Motorenhet MTR DCI. Beskrivning. Typ MTR DCI... CO. Beskrivning [ ]

Transkript

1 Motorenhet MTR DCI Beskrivning Typ MTR DCI... CO Beskrivning sv 0701NH [ ]

2 Adobe och Reader är registrerade varumärken som tillhör Adobe Systems Incorporated i USA och/eller andra länder.

3 Innehåll och allmäna säkerhetsanvisningar Original de Utgåva sv 0701NH Beteckning P.BE MTR DCI CO SV Artikelnummer Festo AG & Co. KG, D Esslingen, 2007 Hemsida: E post: service_international@festo.com Detta dokument får inte kopieras, delges eller distribueras till obehöriga utan föregående uttryckligt tillstånd. Överträ delse medför skadeståndsansvar. Alla rättigheter förbehålls vid registrering av patent eller mönsterskyddsansökningar. I

4 Innehåll och allmäna säkerhetsanvisningar II

5 Innehåll och allmäna säkerhetsanvisningar Innehållsförteckning Ändamålsenlig användning Säkerhetsföreskrifter Målgrupp Service Leverans Viktig användarinformation Beskrivningar till motorenhet MTR DCI Information om versionen Produktspecifika begrepp och förkortningar CANopen specifika begrepp och förkortningar IX X XI XI XI XII XIV XV XVI XVIII 1. Systemöversikt Positionering med elektriska drivenheter Fältbusskommunikation Datautbyte i CANopen Dataprofiler FHPP och DS Komponenter Styr och reglerfunktioner Driftsäkerhet Måttreferenssystem Referenspunkter och förflyttningsområde Tecken och riktningar Referenskörning Montering Allmän information Dimensioner för motorenheten Montering av elektriska axlar Installation Installationsöversikt Jordning III

6 Innehåll och allmäna säkerhetsanvisningar 3.3 Spänningsförsörjning Krav på spänningsförsörjningen Matnings och logikspänning Seriellt gränssnitt Ingång för extern referensbrytare Styrsystem Anslutning av fältbussen Fältbusskabel Fältbussens överföringshastighet och längd Bussterminering med termineringsmotstånd Manöverpanelen (endast typ MTR DCI... H2) Manöverpanelens uppbyggnad och funktion Menysystemet Öppna huvudmenyn Välj ett menykommando Meny [Diagnostic] Meny [Positioning] [Positioning] [Move position set] [Positioning] [Demo position table] [Positioning] [Homing] Meny [Settings] [Settings] [Axis type] [Settings] [Axis parameter] [Settings] [Homing paramet.] [Settings] [Position set] [Settings] [Password edit] [Settings] [CAN parameter] Menykommando [HMI control] IV

7 Innehåll och allmäna säkerhetsanvisningar 5. Idrifttagning Tillvägagångssätt vid idrifttagning Idrifttagning med manöverpanelen (endast typ MTR DCI...H2) Inställning av axeltyp Inställning av referenskörningsparametrar Starta referenskörning Lär in axelnollpunkt AZ och programändlägen Läs in positionssatser Provkörning Inställning av CAN parametrar Idrifttagning med FCT Installation av FCT Tillvägagångssätt Anvisningar för parametrering och idrifttagning Idrifttagning på en CANopen master Översikt över idrifttagning på fältbussen Konfiguration av CANopen mastern ("I/O konfiguration") Kommunikation PDO mapping Festos profil för handhavande och positionering (FHPP Standard) Driftsätt som stöds Uppbyggnad av cykliska I/O data (FHPP standard) Beskrivning av I/O data (satsselektion) Beskrivning av I/O data (direktkommando) Beskrivning av kontrollbytes CCON, CPOS, CDIR Beskrivning av statusbytes SCON, SPOS, SDIR (RSB) Exempel till I/O datan V

8 Innehåll och allmäna säkerhetsanvisningar 5.6 Förloppsstyrning enligt FHPP standard Referenskörning Joggdrift Inlärning via fältbuss Satsselektion (positioneringsläge) Direktkommando (positioneringsläge, kraftläge) Stilleståndsövervakning Driftanvisningar Diagnoser och felindikeringar Översikt över diagnosmöjligheter LED statusindikeringar Störningsmeddelanden Översikt Beskrivningar av meddelanden, varningar, fel Diagnosminne Diagnos via CANopen Nodeguarding (vid bussbortfall) Emergency Messages Diagnos via parameterkanal (FPC) A. Teknisk bilaga A 1 A.1 Tekniska data A 3 A.2 Tillbehör A 6 A.3 Motorns egenskaper A 8 A.4 Omräkning av måttenheter A 14 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 felkod B B.1.3 Regler för bearbetning av kommandosvar B B.1.4 Exempel på parametrering B VI

9 Innehåll och allmäna säkerhetsanvisningar B.2 Parametrering enligt FHPP FPC B 12 B.2.1 Allmän parameterstruktur B 12 B.2.2 Objektöversikt B 12 B.2.3 Visning av parameterinmatningar B 19 B.2.4 Enhetens data Standard Parameter B 20 B.2.5 Enhetens data utökade parametrar B 21 B.2.6 Diagnos B 24 B.2.7 Processdata B 28 B.2.8 Satslista B 30 B.2.9 Projektdata allmänt B 34 B.2.10 Projektdata kraftläge B 36 B.2.11 Projektdata inlärning B 37 B.2.12 Projektdata stegdrift B 38 B.2.13 Projektdata direktkommando (positioneringsläge) B 39 B.2.14 Projektdata direktkommando (kraftläge) B 40 B.2.15 Axelparameter elektriska drivenheter 1 Mekanik B 41 B.2.16 Axelparameter elektriska drivenheter 1 referenskörning B 45 B.2.17 Axelparameter elektriska drivenheter 1 regulator B 47 B.2.18 Axelparameter elektriska drivenheter 1 elektron. märkskylt.... B 51 B.2.19 Axelparameter elektriska drivenheter 1 stilleståndsövervakning B 52 B.3 Tillståndsmaskin FHPP B 53 B.3.1 Upprätta driftberedskap B 55 B.3.2 Positionering B 56 C. Referens CANopen och CI objekt C 1 C.1 Översikt CANopen objekt (DS402) C 3 C.1.1 Visning av parameterinmatningar C 10 C.1.2 Communication Profile Area C 11 C.1.3 Manufacturer Specific Profile Area C 19 C.1.4 DS 402: Standardised Device Profile Area C 28 C.2 Tillståndsmaskin enligt DS C 43 VII

10 Innehåll och allmäna säkerhetsanvisningar C.3 Kommandotolken (CI) C 48 C.3.1 Tillvägagångssätt vid dataöverföring C 48 C.3.2 CI kommandon C 52 C.3.3 Översikt CI objekt C 57 C.3.4 Beskrivning av ytterligare CI objekt C 63 D. Index D 1 VIII

11 Innehåll och allmäna säkerhetsanvisningar Ändamålsenlig användning Motorenheten MTR DCI... är en intelligent servomotor med likströmsmotor, planetväxel, encoder och integrerad styr ningselektronik (styrsystem och lägesregulator). MTR DCI är optimerad för att användas med axlar från Festo (t.ex. DMES... eller DNCE...). I denna manual beskrivs grundfunktionerna i MTR DCI och styrningen via fältbussen CANopen. Fältbussgränssnittet stöder Festo fältbussprofilen för hanter ing och positionering (FHPP) och möjliggör alternativt an vändningen av profilen DS 402 som definierats av CIA. MTR DCI och de moduler och kablar som ansluts ska använ das enligt följande: Enligt gällande bestämmelser Inom industrin I tekniskt perfekt skick I originalskick utan egna modifieringar (de ombyggnader eller modifieringar som beskrivs i dokumentationen som bifogas produkten är tillåtna). Observera säkerhetsföreskrifterna och avsedd använd ning i dokumentationen för alla komponentgrupper och moduler. Beakta de normer som anges i respektive kapitel samt gällande arbetarskyddsföreskrifter och nationella bestäm melser. Beakta gränsvärdena för alla extrakomponenter (t.ex. sensorer, arbetselement). IX

12 Innehåll och allmäna säkerhetsanvisningar Säkerhetsföreskrifter Vid idrifttagning och programmering av positioneringssystem måste säkerhetsföreskrifterna följas som anges i den här be skrivningen samt i bruksanvisningarna för de övriga kompo nenterna som används. Användaren måste se till att inga personer befinner sig i om rådet kring de anslutna arbetselementen eller axelsystemet. Riskområdet måste säkras med avspärrningar eller varnings skyltar. Varning Elektriska axlar kan arbeta med stor kraft och hastighet. Kollisioner kan leda till svåra personskador eller till att komponenter förstörs. Se till att ingen uppehåller sig i området kring axlarna eller kring andra anslutna arbetselement och att inga föremål finns i rörelseområdet så länge systemet är anslutet till en energikälla. Varning Fel i parametreringen kan leda till skador på personer och föremål. Aktivera inte regulatorn förrän drivsystemet har installe rats och parametrerats på rätt sätt. X

13 Innehåll och allmäna säkerhetsanvisningar Målgrupp Denna beskrivning vänder sig enbart till yrkeskunniga inom styr och reglerteknik som har erfarenhet av installation, idrifttagning, programmering och diagnos av positionerings system. Service Kontakta närmaste Festo serviceavdelning eller skriv till föl jande e postadress vid eventuella tekniska problem: service_international@festo.com Leverans I leveransen av motorenheten MTR DCI ingår: Motorenhet med integrerad controller, med manöverpanel som tillval Användarpaket på cd rom: Manual (beskrivningar) Festo Configuration Tool med PlugIn MTR DCI Manual (snabböversikt). Följande tillbehör ingår (se bilaga A.2): Anslutningskabel och fältbusskontakt Programmeringskabel Manual i pappersformat. XI

14 Innehåll och allmäna säkerhetsanvisningar Viktig användarinformation Riskkategorier Denna beskrivning innehåller information om risker som kan uppstå om produkten inte används på rätt sätt. Informationen har symboler (Varning, Observera etc.), är markerade med grått och är dessutom markerade med piktogram. Följande riskinformation finns: Varning... betyder att det finns risk för svåra person eller saks kador om anvisningarna inte följs. Observera... betyder att det finns risk för person eller sakskador om anvisningarna inte följs. Information... betyder att det finns risk för sakskador om anvisning arna inte följs. Elektrostatiskt känsliga komponenter: Felaktig hantering kan skada komponenterna. XII

15 Innehåll och allmäna säkerhetsanvisningar Märkning av särskild information Följande piktogram markerar de textavsnitt som innehåller särskild information. Piktogram Information: Rekommendationer, tips och hänvisningar till andra informa tionskällor Tillbehör: Uppgifter om nödvändiga eller praktiska tillbehör Miljö: Information om miljöskonande användning av produkterna Textmarkeringar Punkterna markerar moment som kan göras i valfri ord ningsföljd. 1. Siffrorna markerar moment som måste göras i angiven ordningsföljd. Tankstrecken markerar allmänna uppräkningar. XIII

16 Innehåll och allmäna säkerhetsanvisningar Beskrivningar till motorenhet MTR DCI Denna beskrivning innehåller information om funktionssätt, montering, installation och idrifttagning av elektriska ställdon med motorenheten av typ MTR DCI... CO (CANopen gränssnitt). Information om komponenter, t.ex. referensgivare, finns i bruksanvisningen som medföljer respektive produkt. Typ Beteckning Innehåll Användarpaket med snabbmanual + beskrivningar (+ idrifttagningsprogram) på CD ROM Beskrivning Hjälpsystem för program varan Eventuella bruksanvis ningar Ytterligare beskrivningar P.BP MTR DCI Motorenhet MTR DCI med CANopen gränssnitt P.BE MTR DCI CO... Festo Configuration Tool hjälp (finns i FCT programvaran) Axlar t.ex. DMES... / DNCE... Motorenhet MTR DCI med andra kommunikations gränssnitt, t.ex. P.BE MTR DCI IO... P.BE MTR DCI PB... Snabbmanual: Viktig information om idrifttagning och översiktsinformation Beskrivningar på CD ROM: Innehåll enligt beskrivning nedan Installation, idrifttagning och diagnos av elektriska drivenheter med motorenheten MTR DCI; kommunikation via CANopen gränssnitt. Funktionsmanualer till konfigurations programmet Festo Configuration Tool (FCT). Montering och idrifttagning av axlarna Installation, idrifttagning och diagnos av linjärenheter med motorenheten MTR DCI; kommunikation via I/O gränssnitt resp. via motsvarande fält buss. Tab. 0/1: Dokumentation för MTR DCI XIV

17 Innehåll och allmäna säkerhetsanvisningar Information om versionen Hårdvaruversionen ger information om mekanik och elektro nikversioner i MTR DCI. Firmwareversionen ger versionsinfor mation om driftsystemet i MTR DCI. Så här hittar du uppgifter om versionsnummer: Hårdvaruversionen och firmwareversionen i Festo Confi guration Tool finns vid aktiv enhetsanslutning till MTR DCI under "Maskindata" Firmwareversion på manöverpanelen finns under [Diag nostic] [SW Information] Firmware version Vilka nya funktioner finns det? Vilken FCT PlugIn? V1.00 Stödjer dessa storlekar av MTR DCI CO i kombination med följande axlar från Festo: Motorenhet Axlar MTR DCI DMES 18; DNCE 32 MTR DCI DMES 25; DNCE 32/40 MTR DCI DMES 40; DNCE 40/63 MTR DCI DMES 63; DNCE 63 MTR DCI CO V2.0.0 Tab. 0/2: Firmwareversioner XV

18 Innehåll och allmäna säkerhetsanvisningar Produktspecifika begrepp och förkortningar Följande produktspecifika begrepp och förkortningar används i denna beskrivning: Begrepp/förkortning 0 signal 1 signal Axel Axelnollpunkt (AZ) Controller Driftsätt Drivenhet EMC Encoder Festo Configuration Tool (FCT) Festo Handling and Positioning Profile (FHPP) Betydelse 0 V ligger på in eller utgången (positiv logik, motsvarar LOW) 24 V ligger på in eller utgången (positiv logik, motsvarar HIGH) Mekanisk del av en drivenhet, som omvandlar motorvarven till förflytt ningar av en arbetslast. En axel (t.ex. ställaxel DMES...) gör att man kan montera på och styra arbetslasten och montera på en referensbrytare. Referenspunkt för programändlägena och för projektnollpunkten PZ. Axelnollpunkten AZ definieras av ett förinställt avstånd (offset) till refe renspunkten REF. innehåller effektelektronik + regulator + styrsystem, analyserar sensorsignaler, beräknar rörelser och krafter och ordnar spänningsförsörjningen till motorn via effektelektroniken. Använd i följande sammanhang: Typ av åtkomst: Satsselektion, direktdrift Controllerns interna logiska tillstånd: Position Profile Mode, Profile Torque Mode, Homing Mode,... Komplett arbetselement, bestående av controller, motor, mätsystem, ev. växel och axel Elektromagnetisk kompatibilitet Optisk impulsgivare (rotorlägesgivare på motoraxeln till MTR DCI). De elektriska signaler som skapas skickas till controllern som sedan beräknar positionen och hastigheten beroende på de mottagna signalerna. Idrifttagningsprogram med enhetlig projekt och datahantering för alla maskintyper som kan hanteras. De speciella egenskaperna för en maskin typ hanteras med hjälp av plugin program med särskilda beskrivningar och dialogrutor. Enhetlig fältbuss dataprofil för styrsystem från Festo. Parametervärden och kontroll och statusbytes som behövs vid drift kan skrivas och läsas direkt via objektkatalogen FHPP. XVI

19 Innehåll och allmäna säkerhetsanvisningar Begrepp/förkortning Festo Parameter Chan nel (FPC) Betydelse FHPP specifik parameteråtkomst via PDO 2. FHPP Standard FHPP förloppsstyrning via PDO 1. HMI Homing mode I O I/O Joggdrift Kraftläge (Profile Torque Mode) Matningsspänning, logikspänning Motorenhet PLC Positioneringsläge (Profile Position Mode) Positionssats Programändläge Human Machine Interface (människa maskin gränssnitt), är på MTR DCI manöverpanelen med LCD display och 4 manöverknappar. Driftsätt för referenskörning. Ingång Utgång In och/eller utgång Manuell körning i positiv eller negativ riktning. Driftsätt för att utföra ett direkt positioneringskommando med kraftkont roll (open loop transmission control) genom att reglera motorströmmen. Matningsspänningen försörjer controllerns effektelektronik och därmed motorn. Logikspänningen försörjer controllerns utvärderings och styr logik. Integrerad enhet som består av controller, motor, mätsystem och ev. växel (t.ex. motorenhet MTR DCI) Styrsystem med programmerbart minne; kallat: styrsystem (eng.: PLC: progammable logic controller). Driftsätt för att utföra en positionssats eller ett direkt positioneringskom mando med positionsreglering (closed loop position control) Körkommando som är definierat i positionssatstabellen, bestående av Positionssatsens nummer Absolut eller relativ referens för målpositionen Målposition Rörelsehastighet Programmerbar slagbegränsning (referenspunkt = axelnollpunkt) Programändläge, positivt: max. gränsposition för slaget i positiv riktning; får inte överskridas vid positioneringar. Programändläge, negativt: min. gränsposition i negativ riktning; får inte underskridas vid positioneringar. XVII

20 Innehåll och allmäna säkerhetsanvisningar Begrepp/förkortning Projektnollpunkt (PZ) (Project Zero Point) Referensgivare Referensfärd Referenskörning Referenskörningsmetod Referenspunkt (REF) Teach läge (Teach mode) Betydelse Referenspunkt för alla positioner i positioneringskommandon. Projekt nollpunkten PZ bildar basen för alla absoluta positionsangivelser (t.ex. i positionssatstabellen eller vid direkt kontroll via styrsystems /diagnos gränssnitt). PZ definieras av ett inställbart avstånd (offset) till axelnoll punkten. Extern sensor som fastställer referenspunkten och ansluts direkt till cont rollern. Positionering som fastställer referenspunkten och därmed ursprunget för axelns måttreferenssystem. Definition av axelns måttreferenssystem Metod för att hitta referenspunkten REF: via referensgivare inom den möjliga förflyttningssträckan eller via analys av överströmmen när man kör emot ett anslag. Referenspunkten definierar ett känt läge/en känd position inom drivenhe tens förflyttningssträcka. Den är den grundläggande referenspunkten för måttreferenssystemet. Driftsätt för inställning av positioner genom att köra till målpositionen, t.ex. vid generering av positionssatser. Tab. 0/3: Förteckning över begrepp och förkortningar CANopen specifika begrepp och förkortningar Begrepp/förkortning 0x1234 eller 1234h BCD EDS LSB MSB Betydelse Hexadecimala tal är markerade med "0x" framför eller med "h" bakom. Binärt kodat decimaltal (binary coded decimal) Electronic Data Sheet innehåller de specifika egenskaperna för slaven (t.ex. antal I/Os, parametrar osv.). Least Significant Bit (bit med lägst signifikans) Most Significant Bit (bit med högst signifikans) XVIII

21 Innehåll och allmäna säkerhetsanvisningar Begrepp/förkortning Objektförteckning PDO SDO Termineringsmotstånd Betydelse Objektkatalogen innehåller samtliga enhetsparametrar och aktuell processdata som kan nås direkt via SDO. Objektkatalogen är indelad i en del som innehåller allmänna uppgifter om enheten (enhetsidentifi ering, tillverkarens namn etc.) och kommunikationsparametrar, samt en del som specifikt beskriver enhetens funktion. Identifieringen av en post ("objekt") i objektkatalogen görs via ett 16 bits index och ett 8 bits subindex. Processdataobjekt (Process data object) PDO:er överförs i allmänhet händelseorienterat, cykliskt eller på begä ran. Ett meddelande kan tas emot och analyseras samtidigt av alla deltagare. Vilka användningsobjekt som hör ihop med en PDO står i en strukturbeskrivning ("PDO Mapping") och kan därmed anpassas till en enhets olika användningskrav. I en PDO kan även värdena för flera objekt överföras och mottagarna av PDO:erna kan bara använda delar av informationen i enlighet med PDO Mapping posterna. Servicedataobjekt (Service data object) SDO:er används mest för överföring av icke periodisk data, t.ex. initi ering vid bootningen. Med SDO:er kommer man åt alla poster i objekt katalogen. Adresseringen av objektkatalogsposten görs genom att postens inddex och subindex anges. Inom en SDO kan man bara komma åt ett objekt. SDO:er besvaras i princip alltid: Ett CAN tele grampar per objekt överförs. Motstånd för att minimera signalreflexioner. Termineringsmotstånd måste vara installerade/tillkopplade vid bussegmentens ledningsände. Tab. 0/4: Förteckning över begrepp och förkortningar CANopen XIX

22 Innehåll och allmäna säkerhetsanvisningar XX

23 Systemöversikt Kapitel 1 1 1

24 1. Systemöversikt Innehållsförteckning 1. Systemöversikt Positionering med elektriska drivenheter Fältbusskommunikation Datautbyte i CANopen Dataprofiler FHPP och DS Komponenter Styr och reglerfunktioner Driftsäkerhet Måttreferenssystem Referenspunkter och förflyttningsområde Tecken och riktningar Referenskörning

25 1. Systemöversikt 1.1 Positionering med elektriska drivenheter 1 Förloppsstyrning och parameter åtkomst med det överordnade styrsystemet/ fältbussmastern 2 Programnivå: Idrifttagning med programvaran Festo Configura tion Tool 3 Drivenhetsnivå med Motorenhet Koppling Kopplingshus Axel 1 2 I/O CANopen Profibus DeviceNet 3 RS232 Bild 1/1: Princip för ett positioneringssystem med MTR DCI Motordrivsteget av typ MTR DCI... CO med fältbussgräns snitt CANopen möjliggör positionering av den anslutna linjär eller rotationsaxeln: Enligt enhetsprofilen "DS 402" för användarorganisatio nen CIA. Enligt "Festo Handling and Positioning Profile" 1 3

26 1. Systemöversikt Parametrering och idrifttagning av MTR DCI kan utföras på följande sätt: Med programvarupaketet FCT via RS232 gränssnittet på PC:n. Som tillval med display och 4 manöverknappar (endast typ MTR DCI... H2) Via fältbussen. Funktioner HMI FCT Fältbuss Parametrering Urval av axeltyper och axelparametrar Inmatning av växelfaktor (vid extern växel) Upp /nedladdning av konfigurationsdata Spara olika konfigurationer i projekt x x x x x x x x Positionssatser Generering av en positionssatstabell med satsnummer, målposition, positionerings läge, rörelsehastighet, acceleration x x x Idrifttagning Referenskörning Joggdrift Inlärning av positioner Manövrering i enkelsteg Starta och avbryt positioneringsförlopp vid idrifttagning Utökade testfunktioner, t.ex. statusindi keringar 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 Diagnos/service Läs och visa diagnosdata x x x 1 4

27 1. Systemöversikt Inmatningen/visningen av alla parametrar görs enligt de inställda måttenheterna. Måttenheter Manöver panel FCT Fältbuss Linjäraxel metrisk metriska måttenheter, t.ex. mm, mm/s, mm/s 2 x x tum 1) Inkrement brittiska/amerikanska måtten heter, t.ex. tum, tum/s, tum/s 2 Måttenheter som är inkre mentbaserade, t.ex. inc, inc/s, inc/s 2 x x Rotationsaxel Grader Vinkelmått 360 = 1 varv t.ex. grader, grader/s, grader/s 2 x x Varv 2) Inkrement Antal varv t.ex. rpm, varv/min, varv/min 2 Måttenheter som är inkre mentbaserade, t.ex. inc, inc/s, inc/s 2 x x 1) Endast med FCT när ett projekt skapas. 2) Inställning endast med manöverpanelen [Settings] [Axis type] [Rotation axis] Inställningen av måttenheterna påverkar endast visningen. I regulatorn sparas alla parametrar internt i inkrement (inc, inc/s, inc/s 2...) och omvandlas först när de matas in eller läses av. Mått som överförts direkt via RS232 eller fältbuss är inkre mentbaserade (omräkning, se bilaga A.4). 1 5

28 1. Systemöversikt 1.2 Fältbusskommunikation Datautbyte i CANopen CANopen enheten har en objektförteckning som gör alla rele vanta deltagarparametrar tillgängliga på ett standardiserat sätt. Ett CANopen system konfigureras huvudsakligen genom åtkomst till objekten i objektkatalogen för de enskilda delta garna. Datautbytet i CANopen sker i form av telegram som överför nyttodatan. 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 nätverkshanteringen och för felmeddelanden. SDO PDO Med SDO:er kommer man åt alla poster i objektkatalogen. Adresseringen av objektkatalogsposten görs genom att postens index och subindex anges. SDO:er används mest för överföring av acyklisk data, t.ex. initiering vid bootningen. Inom en SDO kan man bara komma åt ett objekt. SDO:er besvaras i princip alltid: Ett CAN telegrampar per objekt över förs. 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 6

29 1. Systemöversikt Dataprofiler FHPP och DS 402 Festo har utvecklat en optimerad dataprofil som skräddar sytts för hanterings och positioneringsuppgifter. Den kallas "Festo Handling and Positioning Profile (FHPP)". På drivenheter med ett CANopen gränssnitt kan utöver Festo profilen även CANopen profilen DS402 användas för styrning med mastern. DS402 profilen är även den internt realiserade profilen; FHPP gränssnittet avbildas genom en konvertering av DS402. Kommunikationsprofilen är i båda fall DS 301. Dataprofil FHPP DS 402 Beskrivning Kontroll Kontrollen sker via de 8 bytes cykliska kontroll och statusdata, se avsnitt och Parametrering Parametreringen görs: Med ytterligare 8 I/O bytes (Festo Parameterkanal FPC) Som tillval via motsvarande SDO åtkomster Detaljerad information om de implementerade objekten, se bilaga B.1.1. Kontroll Kontrollen görs enligt enhetsprofilen DS 402 med följande avvikel ser: Underprofil "Positioning Profile" Tillståndsövergång 19 och 20, se avsnitt C.2. Quick Stop active, tillståndsövergång 12, se avsnitt C.2. Parametrering Parametreringen sker via SDO åtkomst (DS 402). Detaljerad information om de implementerade objekten, se bilaga C.1. Tab. 1/5: Kontroll och parametermetoder beroende av dataprofilen FHPP möjliggör kontroll och programmering för Festos olika fältbussystem och controllers. Parametervärden och kontroll och statusbytes som behövs vid drift kan skrivas och läsas direkt via objektkatalogen och en strukturbeskrivning. Kom munikationen via fältbussen CANopen sker med 8 bytes I/O data. 1 7

30 1. Systemöversikt FHPP definierar enhetliga driftsätt och I/O datastrukturer för användaren. Parameteråtkomst enligt FHPP FPC (PDO 2; som tillval: SDO) Förloppsstyrning enligt FHPP Standard (PDO 1) med drift sätten direktkommando eller satsselektion. Direktkommando Satsselektion Som direktkommando kan positioneringskommandon ut föras i positioneringsläge eller kraftläge. Positioneringskom mandot överförs direkt i I/O telegrammet (FHPP Standard). Samtidigt överförs de viktigaste börvärdena (position, hastig het, kraft/moment etc.). Kompletterande parametrar bestäms med parametreringen (FHPP FPC). Med satsselektion kan positioneringskommandon utföras i positioneringsläget. Positionsdatan ställs in indirekt via posi tionssatser som lärts in med FCT, manöverpanelen eller fält bussen och sparats i controllern. I MTR DCI kan 31 positions satser sparas. En sats innehåller alla parametrar som anges vid ett körkommando. Satsnumret överförs i den cykliska I/O datan (FHPP Standard) som bör resp. ärvärde. Mer information om FHPP finns fr.o.m. kapitel

31 1. Systemöversikt Festo Handling and Positioning Profile FHPP... FHPP.EDS Object 1000h SI Acyklisk datakanal (tillval) Cyklisk datakanal Förloppsstyrning Parameteråtkomst PDO 1 (FHPP standard) PD0 2 (FHPP FPC) SD0 Direktkommando Positionerings läge CPOS* (referenskörning, inlärning, start etc.) CDIR.B1/B2* *Kontroll /statusbytes Bör /ärvärde 1, CCON.B6/B7* Kraftläge n Satsselektion Positionerings läge *Kontroll /statusbytes Satsnummer... PNU SI Parameternr PNU Subindex SI Parametervärde... PNU hex h Object 2064 h h SI... Object (index) Subindex SI Parametervärde... TxPDO 1 RxPDO 1 TxPDO 2 RxPDO 2 TxSDO RxSDO 8 bytes I/O enligt FHPP standard 8 bytes I/O enligt FHPP FPC Bild 1/2: Festo Handling and Positioning Profile (FHPP) 1 9

32 1. Systemöversikt 1.3 Komponenter Följande komponenter krävs för uppbyggnad av en elektrisk drivenhet med MTR DCI: Motorenhet MTR DCI Axel Koppling med kopplingshus Matningskabel Programmeringskabel Fältbusskabel Referensgivare Tillbehör Motor med controller, kan fås i 4 storlekar, med manöver panel som tillval (typ... H2). Med hjälp av olika nerväxlingar kan olika krav vad gäller (växel )presskraftmomentet och (växel )presskraftvarvtalet uppfyllas (se bilaga A.1). Det som kännetecknar servofunk tioner är höga moment vid låga varvtal. Med den mindre nerväxlingen kan axelns rörelsehastighet ökas i motsva rande grad när kraften minskas. Linjära axlar eller rotationsaxlar enligt katalog För axial montering av axlar från Festo, t.ex. typ DMES... eller typ DNCE... finns kopplingar och kopplingshus som tillbehör. Förbindelsen mellan motorenheten och axeln sker med hjälp av en klämanslutning i kopplingshuset. Det gör att ytterligare motorflänsar inte används. Ytterligare infor mation finns i bilagan A.2 och i bruksanvisningen till axeln. För spänningsförsörjning av MTR DCI via ett nätaggregat. Spänningsförsörjningen av elektroniken (logikspänningen) kan även ske skilt från matningsspänningen (se avsnitt 3.3). För parametrering av MTR DCI vid idrifttagningen med hjälp av FCT För att köra MTR DCI på ett överordnat styrsystem (PLC/ IPC). Sensor enligt bilaga A.2. Till positioneringssystemen erbjuder Festo särskilt anpas sade tillbehör (se Festos sortiment/katalog). 1 10

33 1. Systemöversikt 1.4 Styr och reglerfunktioner Controllern har i huvudsak följande uppgifter: Kontroll via FHPP eller DS402, bestämning av börvärdena Reglering av följande enheter: Position, hastighet, accele ration, ström. 1 Motordrivsteg 3 2 Regulator 3 Börvärdes generator P PI P M 4 Positions regulator 5 Varvtalsregulator 6 Strömregulator Effektsteg 8 Signalom vandlare Bild 1/3: Förenklad bild av kaskadregulatorn Profile Position Mode Positioneringsläge Driftsätt för att utföra en positionssats eller ett direkt positio neringskommando med positionsreglering (closed loop posi tion control) Målpositionen bestämmer till vilken position drivenhetsregu lator ska köra. Målpositionen tolkas antingen som absolut eller relativ. Målpositionen som ställts in skickas till börvär desgeneratorn. Denna skapar ett lägesbörvärde för posi tionsregulatorn. Vid lägesreglering tas hänsyn till aktuell inställning av hastighet, acceleration, inbromsning etc. 1 11

34 1. Systemöversikt Positionsförändringar registreras av den interna inkremental givaren (optisk encoder). Om utgångspunkten är känd ges ärpositionen av nerväxlingen och/eller av spindelns stigning. Profile Torque Mode Homing Mode Kraftläge. Driftsätt för att utföra ett direkt positioneringskommando med kraftkontroll (open loop transmission control) genom att reglera motorströmmen. Detta driftsätt gör att man kan ge regulatorn ett extra momentbörvärde (relativt motor strömmen). Kraftkontrollen sker indirekt via regleringen av motorströmmen. Alla angivelser om krafter/moment utgår från det nominella motormomentet/motormärkströmmen. Referenskörning. Ett positioneringsförlopp utförs där referenspunkten och därmed ursprunget till axelns måttreferenssystem bestäms, t.ex. med referensgivare inom den möjliga förflyttnings sträckan eller med överströmsanalys vid körning mot anslag. Följande funktioner finns tillgängliga via manöverpanelen för MTR DCI...H2 för idrifttagning, test eller demonstration: Positioneringskörning för bestämning av en positionssats målposition (Teach Mode) Positioneringskörning för test av alla positionssatserna i positionssatstabellen (Demo posit tab). Positioneringskörning för test av en bestämd positions sats i positionssatstabellen (Move posit set). 1 12

35 1. Systemöversikt 1.5 Driftsäkerhet Driftsäkerheten garanteras genom ett omfattande givar system och ett flertal övervakningsfunktioner: i 2 t övervakning Temperaturövervakning (temperaturmätning av motorn och effektslutsteget) Strömövervakning Spänningsövervakning Registrering av fel i den interna matningsspän ningen. Typ MTR DCI 62...: Registrering av överspänning i mellankretsen; integrerad bromschopper. Övervakning av eftersläpningsfel Registrering av programändlägen. Observera: Säkerställ att axeln alltid ligger inom det tillåtna rörel seområdet med hjälp av gränslägesbrytarnas placering och vid behov extra mekaniska stopp. Aktivera vid behov Node Guarding i CANopen Master för registrering av ett bussbortfall (ledarbrott, frånkoppling av mastern etc.), se avsnitt

36 1. Systemöversikt Varning Kontrollera inom ramen för ditt nödstoppssystem vilka åtgärder som är nödvändiga för att ställa anläggningen i ett säkert läge vid nödstopp. Om det behövs en nödstoppskrets i din applikation ska du använda extra, separata säkerhetsändlägesbrytare (t.ex. som brytande kontakter vid seriekoppling). För att ta bort ENABLE signalen i styrsystemets gränssnitt, Vid behov för att koppla från matningsspänningen. 1 14

37 1. Systemöversikt 1.6 Måttreferenssystem Vid idrifttagning måste ett måttreferenssystem bestämmas för referenskörning till referenskoordinaterna. Med detta måttreferenssystem bestäms alla (absoluta) positioner och kan därmed referensköras Referenspunkter och förflyttningsområde Bestämningen av måttreferenssystemet görs med: 1. Referenskörning för registrering av referenspunkten 2. Inställning av nollpunkten (offset axelnollpunkt och pro jektnollpunkt) 3. Begränsning av förflyttningsområdet (programändlägen). Referenspunkt REF Axelnollpunkten AZ Projektnollpunkten PZ Fastlägger måttreferenssystemet beroende på referenskör ningsmetod på en referensgivare eller ett fast anslag (se även avsnittet "Referenskörning"). Är förskjuten ett definierat avstånd från referenspunkten REF (axelnollpunktens offset). Är en referenspunkt som användaren själv kan välja fritt inom nyttoslaget och som ärpositionen och målpositionen i posi tionssatstabellen utgår ifrån. Projektnollpunkten är förskjuten ett definierat avstånd från axelnollpunkten AZ (projektnollpunktens offset). Projektnoll punkten PZ kan endast ställas in via FCT eller CAN/CI objekt 21F4 h /FHPP 500 (inte på manöverpanelen). Programändlägen Med inställningen av programändlägena begränsas det till låtna förflyttningsområdet (nyttoslaget). Programändlägen utgår från axelnollpunkten. Om målpositionen för ett körkom mando ligger utanför programändlägena utförs inte körkom mandot och felstatus genereras. 1 15

38 1. Systemöversikt Måttreferenssystem Linjäraxel med referenskörningsmetod: Fast anslag e f Rotationsaxel med referenskörningsmetod: Referensgivare REF AZ PZ a b, c d e f Referenspunkt: Fastställd punkt vid referenskörning: Referensgivare eller anslag. Axelnollpunkt: Referenspunkt för projektnollpunkt och programändlägen. Projektnollpunkt: Referenspunkt för ärposition och absoluta positioner i positionssats tabellen. Offset, axelnollpunkt: Avstånd till axelnollpunkten AZ från referenspunkten REF Offset programändlägen: Begränsar tillåtet rörelseområde (nyttoslag) Offset projektnollpunkt: Avstånd från AZ Nyttoslag: Tillåtet rörelseområde Nominell slaglängd för använd axel Tab. 1/6: Måttreferenssystem 1 16

39 1. Systemöversikt Referenspunkt Algoritm Axelnollpunkt 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 Tab. 1/7: Algoritmer för måttreferenssystem med inkrementala mätsystem Tecken och riktningar Alla offsets och positionsvärden är vektorer (med tecken). Vektorernas verkningsriktning +/ kan kopplas samman med motoraxelns rotationsriktning (motoraxel vy). Vid inställ ningen av verkningsriktning är "+" rotation medurs och " " rotation moturs. Detta går att ändra på manöverpanelen (se kapitel 4.5.2) eller via FCT. Detta kan vara fördelaktigt när vinkel eller kuggremsväxlar används. Efter riktningsbytet krävs en ny referenskörning. I vilken riktning nyttolasten rör sig beror på växeln, spindel typen (vänster /högerroterande), de inställda positionernas tecken (+/ ) och inställd verkningsriktning: 1 17

40 1. Systemöversikt Fabriksinställning av verkningsriktningen 2 Riktningsväxling genom ändring av verkningsriktningen Bild 1/4: Inställning av verkningsriktningen (i exemplet MTR DCI + DMES, axialväxel, högerroterande spindel) 1 18

41 1. Systemöversikt Referenskörning På drivenheter med inkrementalt mätsystem krävs alltid en referenskörning efter tillkopplingen. Denna bestäms speciellt för drivenheten med parametern "Referenskörning krävs" (PNU 1014, CANopen/CI 23F6h). Följande referenskörningslägen är tillåtna: Sökning anslag i negativ riktning Sökning anslag i positiv riktning Sökning referensbrytare i positiv riktning Sökning referensgivare i negativ riktning (default). Du kan ställa in två olika hastigheter för referenskörning: sökning av referenspunkt och positionering till axelnollpunkt. Referenskörningsförlopp: 1. Sökning av referenspunkten enligt konfigurerad metod. 2. Körning från referenspunkt till axelnollpunkt AZ (offset axelnollpunkt). 3. Inställning på axelnollpunkten: Aktuell position = 0 offset projektnollpunkt PZ Om referenskörningen gått bra står drivenheten på axelnoll punkten AZ. Vid första idrifttagandet, eller när referenskör ningsmetoden har ändrats, är axelnollpunktens offset = 0; drivenheten står då efter referenskörningen på referenspunk ten REF. 1 19

42 1. Systemöversikt Sökning av anslag Med denna metod rör sig axeln först med sökhastighet i negativ/positiv riktning tills den når det fasta anslaget. När anslaget nås, identifieras det genom att motorströmmen ökar. MTR DCI registrerar att anslaget (och därmed referens positionen) har nåtts när maximal motorström nås och mo torn samtidigt står stilla. Eftersom axeln inte bör trycka mot anslaget, måste offset för axelnollpunkten vara 0 (min. 0,25 mm). + 1 REF ( ) AZ 2 AZ REF (+) 1 Anslag i negativ riktning 2 Anslag i positiv riktning Bild 1/5: Referenskörningsmetoder "Sökning av anslag..." 1 20

43 1. Systemöversikt Sökning av referensgivare Med denna metod rör sig axeln först med sökhastighet i negativ/positiv riktning tills den når referensgivaren. Därefter kör den tillbaka med kryphastighet: Referenspositionen lig ger på den punkt där referensgivaren åter blir inaktiv vid av stängningen. + 1 REF ( ) AZ 2 AZ REF (+) 1 Referensgivare i negativ riktning 2 Referensgivare i positiv riktning Bild 1/6: Referenskörningsmetoder "Sökning av givare..." Om drivenheten redan står vid referensgivaren när referens körningen startas, kör den direkt i motsatt riktning från refe rensgivaren. Sedan kör drivenheten som vanligt mot axelnoll punkten. 1 21

44 1. Systemöversikt 1 22

45 Montering Kapitel 2 2 1

46 2. Montering Innehållsförteckning 2. Montering Allmän information Dimensioner för motorenheten Montering av elektriska axlar

47 2. Montering 2.1 Allmän information Varning Risk för elstötar, kortslutningar eller oväntade rörelser från drivenheten! Innan montering, installation och underhåll påbörjas ska spänningsförsörjningen kopplas från. Information Hantera alla moduler och komponenter försiktigt. Tänk speciellt på följande: Undvik mekaniska spänningar och skevhet vid fast skruvning. Positionera skruvarna exakt så att gängorna inte skadas. Följ angivna vridmoment. Undvik förskjutning mellan modulerna. Se till att anslutningsytorna är rena (så att kontaktfel undviks). 2 3

48 2. Montering 2.2 Dimensioner för motorenheten 13 T1 H1 D2 D3 D1 H0 H2 5 L1 L5 L2 L4 L3 D4 B1 B2 Storlekar [mm] Uppväxling G7/G14 G7 G14 G7 G14 G7/G14/G22 Diameter fläns/axel D D1 D2 D3 D4 21,5 h8 6 h7 42 g10 42 ±0,1 25 h8 8 h7 52 g10 52 ±0,1 32 h8 12 h7 62 g10 62 ±0,1 40 j7 14 h7 Höjd H H0 H1 H2 65,3 ±0,4 21,6 ±0,15 41,5 ±0,3 70,8 ±0,4 26,5 ±0,6 54,5 ±0,4 94,8 ±0,4 37 ±0,9 76,5 ±0,4 128 ±0,5 60,8 ±0, ±0,5 Längd L L1 L2 L3 L4 175,5±1 18,7 ±0,6 2,5 ±0,3 176 ±1 33,3 ±1 25 ±1 2 ±0,2 176 ±1 46,3 ±1 25 ±1 2 ±0,2 194 ±1 39 ±1 33 ±1 3 ±0,3 194 ±1 53 ±1 33 ±1 3 ±0,3 270 ±1 47 ±1 39 ±1 5 ±0,3 Bredd B B1 B2 33,8 ±0,3 46,3 ±0,4 44,8 ±0,4 53,3 ±0,4 63,8 ±0,4 69,5 ±0,4 105,1 ±0,4 105,1 ±0,4 Djup T T1 6 M3: 7 / M4: Tab. 2/1: Dimensioner för motorenheten 2 4

49 2. Montering 2.3 Montering av elektriska axlar Beakta dokumentationen till axeln som används och till extra komponenterna när den elektriska axeln monteras. Varning När axeln monteras i snett eller vertikalt läge finns det risk för personskador vid nedfallande massor. Använd företrädesvis motorenheten med självhäm mande eller självbromsande spindelaxlar. På så sätt undviker du att arbetsmassan glider ned plötsligt vid strömavbrott. På DMES...: Kontrollera om det krävs ytterligare externa säkerhetsåtgärder mot skador vid spindelmutterbrott (t.ex. kugghakar eller rörliga bultar). Se till att: Drivenheten är ordentligt monterad utan spänningar, Utrymmet där axeln och arbetslasten rör sig är tillräckligt stort även för drift med arbetslast, Arbetslasten vid förflyttning av löparen till ändläget inte kolliderar med någon komponent på drivenheten. Se till att tillåtna max. värden följs när det gäller följande parametrar: Referenspunkt för krafter och moment är axelns mitt (L3 se Tab. 2/1). 2 5

50 2. Montering L3 L3 x 0,5 F x F y Bild 2/1: Krafter och moment Krafter och moment Typ MTR DCI... G7 1 stegs Radiell axelbelastning Axiell axelbelastning Max. tillåtet axelpresskraftmoment för växeln 1) F y [N] F x [N] Mx [Nm] , , , Typ MTR DCI... G14/G22 2 stegs Radiell axelbelastning Axiell axelbelastning Max. tillåtet axelpresskraftmoment för växeln 1) F y F x M x [N] [N] [Nm] , , , ) 1) Vid driftfaktor cb=1,0 (3 timmars drift dagligen, inga stötar, konstant rotationsriktning). Motoren hetens växelpresskraftmoment är i regel märkbart lägre, se Teknisk bilaga A, Mekaniska data. 2) MTR DCI G22: Under startfasen är det möjligt med toppvärden för vridmomentet på upp till 37 Nm vid 20 A toppström. Tab. 2/2: Tillåten belastning på växelaxeln 2 6

51 2. Montering Information Motorenheten MTR DCI G22 kan skapa vridmoment stoppar på upp till 37 Nm vid en toppström på 20 A i start fasen. Säkerställ genom att beräkna den dynamiska belast ningen att det maximalt tillåtna axelpresskraftmomentet för växeln inte heller överskrids i startfasen (minska las ten vid behov). Använd gängorna på växelns framsida (se Bild 2/2) vid mon tering av MTR DCI på en mekanisk drivanordning (maskin ram). Minimera axelförskjutningen så här: Placera axeln relativt rotationsaxeln för mekaniken som ska drivas med hjälp av en centerdiameter (D1 eller D3 se Tab. 2/1). Sätt fast motorenheten med 4 skruvar och dra åt skru varna med det angivna åtdragningsmomentet. Motorenheten av typ MTR DCI 32 har totalt 6 gängor för olika varianter av motormonteringar (axiell, parallell). Endast 4 av gängorna används per variant. Dimension Gänga/gängdjup Åtdragningsmoment MTR DCI M3 6 mm 1,2 Nm MTR DCI M3 7 mm 1,2 Nm M4 10 mm 2,9 Nm MTR DCI M5 10 mm 5,9 Nm MTR DCI M5 10 mm 5,9 Nm Tab. 2/3: Åtdragningsmoment 2 7

52 2. Montering För axial montering av axlar från Festo, t.ex. typ DMES... eller typ DGE... finns kopplingar och kopplingshus som tillbehör. Förbindelsen mellan motorenheten och axeln sker med hjälp av en klämanslutning i kopplingshuset. Det gör att ytterligare motorflänsar inte används. Ytterligare information finns i bila gan A.2 och i bruksanvisningen till axeln. MTR DCI MTR DCI Ø 32 4x 90 Ø 36 Ø 32 4x 90 M3 x6 (6) M 4 x10(4x) M 3 x7(4x) MTR DCI MTR DCI Ø 40 Ø 50 4X 90 4x 90 M 5 x10(4x) M 5 x10(4x) Bild 2/2: Montering av drivenheten via gängor på framsidan (direktmontering) 2 8

53 Installation Kapitel 3 3 1

54 3. Installation Innehållsförteckning 3. Installation Installationsöversikt Jordning Spänningsförsörjning Krav på spänningsförsörjningen Matnings och logikspänning Seriellt gränssnitt Ingång för extern referensbrytare Styrsystem Anslutning av fältbussen Fältbusskabel Fältbussens överföringshastighet och längd Bussterminering med termineringsmotstånd