Motordrivsteg SFC DC. Manual. Motordrivsteg med fältbussgränssnitt CANopen. Typ SFC DC VC... CO. Manual sv 1005b [ ]

Transkript

1 Motordrivsteg SFC DC Manual Motordrivsteg med fältbussgränssnitt CANopen Typ SFC DC VC... CO Manual sv 1005b [ ]

2

3 Innehåll och allmännsäkerhetsföreskrifter Original de Utgåva sv 1005b Beteckning P.BE SFC DC CO SV Artikelnr (Festo AG&Co. KG, D73726 Esslingen, 2010) Hemsida: E post: service_international@festo.com Detta dokument får inte utan vårt tillstånd utlämnas till obehöriga eller kopieras, ej heller får dess innehåll delges obehöriga eller utnyttjas. Överträdelse medför skadeståndskrav. Alla rättigheter förbehålls, särskilt rätten att inlämna patent, bruksmönster eller mönsteransökningar. I

4 Innehåll och allmännsäkerhetsföreskrifter CANopen, CiA och TORX är registrerade varumärken hos respektive varumärkesinnehavare i vissa länder. II

5 Innehåll och allmännsäkerhetsföreskrifter Innehållsförteckning Avsedd användning Säkerhetsföreskrifter Målgrupp Service Leveransinnehåll Viktiga användaranvisningar Information om motordrivsteget SFC DC Information om versionen Produktspecifika begrepp och förkortningar CANopen specifika begrepp och förkortningar IX X XI XI XI XII XIV XV XVI XIX 1. Systemöversikt Positionering med elektromekaniska drivenheter Komponenter Styr och reglerfunktioner Driftsäkerhet Uppbyggnad för SFC DC Måttreferenssystem Referenspunkter och arbetsområde Tecken och riktningar Referenskörning Fältbusskommunikation FHPP och DS Datautbyte i CANopen Dataprofiler FHPP och DS Montering Allmän information Drivstegets dimensioner Montering av drivsteg Anvisningar för montering av elektromekaniska drivenheter III

6 Innehåll och allmännsäkerhetsföreskrifter 3. Installation Installationsöversikt Spänningsförsörjning Jordning Motoranslutning Seriellt gränssnitt Ingång för extern referensgivare Styrsystem Anslutning av fältbussen Fältbusskabel Fältbussens överföringshastighet och längd Information om fältbussanslutning Anslutning med fältbusskontakter från Festo Anslutning med andra D subkontakter Bussterminering med termineringsmotstånd Installera termineringsmotstånd vid användning av adapter Manöverpanelen (endast SFC DC... H2...) Manöverpanelens uppbyggnad och funktion Menysystemet Öppna huvudmenyn Val av ett menykommando Aktivera manöverpanelen [HMI control] Menyn [Diagnostic] Menyn [Positioning] Referenskörning [Positioning] [ Homing] Positionssatser [Positioning] [Move posit. set]/[demo posit. tab] Menyn [Settings] Drivenhetstyp [Settings] [Axis type] Drivenhetsparametrar [Settings] [Axis parameter] Referenskörningsparametrar[Settings] [Homing parameter] Positionssatstabell [Settings] [Position set] Lösenord [Settings] [Password edit] Bussparametrar [Settings] [CAN parameter] IV

7 Innehåll och allmännsäkerhetsföreskrifter 5. Idrifttagning Förberedelser för idrifttagning Kontrollera nätanslutningen Kontrollera drivenheten Allmänna anvisningar för idrifttagning Idrifttagning med manöverpanelen (endast typ SFC DC... H2...) Inställning av drivenhetstyp Inställning av parametrar för referenskörning Starta referenskörning Lära in nollpunkt och programändlägen Positionering med positionssatser Lär in positionssatser Provkörning Inställning av CAN parametrar Idrifttagning med Festo Configuration Tool Installation och start av Festo Configuration Tool Tillvägagångssätt vid idrifttagning med Festo Configuration Tool Idrifttagning på en CANopen master Allmänt om CANopen Översikt över idrifttagning på fältbussen Konfiguration av CANopen mastern Kommunikation PDO mapping Festos profil för manövrering och positionering (FHPP) Driftsätt som stöds Uppbyggnad av cykliska I/O data (FHPP standard) Beskrivning av I/O data (satsval) Beskrivning av I/O data (direktkommando) Beskrivning av kontrollbyte CCON, CPOS, CDIR Beskrivning av statusbyte SCON, SPOS, SDIR (RSB) Exempel till I/O data V

8 Innehåll och allmännsäkerhetsföreskrifter 5.6 Förloppskontroll enligt FHPP standard Referenskörning Joggdrift Inlärning via fältbuss Satsval (positioneringsdrift) Direktkommando (positioneringsdrift, kraftdrift) Stilleståndsövervakning Statusmaskin FHPP Skapa driftsberedskap Positionering Driftsanvisningar Diagnos och felindikering Diagnosmöjligheter Statusindikeringar med lysdioder Felmeddelanden Översikt Beskrivning av fel och varningar Diagnosminne Diagnos via CANopen Nodeguarding Emergency Messages Diagnos via parameterkanal A. Teknisk bilaga A 1 A.1 Tekniska data A 3 A.2 Tillbehör A 5 A.3 Omvandling av måttenheter A 7 VI

9 Innehåll och allmännsäkerhetsföreskrifter B. Referens Festo Handling and Positioning Profile (FHPP) B 1 B.1 Festo parameterkanal (FPC) B 3 B.1.1 Uppbyggnad av cykliska I/O data (FHPP FPC) B 3 B.1.2 Kommandoidentifiering, svarsidentifiering och felnummer B 5 B.1.3 Regler för bearbetning av kommandosvar B 8 B.1.4 Exempel på parameterinställning B 10 B.2 Referensparametrar enligt FHPP B 12 B.2.1 Parametergrupper B 12 B.2.2 Objektöversikt (parameternummer (PNU) B 13 B.2.3 Återgivning av parameterinmatningar B 17 B.2.4 Enhetsdata Standard Parameter B 18 B.2.5 Enhetsdata Utökade parametrar B 19 B.2.6 Diagnos B 22 B.2.7 Processdata B 26 B.2.8 Satslista B 28 B.2.9 Projektdata Allmänt B 33 B.2.10 Projektdata Kraftdrift B 36 B.2.11 Projektdata inlärning B 37 B.2.12 Projektdata Joggdrift B 38 B.2.13 Projektdata Direktkommando (positioneringsdrift) B 41 B.2.14 Projektdata Direktkommando (kraftdrift) B 42 B.2.15 Drivenhetsparametrar för elektromekaniska drivenheter 1 Mekanik B 44 B.2.16 Drivenhetsparametrar för elektromekaniska drivenheter 1 Referenskörning B 50 B.2.17 Drivenhetsparametrar för elektromekaniska drivenheter 1 Regulator B 52 B.2.18 Drivenhetsparametrar för elektromekaniska drivenheter 1 Elektron. märkskylt B 58 B.2.19 Drivenhetsparametrar för elektromekaniska drivenheter 1 Stilleståndsövervakning B 60 VII

10 Innehåll och allmännsäkerhetsföreskrifter C. Referens CANopen och Command Interpreter (CI) C 1 C.1 Översikt CANopen objekt C 3 C.1.1 Återgivning av parameterinmatningar C 9 C.1.2 Communication Profile Area (1xxxh) C 10 C.1.3 Manufacturer Specific Profile Area (2xxxh) C 18 C.1.4 DS 402: Standardised Device Profile Area (6xxxh) C 27 C.2 Statusmaskin enligt DS C 42 C.3 Dataöverföring för kommandotolk C 47 C.3.1 Tillvägagångssätt C 47 C.3.2 CI kommandonas uppbyggnad C 49 C.3.3 Datakontroll C 53 C.4 CI objekt C 55 C.4.1 Objektöversikt (index, subindex) C 55 C.4.2 Återgivning av parameterinmatningar C 60 C.4.3 Ytterligare CI objekt C 61 D. Sökordsförteckning D 1 VIII

11 Innehåll och allmännsäkerhetsföreskrifter Avsedd användning Motordrivsteget (Single Field Controller, drivsteg för kontroll av enskilda drivenheter) av typ SFC DC... CO fungerar som positioneringssystem och positionsregulator för den elektromekaniska minisliden av typ SLTE, det elektromekaniska gripdonet av typ HGPLE samt gripdon och vridmoduler av typ GEH och DEF av fabrikat Sommer med aktivering via fältbussen CANopen. Fältbussgränssnittet stöder Festos fältbussprofil för hantering och positionering (FHPP) och möjliggör alternativt användning av profil DS 402 som definierats av CIA. De Säkerhetstekniska" anvisningarna och användnings föreskrifterna för de aktuella komponenterna och modulerna måste följas. Följ även säkerhetsanvisningarna i bruksanvisnin Drehmodulgarna för de komponenter som används. SFC DC och de moduler och kablar som ansluts ska endast användas enligt följande: på avsett sätt endast inom industrin i originaltillstånd utan egna modifieringar. Endastdeombyggnader och förändringar som beskrivs i produktdokumentationen är godkända. i tekniskt felfritt tillstånd. Vid anslutning av i handeln förekommande tillsatskomponenter, som t.ex. givare och aktuatorer, skaangivna gränsvärden för tryck, temperaturer, elektriskadata, moment etc. följas. Beakta de normer som anges i respektive kapitel samt gällande arbetarskyddsföreskrifter och nationella bestämmelser. IX

12 Innehåll och allmännsäkerhetsföreskrifter Säkerhetsföreskrifter Vid idrifttagning och programmering av positioneringssystem ska säkerhetsföreskrifterna i den här beskrivningen följas samt i beskrivningarna för de övriga komponenterna som används. Användaren måste se till att inga personer befinner sig i närheten av anslutna aktuatorer eller drivsystemet. Riskområdet måste märkas med lämpliga avspärrningar eller varningsskyltar. Varning Elektromekaniska linjärenheter kan förflyttas med stor kraft och hastighet. Kollisioner kan leda till svåra personskador eller till att komponenter förstörs. Se till att ingen kan sticka in händerna i området kring linjärenheterna eller kring andra anslutna aktuatorer och att inga föremål finns i rörelseområdet så länge systemet är anslutet till en kraftkälla. Vid användning i säkerhetsapplikationer krävs ytterliga skyddsåtgärder. I Europa måste t.ex. de standarder som anges i EG maskindirektivet följas. Om inga ytterligare åtgärder vidtas enligt föreskrivna minimikrav lämpar sig inte produkten som säkerhetsrelevant del av styrsystem. Varning Fel i parameterinställningen kan leda till personskador och materiella skador. Aktivera inte regulatorn förrän drivsystemet har installerats och ställts in korrekt. X

13 Innehåll och allmännsäkerhetsföreskrifter Målgrupp Denna beskrivning vänder sig enbart till yrkeskunniga inom styr och reglerteknik som har erfarenhet av installation, idrifttagning, programmering och diagnos av positioneringssystem. Service Kontakta närmaste Festo serviceavdelning eller mejla till följande e postadress vid eventuella tekniska problem: service_international@festo.com Leveransinnehåll I leveransen av motordrivsteget SFC DC ingår: Motordrivsteg, med manöverpanel som tillval Användarpaket på CD skiva: Manualer Festo Configuration Tool med plugin programmet SFC DC Snabböversikt Följande tillbehör finns (se bilaga A.2): Anslutningskablar och fältbusskontakter Fästelement Manual i pappersformat XI

14 Innehåll och allmännsäkerhetsföreskrifter Viktiga användaranvisningar Riskkategorier Denna manual innehåller anvisningar om möjliga faror som kan uppträda vid felaktig användning av produkten. Anvisningarna är märkta med ett signalord (Varning,Observera, Information), texterna är skuggade och dessutom märkta med ett piktogram. Vi skiljer mellan följande typer av riskanvisningar: Varning... innebär att svåra person och sakskador kan uppstå, ominte anvisningen följs. Observera... innebär att person och sakskador kan uppstå, ominteanvisningen följs. Information... innebär att sakskador kan uppstå, om inte anvisningen följs. Dessutom markerar det efterföljande piktogrammet textavsnitt, som beskriver aktiviteter med elektrostatiskt känsliga komponenter: Elektrostatiskt känsliga komponenter: Felaktig hantering kan leda till att enheten skadas. XII

15 Innehåll och allmännsäkerhetsföreskrifter Märkning av speciella informationer Följande piktogram markerar textavsnitt som innehåller speciella informationer: Piktogram Information: Rekommendationer, tips och hänvisningar till andra informationskällor. Tillbehör: Uppgifter om nödvändigt eller lämpligt tillbehör till Festos produkt. Miljö: Information om miljövänlig användning av Festo produkterna. Textmarkeringar Listpunkter markerar aktiviteter som kan genomföras i valfri ordningsföljd. 1. Siffror markerar aktiviteter som skall genomföras i ordningsföljd. Citationstecken markerar allmänna uppräkningar. XIII

16 Innehåll och allmännsäkerhetsföreskrifter Information om motordrivsteget SFC DC Denna beskrivning innehåller information om funktionssätt, montering, installation, idrifttagning och diagnos av elektriska positioneringsmotorer med motordrivsteget SFC DC... CO med fältbussgränssnitt CANopen. Information om komponenter, t.ex. minisliden SLTE... eller referensgivaren, finns i bruksanvisningen som medföljer respektive produkt. Ämnesområde Benämning Innehåll Användarpaket med snabbhandledning och Manualer FCT med PlugIn SFC DC på CD skiva Beskrivning Hjälpsystem för mjukvaran Bruksanvisningar Ytterligare manualer P.BE SFC DC UDOK Motordrivsteg SFC DC med CANopen gränssnitt P.BE SFC DC CO... Hjälpen Festo Configuration Tool (ingår i FCT programvaran). Minislid typ SLTE..., Gripdon typ HGPLE..., Drivenheter av fabrikat Sommer. Motordrivsteg SFC DC medandra kommunikationsgränssnitt P.BE SFC DC IO..., P.BE SFC DC PB..., etc. Snabbhandledning: Viktig information om idrifttagning och översiktsinformation. Beskrivningar: Innehåll enligt nedanstående beskrivning. FCT med PlugIn SFC DC: FestoConfiguration Tool med anpassad PlugIn SFC DC. Installation, idrifttagning och diagnos av elektromekaniska linjärenheter med motordrivsteget SFC DC med kommunikation via CANopen. Funktionsbeskrivningar till konfigurationsprogrammet Festo Configuration Tool. Montering och idrifttagning av den elektriska drivenheten. Installation, idrifttagning och diagnos av linjärenheter med motordrivsteget SFC DC med kommunikation via I/O gränssnitt resp. via motsvarande fältbuss. Tab.0/1: Dokumentation till SFC DC XIV

17 Innehåll och allmännsäkerhetsföreskrifter Information om versionen Hårdvaruversionen ger versionsinformation om elektroniken i SFC DC. Versionsnumret för det fasta programmet ger versionsinformation om operativsystemet i SFC DC. Så här hittar du uppgifter om versionsnummer: Hårdvaruversion och version av fast program anges i Festo Configuration Tool under Enhetsinformation" när enheten är ansluten till SFC DC Version av fast program på manöverpanelen under [Diagnostic] [SW Information]. Version av fast program fr.o.m. Vilka nya funktioner finns det? Vilket FCT PlugIn? V4.02 Motordrivsteg med CANopen gränssnitt typ SFC DC... CO från hårdvaruversion 2.0 kan hantera 1) elektromekaniska minislider, t.ex. SLTE 10.../SLTE elektromekaniska gripdon, t.ex. typ HGPLE elektromekaniska gripdon och vridmoduler av fabrikat Sommer Dessutom stöds användardefinierade slaglängder, kuggväxelvarianter, och spindelstigningar för specialutföranden. Utökade parametrar, se bilaga B. V2.00 Motordrivsteg med CANopen gränssnitt typ SFC DC... CO, stöder elektromekaniska minislider, t.ex. SLTE 10.../SLTE elektromekaniska gripdon, t.ex. typ HGPLE Kraftreglerings för gripdon med extra parametrar. Ändrade objekt: 2040h, 2041h (tidigare 6067h, 6068h). Nedladdning av fast program möjlig via FCT. V1.10 Motordrivsteg med CANopen gränssnitt typ SFC DC... CO, stöder elektromekaniska minislider, t.ex. SLTE / SLTE fr.o.m. SFC DC V3.0.0 fr.o.m. SFC DC V2.3.0 fr.o.m. SFC DC V ) Stöd för ytterligare drivenheter är under utveckling. De drivenheter som stöds för närvarande framgår av [Axis type] på manöverpanelen (se kapitel 4.5, Tab.4/15 och Tab.4/16) resp. FCT PlugIn (inställningar för drivenhetstyp" och dimension"). Tab.0/2: Versioner av fast program XV

18 Innehåll och allmännsäkerhetsföreskrifter Produktspecifika begrepp och förkortningar Följande produktspecifika begrepp och förkortningar används i den här beskrivningen. Fältbusspecifika förkortningar, se Tab.0/4 nedan. Begrepp/förkortning 0 signal 1 signal Drivenhet Driftsätt Drivsystem Drivsteg EMC Festo Configuration Tool (FCT) Festo Handling and Positioning Profile (FHPP) Festo Parameter Channel (FPC) FHPP standard HGPLE... Betydelse 0 V signal på in eller utgången (positiv logik, motsvarar LOW). 24 V signal på in eller utgången (positiv logik, motsvarar HIGH). Mekanisk komponent i en drivenhet som överför drivkraften för rörelsen. En drivenhet möjliggör montering och kontroll av arbetslasten och montering av en referensgivare. Typ av kontrollsätt eller internt driftsätt för drivsteget. Typ av kontrollsätt: satsval, direktkommando Regulatorns driftsätt: Position Profile Mode, Profile Torque Mode... Fördefinierade förlopp: Homing Mode, Demo Mode... Komplett aktuator bestående av motor, pulsgivare och drivenhetet, med tillvalsväxel, ev. med drivsteg. Den elektromekaniska minisliden SLTE är en integrerad enhet som består av motor, pulsgivare, växel och minislid. Innehåller effektelektronik + regulator + positioneringssystem, analyserar givarsignaler, beräknar rörelser och krafter och upprätthåller spänningsförsörjning till motorn via effektelektroniken. Elektromagnetisk kompatibilitet. Program med enhetlig projekt och datahantering för alla enhetstyper som stöds. Respektive enhets karakteristiska egenskaper stöds av plugin program med nödvändiga beskrivningar och dialogrutor. Enhetlig fältbussdataprofil för positioneringssystem från Festo. Parameteråtkomst enligt Festo Handling und Positioning Profil" (I/OMessaging, om så önskas med ytterligare 8 byte I/O) Definierar förloppskontroll enligt Festo Handling and Positioning Profil" (I/O Messaging 8 byte I/O) Typbeteckning, elektromekaniskt gripdon. XVI

19 Innehåll och allmännsäkerhetsföreskrifter Begrepp/förkortning HMI I O I/O Inlärningsläge (Teach mode) Joggdrift Kraftdrift (Profile Torque Mode) Matningsspänning, logikspänning MMI Nollpunkt (AZ) Positioneringsdrift (Profile Position Mode) Projektnollpunkt (PZ) (Project Zero point) Pulsgivare Referenskörning Referenskörning (Homing mode) Betydelse Human Machine Interface (människa maskin gränssnitt (MMI)), t.ex.manöverpanelen med LCD display och manöverknappar. Ingång. Utgång. In och/eller utgång. Driftsätt för inställning av positioner genom att köra till målpositionen, t.ex. vid generering av positionssatser. Manuell körning i positiv eller negativ riktning (gäller endast fältbussvarianter för SFC DC via fältbussen resp. endast med FCT eller manöverpanelen). Driftsätt för att utföra ett direkt kommando för kraftkontroll (open loop transmission control) genom att reglera motorströmmen. Lastspänningen försörjer drivstegets effektelektronik och därmed motorn. Logikspänningen försörjer drivstegets utvärderings och kontrollogik. Människa/maskin gränssnitt, se HMI". Referenspunkt för programändlägena och för projektnollpunkten PZ. Nollpunkten AZ definieras av ett förinställt avstånd (offset) till referenspunkten REF. Driftsätt för att utföra en positionssats eller ett direkt kommando för positionsreglering (closedlooppositioncontrol) Referenspunkt för alla positioner vid positioneringskommandon. Projektnollpunkten PZ utgör basen för alla absoluta positionsangivelser (t.ex. i positionssatstabellen eller vid direkt kontroll via styrsystems /diagnosgränssnitt). PZ definieras av ett inställbart avstånd (offset) till nollpunkten. På SFC DC: magnetisk impulsgivare (inkrementalgivare). Elektriskasignaler genereras och skickas till drivsteget, som beräknar positionen och hastigheten utifrån de mottagna signalerna. Positionering som fastställer referenspunkten och därmed basen för drivenhetens måttreferenssystem. Definition av drivenhetens måttreferenssystem XVII

20 Innehåll och allmännsäkerhetsföreskrifter Begrepp/förkortning Referenskörningsmetod Referenspunkt (REF) Referensgivare SLTE... PLC Positionssats Programändläge Betydelse Metod för att fastställa referenspositionen: mot fast anslag (överströms /hastighetsutvärdering) eller med referensgivare. Referenspunkt för det inkrementella mätsystemet. Referenspunkten definierar ett känt läge respektive en känd position inom drivenhetens förflyttningssträcka. Extern givare som fastställer referenspunkten och ansluts direkt till drivsteget. Typbeteckning, elektromekanisk minislid. Styrsystem med programmerbart minne; kort: styrsystem (ävenipc:industri PC). Körkommando som är definierat i positionssatstabellen och består av målposition, positioneringssätthastighet och acceleration. Programmerbar slaglängdsbegränsning (referenspunkt = nollpunkt) Programändläge, positivt: max. gränsposition för rörelsen i positiv riktning; får inte överskridas vid positioneringar. Programändläge, negativt: min. gränsposition i negativ riktning; får inte underskridas vid positioneringar. Tab.0/3: Begrepp och förkortningar för SFC DC XVIII

21 Innehåll och allmännsäkerhetsföreskrifter CANopen specifika begrepp och förkortningar Begrepp/förkortning 0x1234 eller 1234h BCD EDS LSB MSB Termineringsmotstånd Betydelse Hexadecimala tal är markerade med 0x" framför eller med h" bakom. Binärkodat decimaltal (binary coded decimal) Electronic Data Sheet innehåller de specifika egenskaperna för slaven (t.ex. antal I/O, parametrar osv.). Least Significant Bit (bit med lägst värde) Most Significant Bit (bit med högst värde) Motstånd för att minimera signalreflektioner. Termineringsmotstånd måste vara installerade respektive tillkopplade vid bussegmentens kabeländar. Tab.0/4: Förteckning över begrepp och förkortningar för CANopen XIX

22 Innehåll och allmännsäkerhetsföreskrifter XX

23 Systemöversikt Kapitel 1 1 1

24 1. Systemöversikt Innehållsförteckning 1.1 Positionering med elektromekaniska drivenheter Komponenter Styr och reglerfunktioner Driftsäkerhet Uppbyggnad för SFC DC Måttreferenssystem Referenspunkter och arbetsområde Tecken och riktningar Referenskörning Fältbusskommunikation FHPP och DS Datautbyte i CANopen Dataprofiler FHPP och DS

25 1. Systemöversikt 1.1 Positionering med elektromekaniska drivenheter Motordrivsteget av typ SFC DC... CO med fältbussgränssnitt CANopen möjliggör positionering av den anslutna elektromekaniska drivenheten: Enligt Festo Handling and Positioning Profile: Via satsval: I max 31 positionssatser (+referenskörning) med separat inställbar hastighet, acceleration och retardation. Via direktkommando: Positioneringskommandot förs över direkt i I/O telegrammet via fältbussen med motsvarande börvärden. Enligt enhetsprofilen DS 402 från användarorganisationencia. Parameterinställning och idrifttagning av SFC DC kan utföras på följande sätt: Direkt via manöverpanelen (endast SFC DC... H2...). Via RS232 gränssnittet (med FCT programmet). Via fältbuss (se kapitel 5.4 ff). Anslutningen till en överordnad PLC/IPC under drift sker via fältbussen CANopen. 1 3

26 1. Systemöversikt Manöverpanel (endast SFC DC... H2...) Via manöverpanelen är alla funktioner som krävs för idrifttagning, parameterinställning, diagnos och manövrering åtkomliga direkt på SFC DC... Positionssatser och parametrar kan redigeras via menyfönster på manöverpanelen. När positionerings systemet är komplett monterat kan man med hjälp av Teach In funktioner enkelt köra till positioner och spara dessa i positionssatstabellen. Information om manöverelementen och om manöver panelens menystruktur finns i kapitel 4, beskrivning av idrifttagning med manöverpanelen från kapitel 5.2 och framåt. Festo Configuration Tool (FCT) Festo Configuration Tool (förkortas FCT) är den programplattform som används för konfiguration och idrifttagning av olika komponenter eller enheter från Festo. FCT består av följande delar: En plattform som programstart och åtkomstpunkt med enhetlig projekt och datahantering för alla enhetstyper som kan användas. Ett plugin program som är anpassat till respektive enhetstyp (t.ex. SFC DC) med nödvändiga beskrivningar och dialogrutor. Plugin programmen hanteras och startas från plattformen. Med hjälp av plugin programmet SFC DC för FCT genomförs alla nödvändiga steg för idrifttagning av en SFC DC. I kapitel ges en översikt över idrifttagning med FCT. Hjälpen till FCT innehåller fullständig information om hur Festo Configuration Tool används. De enhetsspecifika plugin programmen har egna hjälpfiler. 1 4

27 1. Systemöversikt Funktioner Manöver panel FCT Fältbuss Parameter inställning Välja drivenhetstyp och relaterade parametrar Ladda upp/ner konfigurationsdata Spara olika konfigurationer i projekt x x x x x x Idrifttagning Referenskörning Joggdrift Inlärning av positioner Manövrering i enkelsteg Start och avbrott av positioneringsförlopp vid idrifttagning Utökade testfunktioner t.ex. statusindikeringar Test resp. demonstration av positionssatser x (x) x x (x) x x x x x x x x x x x x x x x Satsval Generering av en positionssatstabell för positioneringsdrift med satsnummer, målposition, positioneringssätt hastighet, Acceleration, retardation Utförande av en positionssats x x x x x x Direktkommando Parameterinställning av direktkommando för positionerings och kraftdrift Utförande av ett direktkommando x x x x Diagnos/service Avläsning och visning av diagnosdata Avläsning och visning av felbufferten x x x x x Tab.1/1: Alternativ för idrifttagning Funktioner 1 5

28 1. Systemöversikt Alla värden anges resp. visas enligt det måttsystem som angetts för Festo Configuration Tool eller manöverpanelen. Måttenheter Åtkomst via: Manöverpanel FCT Fältbuss x x x Elektro Metriska Metriska måttenheter, mekanisk t.ex mm, mm/s, mm/s 2 minislid, gripdon Tum 1) Brittiska/amerikanska t.ex. inch, inch/s, inch/s 2 måttenheter, Inkrement Måttenheter som är x t.ex. inc, inc/s, inc/s 2 inkrementbaserade, Vridmodul (grader) Måttenheter i grader, t.ex., /s, /s 2 x x Inkrement Måttenheter som är x t.ex. inc, inc/s, inc/s 2 inkrementbaserade, 1) Endast med FCT, måste fastställa när ett projekt skapas. Inställningen av måttenheterna påverkar endast visningen i Festo Configuration Tool. I SFC DC sparas alla parametrar normalt i inkrement (inc, inc/s, inc/s 2...) och omvandlas först när de matas in eller läses. Mått som överförts direkt via fältbuss eller RS232 är inkrementbaserade (omvandling,sebilaga A.3). 1 6

29 1. Systemöversikt 1.2 Komponenter 1 Överordnat styrsystem/ fältbussmaster 1 2 Programnivå: Festo Configuration Tool 3 Drivstegsnivå: SFC DC 4 Motordrivenhetsnivå (t.ex. SLTE) Bild1/1: Princip för ett elektromekaniskt positioneringssystem med SFC DC... CO 1 7

30 1. Systemöversikt Följande komponenter krävs för uppbyggnad av en elektromekanisk drivenhet med SFC DC: Drivsteg Drivenhet SFC DC, med manöverpanel om så önskas Elektromekanisk drivenhet med motor, tillbehör och ev. ytter ligare komponenter till drivenheten, t.ex. fästelement etc. SFC DC stöder följande drivenheter (se även Information om versionen", Tab.0/2). Drivenheter som stöds SLTE... Beskrivning Elektromekanisk minislid typ SLTE... Godkänt monteringsläge Valfritt HGPLE... Elektromekaniskt gripdon Valfritt GEH6..., DEF... Elektromekaniska gripdon och vridmoduler av fabrikat Sommer. Valfritt Annat Endast enligt överenskommelse med Festo. Nätaggregat Spänningsförsörjning kabel Motorkabel Fältbusskontakt med fältbusskabel Programmeringskabel Referensgivare För logik och matningsspänning: 24 V DC för tillförsel av matningsspänning till SFC DC (setillbehör,bilaga A.2). för anslutning av drivenheten till SFC DC (setillbehör,bilaga A.2). för informationsöverföring mellan överordnat styrsystem och SFC DC (se tillbehör, bilaga A.2). för informationsöverföring mellan PC och SFC DC... (setillbehör, bilaga A.2). om så önskas: lämplig givare (brytande) som referensgivare, t.ex. av typen SMT 10. Till positioneringssystemen tillhandahåller Festo lämpliga tillbehör, som är anpassade till drivpaketen (sefestossortiment resp. katalog). 1 8

31 1. Systemöversikt 1.3 Styr och reglerfunktioner I positioneringsdrift specificeras en bestämd position som motorn ska köra till. Den aktuella positionen registreras med den interna inkrementalgivaren (magnetisk pulsgivare). Positionen erhålls från den negativa utväxlingen och spindelns stigning. Positionsavvikelse bearbetas i positionsregulatorn och leds vidare till varvtalsregulatorn. 1 Drivsteg SFC DC 3 2 Regulator 3 Börvärdesgenerator 4 Positionsregulator 5 Varvtalsregulator P PI P M 6 Strömregulator Effektsteg 1 8 Signalomvandlare Bild1/2: Förenklad reglerteknisk illustration av kaskadregleringsfunktionen Drivsteget har i huvudsak följande uppgifter: Kontroll via FHPP eller DS 402, Bestämning av börvärden, Reglering av följande storheter: position, hastighet, acceleration, ström (kraft). 1 9

32 1. Systemöversikt Profile Position Mode Profile Torque Mode Homing Mode Positioneringsdrift Driftsätt för att utföra en positionssats eller ett direkt positioneringskommando med positionsreglering (closedloop position control). Målpositionen bestämmer till vilken position drivenhetsregulatorn ska köra. Målpositionen tolkas antingen som absolut eller relativ. Den inställda målpositionen överförs till börvärdesgeneratorn. Generatornskapar ett positionsbörvärde för positionsregulatorn. Vid positionsreglering tas hänsyn till den aktuella inställningen för hastighet, acceleration, bromsretardation etc. Kraftdrift Kraftkontroll (open loop transmission control) genom reglering av motorströmmen. I detta driftsätt får regulatorn ett extra momentbörvärde (relativt motorströmmen). Kraftkontrollen sker indirekt via regleringen av motorströmmen. Alla kraft och momentangivelser utgår från motorns nominella moment resp. märkström. Positioneringskörning för referenskörning av det mekaniska referenssystemet. Följande funktioner är tillgängliga via manöverpanelen för SFC DC... H2... för idrifttagning, test eller demonstration: Positioneringskörning för bestämning av målpositionen för en positionssats (Teach läge) Positioneringskörning för test av alla positionssatser i positionssatstabellen (Demo posit. tab.) Positioneringskörning för test av en bestämd positionssats i positionssatstabellen (Move posit. set). 1 10

33 1. Systemöversikt 1.4 Driftsäkerhet Driftsäkerheten garanteras med ett omfattande givarsystem och ett flertal övervakningsfunktioner: Temperaturövervakning (mätning av effektslutstegets temperatur), Spänningsövervakning, registrering av: fel i logikspänningsförsörjningen, underspänning i lastspänningsförsörjningen, I 2 t övervakning/överbelastningsskydd övervakning av eftersläpningsfel, registrering av programändlägen. Information Kontrollera som en del av ditt NÖDSTOPP koncept vilka åtgärder som krävs för att maskinen/anläggningen ska säkras vid ett NÖDSTOPP (t.ex. frånkoppling av matningsspänningen). SFC DC har en separat logikspänningsförsörjning. Om det behövs en NÖDSTOPP krets i din applikation ska extra, separata gränslägesgivare användas (t.ex.sombrytande givare i seriekoppling). Säkerställ att drivenheten alltid ligger inom det tillåtna rörelseområdet genom att ange programändlägen, ev.också med hjälp av externa gränslägesgivare samt med extra mekaniska stopp. 1 11

34 1. Systemöversikt 1.5 Uppbyggnad för SFC DC 1 Manöverpanel (endast SFC DC... H2...: LCD display och folietangentbord) 2 Elanslutningar 3 Statusindikeringar (lysdioder) Bild1/3: Single Field Controller SFC DC Manöverpanel Manöverpanelen har en LCD grafikdisplay (128x64punkter). Manövrering sker via ett folietangentbord med 4knappar där du kan styra alla funktioner via menyer. Ta bort skyddsfolien från displayen före idrifttagningen. 1 LCD display 2 Folietangentbord 3 Lysdioder Bild1/4: Manöverpanel och statusindikering på SFC DC... H

35 1. Systemöversikt Statusindikering Den optiska indikeringen av driftstillstånden sker via 3LED indikatorer: Matningsspänning Power" Positionerings resp. fältbusstatus I/F" (= Interface / Field bus) Fel Error" Anslutningar På SFC DC finns följande anslutningar: 1 Referensgivare 2 RS232 gränssnitt förpc 3 CANopen anslutning 4 Drivenhet (motoranslutning) 5 Spänningsförsörjning Bild1/5: Anslutningar på SFC DC 1 13

36 1. Systemöversikt 1.6 Måttreferenssystem I måttreferenssystemet fastställs alla referenspunkter och arbetsområdet begränsas. Måttreferenssystemet i SFC DC utgår från nollpunkten som definieras genom offsetvärdet till referenspunkten. Referenspunktens position fastställs under referenskörningen. Med referenskörningsmetoden fastställs på vilket sätt drivsystemet registrerar referenspunkten Referenspunkter och arbetsområde Referenspunkten REF Nollpunkten AZ Projektnollpunkten PZ Programändlägen är den mekaniska referenspunkten i koordinatsystemet och bestäms genom referenskörning, antingen med en referensgivare eller ett fast anslag. Den är nollpunktens referenspunkt. är förskjuten med ett definierat avstånd i förhållande till referenspunkten (nollpunkt offset) och är referenspunkt för programändlägena och projektnollpunkten. är en referenspunkt som användaren väljer själv och som är relativ i förhållande till ärpositionen och målpositionerna i positionssatstabellen. Referenspunkt för projektnollpunkten är nollpunkten. Genom inställning av programändlägen begränsas det tillåtna rörelseområdet (effektiva slaglängden). Programändlägena utgår från nollpunkten. Om målpositionen för ett körkommando ligger utanför programändlägena utförs inte körkommandot och en felstatus genereras. Alla värden anges resp. visas enligt det måttsystem som angetts för Festo Configuration Tool eller manöverpanelen (sebilaga A.3) 1 14

37 1. Systemöversikt Referenskoordinater och arbetsområde 1) SLTE... 1) 1 b c LSE a d REF AZ PZ USE 2 LSE TP/AP e USE PZ REF AZ PZ USE LSE TP/AP a Referenspunkt: Den måttreferenspunkt som uppnåtts vid referenskörningen och som nollpunkten utgår från. Nollpunkt (Axis Zero Point): Måttreferenspunkt för projektnollpunkten och programändlägena. Referenspunkten för nollpunkten utgör referenspunkten. Projektnollpunkt (Project Zero Point): Måttreferenspunkt för alla absoluta positionsangivelser (t.ex. i positionssatstabellen eller vid direkt kontroll via k resp.diagnosgränssnitt). Referenspunkt för projektnollpunkten är nollpunkten. Övre programändläge (Upper Software End Position) Nedre programändläge (Lower Software End Position) Mål /ärposition (Target Position, Actual Position) Offset nollpunkt: Definierat avstånd från nollpunkten till referenspunkten. b, c Programändlägen: begränsar det tillåtna rörelseområdet (effektiva slaglängden). Ommålpositionen för ett körkommando ligger utanför programändlägena utförs inte körkommandot och en felstatus genereras. d e Offset projektnollpunkt: Definierat avstånd från projektnollpunkten till nollpunkten. den (aktuella) positionens avstånd till projektnollpunkten 1 Effektiv slaglängd: tillåtet rörelseområde. Här anges drivenhetens arbetsområde. 2 Nominell slaglängd: nominell slaglängd för den drivenhet som används, se tekniska data för drivenheten (för SLTE gäller det slag som anges i beställningen). 1) Vektorillustration för referenskörningsmetod: Exempel med negativt fast anslag 1 15

38 1. Systemöversikt Referenskoordinater och arbetsområde 1) HGPLE... / GEH6... 1) 2 REF a AZ PZ d LSE b c USE 1 PZ LSE TP/AP e USE DEF... 2) 1 c 2 d b a AZ PZ REF 1) Vektorillustration för referenskörningsmetod: Exempel med negativt fast anslag 2) Vektorillustration för referenskörningsmetod: Exempel med referensgivare, negativ Tab.1/2: Måttreferenssystem 1 16

39 1. Systemöversikt Referenspunkt Algoritm Nollpunkt AZ = REF + a Projektnollpunkt PZ = AZ + d = REF + a + d Nedre programändläge LSE = AZ + b = REF + a + b Övre programändläge USE = AZ + c = REF + a + c Målposition/ärposition TP, AP = PZ + e = AZ + d + e = REF + a + d + e Tab.1/3: Algoritmer för måttreferenssystem Tecken och riktningar Alla offset och positionsvärden är vektorer (med tecken) som måste anpassas till respektive referenspunkts läge. I vilken riktning som nyttolasten rör sig beror på växeln, spindeltypen (vänster /högerroterande), positionernas tecken (+/ ) och inställningen för parametern riktningsväxling". Vektorernas verkningsriktning +/ kan kopplas samman med motoraxelns rotationsriktning (sett från motoraxeln). Vidfabriksinställningen motsvarar +" rotation medurs och " rotation moturs. Värde 1) SLTE... HGPLE... / GEH6... DEF... + Positiva värden utgår från referenspunkten i riktning från motorn. Positiva värden pekar från referenspunkten i riktning mot stängda gripbackar. Medurs sett från motoraxeln. Negativa värden utgår från referenspunkten i riktning mot motorn. Negativa värden pekar från referenspunkten i riktning mot öppna gripbackar. Moturs sett från motoraxeln. 1) Vid fabriksinställning. Tilldelningen kan vändas (se även bilaga B.2.15, PNU 1000, objekt 607E). Efter en riktningsväxling krävs en ny referenskörning. 1 17

40 1. Systemöversikt Referenskörning På drivenheter med inkrementellt mätsystem måste tillkopplingen alltid följas av en referenskörning. Detta ställs in specifikt för drivenheten med parametern Referenskörning krävs" (PNU 1014, CI 23F6h). Följande referenskörningsmetoder är tillåtna: Sökning efter anslag i negativ riktning Sökning efter anslag i positiv riktning Sökning efter referensgivare i positiv riktning Sökning efter referensgivare i negativ riktning Vid sökning efter referenspunkt och positionering av drivenheten i nollpunkten kan två olika hastigheter ställas in. Referenskörningsförlopp: 1. Sökning efter referenspunkten enligt konfigurerad metod med hastighet v_rp. 2. Körning från referenspunkt till nollpunkt AZ (offsetnollpunkt) med hastighet v_zp 3. Stopp vid nollpunkten, aktuell position = 0 offset projektnollpunkt PZ Vid avslutad referenskörningen står drivenheten i nollpunkten AZ. Vid första idrifttagandet, eller när referenskörningsmetoden har ändrats, är nollpunktens offset = 0; drivenheten står då efter referenskörningen på referenspunkten REF. Sökning efter anslag Med denna metod rör sig drivenheten först med sökhastighet i negativ/positiv riktning tills den når det fasta anslaget. Näranslaget är nått ökar motorströmmen. 1 18

41 1. Systemöversikt SFC DC registrerar att anslaget (och därmed referenspositionen) har nåtts när den maximala motorströmmen uppnås och motorn samtidigt står stilla. Eftersom drivenheten inte bör trycka mot anslaget, måste offset för nollpunkten vara 0 (min. 0,25 mm). Referenskörningsmetod fast anslag" Negativt fast anslag AZ Positivt fast anslag AZ 1 Sliden förflyttas med sökhastighet v_rp till det mekaniska fasta anslaget 2 Sliden förflyttas med hastigheten v_zp från referenspunkten till nollpunkten AZ Tab.1/4: Referenskörning till fast anslag (minislid) 1 19

42 1. Systemöversikt Referenskörningsmetod fast anslag" Negativt fast anslag (= öppen gripback) AZ Positivt fast anslag (= stängd gripback) AZ 1 Gripdonet förflyttas med sökhastighet v_rp till det mekaniska fasta anslaget 2 Gripdonet förflyttas med hastigheten v_zp från referenspunkten till nollpunkten AZ Tab.1/5: Referenskörning till fast anslag (gripdon) 1 20

43 1. Systemöversikt Sökning efter referensgivare Med denna metod förflyttas drivenheten först med sökhastighet i negativ/positiv riktning tills den når referensgivaren. Därefter krypkörs enheten tillbaka: Referenspositionen ligger på den punkt där referensgivaren åter blir inaktiv vid avstängning. Referenskörningsmetod referensgivare" Referensgivare, negativ (nära motorn) AZ Referensgivare, positiv (långt från motorn) AZ 1 Sliden förflyttas med sökhastigheten v_rp till referensgivaren och byter riktning. 2 När den har lämnat referensgivarens kopplingsområde körs sliden till nästa indexsignal för pulsgivaren för att fastställa referenspunkten. 3 Sedan körs sliden med hastigheten v_zp från referenspunkten till nollpunkten. Tab.1/6: Referenskörning till referensgivare (minislid) 1 21

44 1. Systemöversikt Referenskörningsmetod referensgivare" Referensgivare, negativ (moturs) Referensgivare, positiv (medurs) 1 Vridmodulen förflyttas med sökhastigheten v_rp till referensgivaren och byter riktning 2 Sedan körs vridmodulen med hastigheten v_zp från referenspunkten till nollpunkten. Tab.1/7: Referenskörning till referensgivare (vridmodul) 1 22

45 1. Systemöversikt 1.7 Fältbusskommunikation FHPP och DS Datautbyte i CANopen CANopen enheten har en objektkatalog som gör alla relevanta slavparametrar tillgängliga på ett standardiserat sätt. Ett CANopen system konfigureras huvudsakligen genom åtkomst till objekten i objektkatalogen för de enskilda slavarna. Dataöverföringen i CANopen sker i telegram som överför användardata. Man skiljer här mellan servicedataobjekt (SDO) som används för överföring av servicedata från och till objektkatalogen och processdataobjekt (PDO) som snabbt ska överföra aktuella processtillstånd. Dessutom definieras telegram för nätverkshantering och felmeddelanden. SDO PDO Med SDO:er kommer man åt alla poster i objektkatalogen. Adresseringen av motsvarande objektkatalogpost sker genom att ange postens index och subindex. SDO:er används mest för överföring av acyklisk data, t.ex. initiering vid bootningen. Inom ett SDO är alltid åtkomsten begränsad till ett objekt. SDO besvaras i regel: ett CAN telegrampar per objekt överförs. PDO:er är i princip en sammanställning av objekt (variabler/parametrar) ur objektkatalogen. I en PDO kan maximalt 8 Byte av olika objekt sändas samtidigt, d.v.s.objekten är mappade till PDO:n. Process Data Objects kan överföras händelsestyrt, synkront med en systemtakt eller på begäran. PDO:er överförs med enkla CAN meddelanden och lämpar sig för överföring av cyklisk data. 1 23

46 1. Systemöversikt Dataprofiler FHPP och DS 402 Festo har utvecklat en optimerad dataprofil som anpassats för hanterings och positioneringsuppgifter. DenkallasFesto Handling and Positioning Profile" (FHPP). På drivenheter med ett CANopen gränssnitt kan utöver Festo profilen även CANopen profilen DS 402 användas för kontroll via en master. DS 402 profilen är även den internt realiserade profilen; FHPP gränssnittet avbildas genom en konvertering av DS 402. Kommunikationsprofilen är i båda fall DS 301. Dataprofil FHPP DS 402 Beskrivning Styrsystem Kontroll sker via de cykliska 8 byte kontroll och statusdata, sekapitel Parameterinställning Parameterinställningen görs: med ytterligare 8 I/O bytes (Festo Parameterkanal FPC) som tillval via motsvarande SDO åtkomster Detaljerad information om de implementerade objekten, sebilagab.1.1. Styrsystem Kontroll sker enligt enhetsprofilen DS 402 med följande avvikelser: Underprofil Positioning Profile" Tillståndsövergång 19 och 20, se bilaga C.2. Quick Stop active, tillståndsövergång 12, se bilaga C.2. Parameterinställning Parameterinställning sker via SDO åtkomst (DS402). Detaljerad information om de implementerade objekten, sebilagac.1. Tab.1/8: Kontroll och parametermetoder beroende av dataprofilen FHPP möjliggör en enhetlig kontroll och programmering av Festos olika drivsteg via fältbuss. Parametervärden och kontroll och statusbyte som krävs i drift, kan skrivas och läsas via de listade objekten och strukturbeskrivningen. Kommunikationen via fältbussen CANopen sker med 8 bytes I/O data. 1 24

47 1. Systemöversikt FHPP definierar enhetliga driftsätt och I/O datastrukturer för användaren. Parameteråtkomst enligt FHPP FPC (PDO2;somtillval:SDO) Förloppskontroll enligt FHPP Standard (PDO 1) med driftsätten direktdrift eller satsval. Direktdrift Satsval Som direktkommando kan positioneringskommandon utföras i positioneringsdrift eller kraftdrift. Positioneringskommandot överförs direkt i I/O telegrammet (FHPP standard). Samtidigt överförs de viktigaste börvärdena (position, hastighet, kraft/moment...). Kompletterande parametrar överförs via parameterinställningen (FHPP FPC). Med satsval kan positioneringskommandon utföras i positioneringsdrift. Positionsdata väljes indirekt via positionssatser som skrivits in via FCT, manöverpanelen eller fältbussen och sparats i drivsteget. I SFC DC kan 31positionssatser sparas. En sats innehåller alla parametrar som anges vid ett körkommando. Satsnumret överförs i de cykliska I/O data (FHPP standard) som bör resp. ärvärde. Mer information om FHPP finns i kapitel

48 1. Systemöversikt Festo Handling and Positioning Profile FHPP... FHPP.EDS Objekt 1000h SI Acyklisk datakanal (om så önskas) Cyklisk datakanal Förloppskontroll Parameteråtkomst PDO 1 (FHPP standard) PD0 2 (FHPP FPC) SD0 Direktdrift Positionerings drift CPOS* (referenskörning, inlärning, start...) CDIR.B1/B2* *Kontroll /statusbyte Bör /ärvärde 1, CCON.B6/B7* Kraft drift n Satsval Positionerings drift *Kontroll /statusbyte Satsnummer... PNU SI Parameternr PNU Subindex SI Parametervärde... PNU hex h Objekt 2064 h h SI... Objekt (index) Subindex SI Parametervärde... TxPDO 1 RxPDO 1 TxPDO 2 RxPDO 2 TxSDO RxSDO 8 byte I/O enligt FHPP standard 8 byte I/O enligt FHPP FPC Bild1/6: Festo Handling and Positioning Profile (FHPP) 1 26