V / R I 120 Inkrementalgivare nollimpuls N pos. polaritet enligt RS422 8 N# 5 V / R I 120 Inkrementalgivare nollimpuls N neg. polaritet enligt RS422 4 GND - Referens GND för givaren 9 GND - Skärm till anslutningskabeln 5 VCC +5 V 5 %, 100 ma Extra matning, får belastas med maximalt 100 ma, men är kortslutningssäker! Tabell 7.10 Kontaktkonfiguration [X10]: Inkrementalgivaringång Kabelns typ och utförande [X10] Vi rekommenderar givaranslutningsledningar som har inkrementalgivarsignaler som är parvis tvinnade och där paren är skärmade ett och ett. Festo P.BE-CMMP-AS-C20-11A-SV 1010NH 91

92 7. Elinstallation Anslutningsanvisningar [X10] Via ingången [X10] går det att bearbeta både inkrementalgivarsignaler och pulsriktningssignaler, som genereras av reglerkretskort för stegmotorer. Ingångsförstärkaren på signalingången är dimensionerad för att bearbeta differentiella signaler enligt gränssnittsstandarden RS422. Andra signaler och nivåer (t ex 5 V singleended eller 24 V HTL från en PLC) kan bearbetas. Kontakta din återförsäljare Anslutning: Inkrementalgivarutgång [X11] Utförande på enheten [X11] - D-subkontakt, 9-polig, honkontakt Motkontakt [X11] - D-subkontakt, 9-polig, stift - Hus för 9-polig D-subkontakt med låsskruv 4/40 UNC Kontaktkonfiguration [X11] Stift nr Beteckning Värde Specifikation 1 A 5 V / R A 66 *) Inkrementalgivarsignal A 6 A# 5 V / R A 66 *) Inkrementalgivarsignal A# 2 B 5 V / R A 66 *) Inkrementalgivarsignal B 7 B# 5 V / R A 66 *) Inkrementalgivarsignal B# 3 N 5 V / R A 66 *) Inkrementalgivare nollimpuls N 8 N# 5 V / R A 66 *) Inkrementalgivare nollimpuls N# 4 GND - Referens GND för givaren 9 GND - Skärm till anslutningskabeln 5 VCC +5 V 5 %, 100 ma Hjälpförsörjning, får belastas med maximalt *) Angivelsen för R A betecknar det differentiella utgångsmotståndet. 100 ma, men är kortslutningssäker! Tabell 7.11 Kontaktkonfiguration [X11]: Inkrementalgivarutgång Utgångsförstärkaren på signalutgången genererar differentiella signaler (5 V) enligt gränssnittsstandarden RS422. En enhet kan styra upp till 32 andra regulatorer. 92 Festo P.BE-CMMP-AS-C20-11A-SV 1010NH

93 7. Elinstallation 7.11 Anslutning: CAN-buss [X4] Utförande på enheten [X4] - D-subkontakt, 9-polig, stift Motkontakt [X4] - D-subkontakt, 9-polig, honkontakt - Hus för 9-polig D-subkontakt med låsskruvar 4/40 UNC Kontaktkonfiguration [X4] Stift nr Beteckning Värde Specifikation 1 Används inte 6 GND 0 V CAN-GND, galvaniskt ansluten till GND i regulatorn 2 CANL *) CAN-Low signalkabel 7 CANH *) CAN-High signalkabel 3 GND 0 V CAN-GND, galvaniskt ansluten till GND i regulatorn 8 Används inte 4 Används inte 9 Används inte 5 Skärm PE Anslutning till kabelskärm *) externt termineringsmotstånd 120 krävs i båda ändarna av bussen. Vi rekommenderar motstånd med metallskikt med 1 % tolerans i storlek Tabell 7.12 Kontaktkonfiguration CAN-buss [X4] Anslutningsanvisningar [X4] Information Om regulatorn ska anslutas via en CAN-buss är det viktigt att du läser följande information och anvisningar för att systemet ska arbeta stabilt och utan störningar. Vid en felaktig anslutning kan det bli störningar på CAN-bussen som leder till att regulatorn stängs av av säkerhetsskäl. CAN-bussen erbjuder ett enkelt och störningsfritt sätt att sammanlänka alla komponenter i en anläggning med varandra. En förutsättning är dock att man följer alla anvisningar nedan som avser anslutningen. Festo P.BE-CMMP-AS-C20-11A-SV 1010NH 93

94 7. Elinstallation Bild 7.5 Anslutningsexempel för CAN-bussen 1. De enskilda noderna i nätverket sammanbinds i princip linjeformigt, så att CAN-kabeln vidarekopplas från regulator till regulator (se Bild 7.5). 2. På båda ändarna av CAN-busskabeln måste det sitta exakt ett termineringsmotstånd på 120 ± 5 %. Ofta sitter det redan ett sådant termineringsmotstånd i CAN-kretskortet eller i PLC:n som man måste ta hänsyn till. 3. Till anslutningen måste man använda skärmad kabel med exakt två tvinnade ledarpar. 4. Ett av de tvinnade ledarparen används för att ansluta CAN-H och CAN-L. 5. Det andra ledarparet används gemensamt för CAN-GND. 6. Kabelns skärm leds till CAN-Shield-anslutningarna på alla noder. 7. Vi rekommenderar inte att man använder mellankontakter vid CAN-bussanslutningen. Om dessa måste användas är det viktigt att man använder kontakthus av metall så att kabelskärmen ansluts. 8. För att hålla kopplade störningar så låga som möjligt ska - motorkablar inte dras parallellt med signalledningar - motorkablar vara utförda enligt specifikationen från Festo - motorkabeln vara korrekt avskärmad och jordad 9. För mer information om hur man utför en störningsfri CAN-bussinstallation hänvisar vi till Controller Area Network protocol specification, version 2.0 från Robert Bosch GmbH, Festo P.BE-CMMP-AS-C20-11A-SV 1010NH

95 7. Elinstallation 7.12 Anslutning: RS232/COM [X5] Utförande på enheten [X5] - D-subkontakt, 9-polig, honkontakt Motkontakt [X5] - D-subkontakt, 9-polig, honkontakt - Hus för 9-polig D-subkontakt med låsskruvar 4/40 UNC Kontaktkonfiguration [X5] Stift nr Beteckning Värde Specifikation 1 Används inte 6 Används inte 2 Rx 10 V / R I > 2 k Mottagningsledning, RS232-specifikation 7 Används inte 3 Tx 10 V / R A < 2 k Sändledning, RS232-specifikation 8 Används inte 4 +RS485 Reserverad för alternativ RS485-drift 9 RS485 Reserverad för alternativ RS485-drift 5 GND 0 V Gränssnitt GND, galvaniskt ansluten till digitaldelens GND Tabell 7.13 Kontaktkonfiguration RS232-gränssnitt [X5] Festo P.BE-CMMP-AS-C20-11A-SV 1010NH 95

96 7. Elinstallation 7.13 Information för säker installation enligt EMCdirektivet Förklaringar och begrepp Direktivet om elektromagnetisk kompatibilitet, på engelska EMC (electromagnetic compatibility) eller EMI (electromagnetic interference), omfattar följande krav: Störtålighet Emission En tillräcklig störtålighet i en elektrisk anläggning eller en elektrisk apparat mot elektriska, magnetiska eller elektromagnetiska störningar som kommer utifrån via kablar eller via luften. En tillräckligt låg emission av elektriska, magnetiska eller elektromagnetiska störningar från en elektrisk anläggning eller en elektrisk apparat som påverkar andra apparater i omgivningen via kablar och via luften Anslutningsanvisningar Motorkabelns skärm måste dras under CMMP-AS:s centrala kabelklämma. På änden på Festos motorkabel finns det redan ett sådant anslutningsband. Vid längre längder ska särskilda EMK-skyddsåtgärder vidtas. Varning Alla PE-skyddsledare måste av säkerhetsskäl ovillkorligen anslutas innan maskinen startas. Försök upprätta jordförbindelser mellan maskin och monteringsplatta med så stor yta som möjligt för att undvika högfrekvensfel i så stor utsträckning som möjligt. 96 Festo P.BE-CMMP-AS-C20-11A-SV 1010NH

97 7. Elinstallation Allmänt om EMC Störningsemissionen och störtåligheten för en servopositioneringsregulator beror alltid på drivenhetens totala sammansättning. Enheten består av följande komponenter: Komponenter - Spänningsförsörjning - Servopositioneringsregulator - Motor - Elektromekanik - Utförande och typ av ledningsdragning - Överordnat styrsystem För att höja störtåligheten och minska emissionen sitter det redan motordrossel och nätfilter i servopositioneringsregulatorn CMMP-AS. Detta innebär att servopositioneringsregulatorn CMMP-AS kan användas i de flesta applikationer utan extra skärm- och filterelement. Servopositioneringsregulatorn CMMP-AS uppfyller alla krav i den för elektriska drivsystem gällande produktstandarden EN Oftast krävs inga externa filter (se nedan). Försäkran om överensstämmelse med EMC-direktivet kan erhållas från Festo EMC-områden: Miljö ett och två Servopositioneringsregulatorn CMMP-AS uppfyller alla bestämmelser i produktstandarden EN , förutsatt att monteringen och dragningen av alla anslutningskablar utförts korrekt. I denna standard nämns inte längre "gränsvärdesklasser", utan så kallade miljöer. Information Miljö ett omfattar nät som är anslutna till bostadshus och miljö två omfattar nät som endast är anslutna till industrifastigheter. För servopositioneringsregulator CMMP-AS gäller: EMC-typ Område Uppfyllande av EMC-kraven Emission Miljö två (industri) Motorkabellängd upp till 25 m utan externa filteråtgärder Om längre motorledningar m används ska ett lämpligt nätfilter sättas dit. Störtålighet Miljö två (industri) Oberoende av motorkabellängd Tabell 7.14 EMC-krav: Miljö ett och två Festo P.BE-CMMP-AS-C20-11A-SV 1010NH 97

98 7. Elinstallation Kabeldragning enligt EMC-kraven Ta hänsyn till följande när du installerar ett drivsystem som uppfyller EMC-kraven (se även kapitel 7 Elinstallation, sidan 75): 1. För att hålla mängden läckström och förluster i motoranslutningskabeln så små som möjligt ska servopositioneringsregulatorn CMMP-AS placeras så nära motorn som möjligt (se även nästa kapitel Drift med långa motorkablar, sidan 99). 2. Motor- och vinkelgivarkablar måste vara skärmade. 3. Motorkabelns skärm ansluts till huset till servopositioneringsregulatorn CMMP-AS (skärmplintar, fjäderklämma). Skärmen ska också anslutas till den tillhörande servopositioneringsregulatorn så att läckströmmen kan flyta tillbaka till den regulator som orsakar problemet. 4. Anslut PE-anslutningen på nätsidan till den centrala PE-anslutningspunkten på matningsanslutningen [X9]. 5. Anslut motorkabelns PE-innerledare till den centrala PE-anslutningspunkten på motoranslutningen [X6]. 6. Signalkablarna ska befinna sig så långt som möjligt ifrån effektkablarna. De ska inte dras parallellt. Om kablarna måste korsa varandra ska korsningen i möjligaste mån dras vinkelrätt, d v s i 90 vinkel. 7. Signal- och styrkablar utan skärm får inte användas. Om sådana ändå behövs ska de åtminstone vara tvinnade. 8. Även kablar med skärm har oundvikligen korta bitar utan skärm i vardera änden (om inte kontakthus med skärm används). L1 : Avisolerad: 30 mm L3: Motortemperaturgivare och hållbroms: 140 mm L2: 70 mm L4: Motorfas och motorskyddsledare: 90 mm Varning FARA! Alla PE-skyddsledare måste av säkerhetsskäl ovillkorligen anslutas innan maskinen startas. Föreskrifterna i EN och EN avseende skyddsjord måste följas vid installationen! 98 Festo P.BE-CMMP-AS-C20-11A-SV 1010NH