Beschneiden: Oben: 61,5 mm Unten: 61,5 mm Links: 43,5 mm Rechts: 43,5 mm Motordrivsteg CMMP... Beskrivning Montering och installation Typ CMMP-AS-11A Beskrivning 557 336 sv 0708NH [723 749]
Utgåva sv 0708VV Beteckning P.BE-CMMP-AS-11A-HW-SV Artikelnr 557 336 (Festo AG & Co KG., D-73726 Esslingen, 2008) Internet: http://www.festo.com E-post: service_international@festo.com Detta dokument får inte kopieras, delges eller distribueras till obehöriga utan föregående uttryckligt tillstånd. Överträdelse beivras. Alla rättigheter förbehålls, särskilt rätten att inlämna patent-, bruksmönster- eller mönsteransökningar. P.BE-CMMP-AS-11A-HW-SV sv 0708NH 3
Förteckning över revisioner Utgivare: Manualens namn: P.BE-CMMP-AS-11A-HW-SV Filnamn: Filens lagringsplats: Löpnr Beskrivning Revisionsindex Ändringsdatum 1 07.08.2008 Varumärken Microsoft and Windows are either registered trademarks or trademarks of Microsoft Corporation in the United States and/or other countries. SinCoder. 4 P.BE-CMMP-AS-11A-HW-SV sv 0708NH
INNEHÅLLSFÖRTECKNING INNEHÅLLSFÖRTECKNING 1. Allmänt... 11 1.1 Dokumentation... 11 1.2 Leverans... 12 2. Säkerhetsföreskrifter för elektriska drivenheter och styrsystem... 13 2.1 Använda symboler... 13 2.2 Allmän information... 14 2.3 Faror på grund av felaktig användning... 15 2.4 Säkerhetsföreskrifter... 16 2.4.1 Allmänna säkerhetsföreskrifter... 16 2.4.2 Säkerhetsföreskrifter för montering och underhåll... 18 2.4.3 Beröringsskydd till elektriska delar... 20 2.4.4 Skydd mot elektriska stötar med hjälp av skyddsklenspänning (PELV)... 22 2.4.5 Skydd mot farliga rörelser... 22 2.4.6 Beröringsskydd för varma delar... 23 2.4.7 Skydd vid hantering och montering... 23 3. Produktbeskrivning... 25 3.1 Allmänt... 25 3.1.1 Inkopplingssekvens... 28 3.2 Strömförsörjning... 29 3.2.1 AC inmatning trefas... 29 3.2.2 Mellankretskoppling, DC-matning... 29 3.2.3 Säkring... 29 3.3 Bromschopper... 30 3.4 Kommunikationsgränssnitt... 30 3.4.1 Festos profil för hantering och positionering (FHPP)... 31 3.4.2 RS232-gränssnitt... 31 3.4.3 CAN-buss... 32 3.4.4 Profibus... 32 3.4.5 DeviceNET... 32 3.4.6 SERCOS... 33 3.4.7 I/O-funktioner och maskinkontroll... 33 P.BE-CMMP-AS-11A-HW-SV sv 0708NH 5
4. Funktionsöversikt... 36 4.1 Motorer... 36 4.1.1 Synkronservomotorer... 36 4.1.2 Linjärmotorer... 36 4.2 Funktioner hos servopositioneringsregulatorn CMMP-AS... 36 4.2.1 Kompatibilitet... 36 4.2.2 Pulsviddsmodulering (PWM)... 37 4.2.3 Börvärdeshantering... 37 4.2.4 Vridmomentreglerad drift... 38 4.2.5 Varvtalsreglerad drift... 38 4.2.6 Vridmomentsbegränsad varvtalsreglering... 39 4.2.7 Synkronisering med externa taktkällor... 39 4.2.8 Lastmomentkompensering vid vertikalaxlar... 39 4.2.9 Positionering och lägesreglering... 39 4.2.10 Synkronisering, elväxel... 40 4.2.11 Bromshantering... 41 4.3 Positioneringsstyrning... 41 4.3.1 Översikt... 41 4.3.2 Relativ positionering... 42 4.3.3 Absolut positionering... 42 4.3.4 Körprofilgenerator... 42 4.3.5 Referenskörning... 43 4.3.6 Positioneringssekvenser... 44 4.3.7 Stopp-ingång i positioneringsläge... 45 4.3.8 Banstyrning med linjär interpolation (under utveckling)... 45 4.3.9 Tidssynkroniserad fleraxelpositionering... 46 5. Funktionell säkerhetsteknik... 47 5.1 Allmänt, ändamålsenlig användning... 47 5.2 Integrerad funktion "Säkert stopp"... 49 5.2.1 Allmänt/beskrivning "Säkert stopp"... 49 5.2.2 Säker hållbromsaktivering... 51 5.2.3 Funktionssätt/timing... 52 5.2.4 Användningsexempel... 55 6. Mekanisk installation... 59 6.1 Viktig information... 59 6.2 Bild av servopositioneringsregulatorn... 61 6.2.1 Montering... 64 6 P.BE-CMMP-AS-11A-HW-SV sv 0708NH
7. Elinstallation... 65 7.1 Insticksanslutningskonfiguration... 65 7.2 CMMP-AS totalsystem... 67 7.3 Anslutning: Spänningsförsörjning [X9]... 68 7.3.1 Utförande på regulatorn [X9]... 69 7.3.2 Passande kontakt [X9]... 69 7.3.3 Kontaktkonfiguration [X9]... 69 7.4 Anslutning: Motor [X6]... 70 7.4.1 Utförande på regulatorn [X6] på CMMP-AS... 70 7.4.2 Passande kontakt [X6]... 70 7.4.3 Kontaktkonfiguration [X6]... 70 7.5 Anslutning: I/O-kommunikation [X1]... 72 7.5.1 Utförande på regulatorn [X1]... 72 7.5.2 Passande kontakt [X1]... 72 7.5.3 Kontaktkonfiguration [X1]... 73 7.5.4 Typ och utförande av kabeln [X1]... 73 7.5.5 Anslutningsupplysningar [X1]... 74 7.6 Anslutning: Safe Standstill [X3]... 76 7.6.1 Utförande på regulatorn [X3]... 76 7.6.2 Passande kontakt [X3]... 76 7.6.3 Kontaktkonfiguration [X3]... 76 7.7 Anslutning: Resolver [X2A]... 76 7.7.1 Utförande på regulatorn [X2A]... 76 7.7.2 Passande kontakt [X2A]... 76 7.7.3 Kontaktkonfiguration [X2A]... 76 7.8 Anslutning: Encoder [X2B]... 77 7.8.1 Utförande på regulatorn [X2B]... 77 7.8.2 Passande kontakt [X2B]... 77 7.9 Anslutning: Inkrementalgivaringång [X10]... 78 7.9.1 Utförande på regulatorn [X10]... 78 7.9.2 Passande kontakt [X10]... 78 7.9.3 Kontaktkonfiguration [X10]... 78 7.9.4 Typ och utförande av kabeln [X10]... 79 7.9.5 Anslutningsupplysningar [X10]... 79 7.10 Anslutning: Inkrementalgivarutgång [X11]... 79 7.10.1 Utförande på regulatorn [X11]... 79 7.10.2 Passande kontakt [X11]... 79 7.10.3 Kontaktkonfiguration [X11]... 79 P.BE-CMMP-AS-11A-HW-SV sv 0708NH 7
7.11 Anslutning: CAN-buss [X4]... 80 7.11.1 Utförande på regulatorn [X4]... 80 7.11.2 Passande kontakt [X4]... 80 7.11.3 Kontaktkonfiguration [X4]... 80 7.11.4 Anslutningsupplysningar [X4]... 81 7.12 Anslutning: RS232/COM [X5]... 82 7.12.1 Utförande på regulatorn [X5]... 82 7.12.2 Passande kontakt [X5]... 82 7.12.3 Kontaktkonfiguration [X5]... 82 7.13 Information om säker installation enligt EMC-direktivet... 82 7.13.1 Förklaringar och begrepp... 82 7.13.2 Anslutningsinformation... 83 7.13.3 Allmänt om EMC... 83 7.13.4 EMC-områden: miljö 1 och 2... 84 7.13.5 Kabeldragning enligt EMC-kraven... 84 7.13.6 Drift med långa motorkablar... 85 7.13.7 ESD-skydd... 86 8. Idrifttagning... 87 8.1 Generell anslutningsinformation... 87 8.2 Verktyg/material... 87 8.3 Anslutning av motorn... 87 8.4 Anslutning av servopositioneringsregulatorn CMMP-AS till strömförsörjningen... 88 8.5 Anslutning av PC... 88 8.6 Kontroll av driftsberedskapen... 88 9. Servicefunktioner och störningsmeddelanden... 89 9.1 Skydds- och servicefunktioner... 89 9.1.1 Översikt... 89 9.1.2 Fas- och nätbortfallsdetektering... 89 9.1.3 Övervakning av överström och kortslutning... 89 9.1.4 Överspänningsövervakning för mellankretsen... 89 9.1.5 Temperaturövervakning för kylkroppen... 90 9.1.6 Övervakning av motorn... 90 9.1.7 I²t-övervakning... 90 9.1.8 Effektövervakning för bromschoppern... 90 9.1.9 Idrifttagningsstatus... 90 9.1.10 Snabburladdning av mellankretsen... 91 9.2 Driftsätts- och störningsmeddelanden... 91 9.2.1 Driftsätts- och felmeddelanden... 91 8 P.BE-CMMP-AS-11A-HW-SV sv 0708NH
9.2.2 Felmeddelanden... 92 A. Tekniska data... 101 A.1 Manöver- och indikeringselement... 102 A.2 Försörjning [X9]... 102 A.3 Motoranslutning [X6]... 103 A.4 Vinkelgivaranslutning [X2A] och [X2B]... 104 A.4.1 Resolveranslutning [X2A]... 104 A.4.2 Encoderanslutning [X2B]... 105 A.5 Kommunikationsgränssnitt... 107 A.5.1 RS232 [X5]... 107 A.5.2 CAN-buss [X4]... 107 A.5.3 I/O-gränssnitt [X1]... 107 A.5.4 Inkrementalgivaringång [X10]... 108 A.5.5 Inkrementalgivarutgång [X11]... 108 B. Ordlista... 111 P.BE-CMMP-AS-11A-HW-SV sv 0708NH 9
1. Allmänt 1. Allmänt 1.1 Dokumentation Denna produktmanual är till för att kunna arbeta säkert med servopositioneringsregulatorerna i serien CMMP-AS- -11A för 3-fas servopositioneringsregulatorer. Den innehåller säkerhetsföreskrifter som måste beaktas. Ytterligare information finns i följande manualer till produkterna i serien CMMP-AS: - Produktmanual "Servopositioneringsregulator P-BE-CMMP-AS-..-3A": Beskrivning av tekniska data och funktionen, samt information om installation och drift av servopositionsregulatorn CMMP-AS-C2-3A och CMMP-AS-C5-3A för 1-fas servopositioneringsregulatorer. - CANopen-manual: P.BE-CMMP-CO-SW "Servopositioneringsregulator CMMP-AS": Beskrivning av det implementerade CANopen-protokollet enligt DSP402. - PROFIBUS-manual: P-BE-CMMP-FHPP-PB-SW "Servopositioneringsregulator CMMP-AS": Beskrivning av det implementerade protokollet för PROFIBUS-DP. - SERCOS-manual: P-BE-CMMP-SC-SW "Servopositioneringsregulator CMMP-AS": Beskrivning av den implementerade SERCOS-funktionen. - Ethernet-manual: P-BE-CMMP-ET-SW "Teknikmodul Ethernet": Beskrivning av tekniska data och enhetens funktion när Ethernet-teknikmodulen 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 FHPPdataprofilen. Hela programvarufunktionen i den nya serien CMMP-AS realiseras stegvis i en utvecklingsprocess. P.BE-CMMP-AS-11A-HW-SV sv 0708NH 11
1. Allmänt 1.2 Leverans Leveransen omfattar: Antal Leverans 1 Servopositioneringsregulator CMMP-AS 1 Kontaktdon för motoranslutning och effekt istucken Tabell 1.1 Passande kontakter för styr- eller vridvinkelgivare ingår inte som standard i leveransen. De kan dock beställas som tillbehör: www.festo.com/katalog 12 P.BE-CMMP-AS-11A-HW-SV sv 0708NH
2. Säkerhetsföreskrifter för elektriska drivenheter och styrsystem 2.1 Använda symboler Upplysningar Information Viktig information och anvisningar. Observera Om dessa anvisningar inte följs kan det leda till svåra sakskador. Varning Om dessa anvisningar inte följs kan det leda till sak- och personskador. Varning FARA! Om dessa anvisningar inte följs kan det leda till svåra sak- och personskador. Varning Livsfarlig spänning! Säkerhetsföreskriften innehåller information om eventuellt livsfarlig spänning. Tillbehör Miljö P.BE-CMMP-AS-11A-HW-SV sv 0708NH 13
2.2 Allmän information Festo AG & Co.KG ansvarar inte för skador som uppstår på grund av att varningsanvisningarna inte följs. Information Läs igenom Säkerhetsföreskrifter för elektriska drivenheter och styrsystem fr.o.m. sidan 13 och kapitlet 7.13 Information om säker installation enligt EMC-direktivet, sidan 82 före idrifttagningen. Fråga leverantören och informera denne om det inte går att förstå informationen i den här dokumentationen. Felfri och säker drift av servodrivregulatorn förutsätter att transporten sköts fackmässigt, att förvaring, montering och projektering görs på ett 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 enligt denna produktmanual resp. varningsanvisningarna på själva produkten, är personer som har tillräckligt goda kunskaper om projektering, uppställning, montering, idrifttagning och drift av produkten samt om alla varningar och försiktighetsåtgärder i den här manualen och som har följande kvalifikationer, vilka motsvarar arbetsuppgifterna de ska utföra: Utbildning och undervisning om resp. tillståndsgivning att koppla in och koppla ur samt jorda utrustning/system enligt säkerhetstekniska standarder och märka dem på ett lämpligt sätt enligt arbetsvillkoren. Utbildning eller undervisning om skötsel och användning av lämplig skyddsutrustning enligt säkerhetstekniska standarder. Första hjälpen-utbildning. Följande information måste läsas före den första idrifttagningen av anläggningen för att förhindra personskador och/eller sakskador: Dessa säkerhetsföreskrifter ska alltid följas. 14 P.BE-CMMP-AS-11A-HW-SV sv 0708NH
Försök inte installera servodrivregulatorn eller ta den i drift innan du har läst alla säkerhetsföreskrifter för elektriska drivenheter och styrsystem som finns i det här dokumentet. Dessa säkerhetsanvisningar och all annan användarinformation ska läsas igenom före varje arbete på servodrivregulatorn. Vänd dig till återförsäljaren om det inte finns någon användarinformation för servodrivregulatorn. Begär att dessa underlag omedelbart skickas till den eller dem som ansvarar för att driften av servodrivregulatorn är säker. Vid försäljning, uthyrning och/eller om servodrivregulatorn överlämnas på något annat sätt måste säkerhetsföreskrifterna följa med. Av säkerhets- och garantiskäl är det inte tillåtet för användaren att öppna servodrivregulatorn. Förutsättningen för att servodrivregulatorn ska fungera felfritt är att projekteringen gjorts på ett fackmässigt sätt. Varning FARA! Om servodrivregulatorn hanteras felaktigt, om ingen hänsyn tas till varningsanvisningarna eller om felaktiga ingrepp utförs på säkerhetsanordningarna kan detta leda till sakskador, 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 svåra personskador till följd av elektriska stötar! P.BE-CMMP-AS-11A-HW-SV sv 0708NH 15
Varning FARA! Hög elektrisk spänning till följd av felaktig anslutning! Livsfara eller personskador till följd av elektriska stötar! Varning FARA! Risk för heta ytor på huset till utrustningen! Risk för skador! Risk för brännskador! Varning FARA! Farliga rörelser! Livsfara, svåra personskador eller sakskador till följd av oavsiktliga motorrörelser! 2.4 Säkerhetsföreskrifter 2.4.1 Allmänna säkerhetsföreskrifter Varning Servodrivregulatorn motsvarar kapslingsklass IP20 och föroreningsklass 1. Se till att omgivningen motsvarar kapslings- och föroreningsklassen. Varning Använd bara tillbehör och reservdelar som godkänts av tillverkaren. Varning Anslut servodrivregulatorerna till nätet enligt EN-standarderna och VDE-föreskrifterna så att de kan kopplas från nätet med lämpliga frånkopplare (t.ex. huvudströmbrytare, säkerhetsbrytare eller effektbrytare). Servodrivregulatorn kan som säkerhetsåtgärd utrustas med en allströmskänslig jordfelsbrytare (RCD = Residual Current protective Device) 300 ma. 16 P.BE-CMMP-AS-11A-HW-SV sv 0708NH
Varning Använd förgyllda kontakter eller kontakter med högt kontakttryck för att ställa om styrkontakterna. Vidta felförebyggande åtgärder för ställverk, t.ex. tillkoppling av kontaktorer, reläer med RC-element eller dioder. Följ de lokala säkerhetsföreskrifterna och säkerhetsbestämmelserna i det land där utrustningen används. Varning Omgivningsförhållandena som anges i produktdokumentationen måste upprätthållas. Det är inte tillåtet att använda utrustningen på ett sätt som äventyrar säkerheten utan uttryckligt tillstånd från tillverkaren. Information om installation enligt EMC-kraven finns i kapitel 7.13 (sidan 82). Ansvaret för att gränsvärdena i de nationella föreskrifterna följs åligger tillverkaren av anläggningen eller maskinen. Varning Tekniska data samt anslutnings- och installationskrav för servodrivregulatorn finns i den här produktmanualen och måste följas. Varning FARA! Följ de allmänna installations- och säkerhetsföreskrifterna för arbete på starkströmanläggningar (t.ex. DIN, VDE, EN, IEC eller andra nationella och internationella föreskrifter). Att inte följa dem kan leda till döden, personskador eller omfattande sakskador. P.BE-CMMP-AS-11A-HW-SV sv 0708NH 17
Följande föreskrifter gäller bl.a. (ofullständig förteckning): VDE 0100 EN 60204-1 EN 50178 EN ISO 12100 EN 1050 EN 1037 EN 954-1 Föreskrift för installation av starkströmanläggningar upp till 1 000 volt Elektrisk maskinutrustning Utrustning av starkströmanläggningar med elektrisk drift Maskinsäkerhet Grundläggande begrepp, allmänna konstruktionsprinciper Maskinsäkerhet Principer för riskbedömning Maskinsäkerhet Förhindrande av oväntad start Säkerhetsrelaterade delar av styrsystem 2.4.2 Säkerhetsföreskrifter för montering och underhåll Vid montering och underhåll av anläggningen gäller alltid de tillämpliga DIN-, VDE-, ENoch IEC-föreskrifterna samt alla nationella och lokala säkerhetsföreskrifter och olyckfallsförebyggande föreskrifter. Installatören/operatören ansvarar för att föreskrifterna följs: Varning Servodrivregulatorn får endast användas, underhållas och/eller tas i drift av personal som är utbildad för och behörig att utföra arbete på eller med elektrisk utrustning. Förhindrande av olyckor, personskador och/eller sakskador: Varning Säkra de vertikala axlarna så att de inte faller av eller sänks ned när motorn stängts av. Detta kan göras: - genom att den vertikala axeln spärras mekaniskt, - med en extern broms-/fång-/klämanordning eller - genom att axelns vikt balanseras. Varning Hållbromsen på motorn (ingår i standardleveransen) eller en extern hållbroms på motorn som aktiveras av drivenhetens regulator är inte lämpade som personskydd! 18 P.BE-CMMP-AS-11A-HW-SV sv 0708NH
Varning FARA! Koppla från spänningen till den elektriska utrustningen med huvudströmbrytaren och spärra spänningsförsörjningen mot återtillkoppling, vänta tills mellankretsen är urladdad. Detta ska göras vid: - Underhållsarbeten och idrifttagning - Rengöring - Långa driftsavbrott Varning FARA! Kontrollera att strömförsörjningen är frånkopplad och spärrad samt att mellankretsen är urladdad innan underhållsarbeten påbörjas. Varning Under användning och upp till ca 5 minut efter det att servodrivregulatorn frånkopplats leder det externa eller interna bromsmotståndet farlig mellankretsspänning. Om man kommer i kontakt med denna spänning kan det leda till döden eller allvarliga skador. Varning Det är viktigt att vara noggrann vid monteringen. Kontrollera att varken borrspån, metalldamm eller monteringsdelar (skruvar, muttrar, kabelbitar) kan trilla ned i servodrivregulatorn under monteringen eller senare när drivenheten är i drift. Kontrollera även att den externa spänningsförsörjningen till regulatorn (24 V) är frånkopplad. Koppla alltid från mellankretsen eller nätspänningen innan spänningsmatningen till regulatorn (24 V) kopplas från. P.BE-CMMP-AS-11A-HW-SV sv 0708NH 19
Varning Arbeten i maskinområdet får bara utföras när växelströms-/likströmsmatningen är frånkopplad och spärrad. Frånkopplade effektsteg eller frånkopplad regulatoraktivering är inte lämpliga spärrar. Om fel uppstår kan det leda till att drivenheten flyttas oavsiktligt. Undantag är drivningar med säkerhetsfunktionen "Säkert stopp" enligt EN 954-1 KAT 3 Varning Genomför idrifttagningen med motorerna på tomgång för att undvika mekaniska skador, t.ex. p.g.a. fel rotationsriktning. Varning Elektronisk utrustning är normalt sett inte avbrottssäker. Användaren ansvarar för att den elektriska utrustningen i anläggningen säkras vid avbrott. Varning FARA! Servodrivningsregulatorn och framför allt bromsmotståndet, externt eller internt, kan uppnå höga temperaturer som kan orsaka svåra brännskador vid beröring. 2.4.3 Beröringsskydd till elektriska delar Det här avsnittet gäller bara utrustning och drivkomponenter med en spänning på över 50 volt. Om delar med en spänning på över 50 volt vidrörs utsätts personen som vidrör dem för fara och kan få en elektrisk stöt. När elektrisk utrustning är i drift står alltid vissa delar av den under farlig spänning. Varning Livsfarlig spänning! Hög elektrisk spänning! Livsfara, risk för skada till följd av elektriska stötar eller risk för svåra personskador! Vid drift gäller alltid de tillämpliga DIN-, VDE-, EN- och IEC-föreskrifterna samt alla nationella och lokala säkerhetsföreskrifter och olyckfallsförebyggande föreskrifter. Installatören/operatören ansvarar för att föreskrifterna följs: 20 P.BE-CMMP-AS-11A-HW-SV sv 0708NH
Varning Montera beröringskåporna och beröringsskydden på utrustningen innan den tillkopplas. Kontrollera att ett yttre hus, t.ex. ett kopplingsskåp, skyddar mot direkt beröring av elektriska delar vid inbyggd utrustning. Varning Skyddsledaren för den elektriska utrustningen och elektriska apparater ska anslutas fast till matningsnätet. Läckströmmen är p.g.a. det integrerade nätfiltret högre än 3,5 ma! Varning Anslut alltid skyddsledaren till all elektrisk utrustning enligt kopplingsschemat alt. till jordledaren före idrifttagning, även om det bara är för en kort stund, t.ex. vid mätning eller kontroll. I annat fall kan det uppstå hög spänning på huset, vilket kan leda till elektriska stötar. Varning Vidrör inte de elektriska anslutningsställena på komponenterna när dessa är tillkopplade. Varning Innan elektriska delar med en spänning på över 50 volt hanteras, ska utrustningen isoleras från nätet eller spänningskällan. Säkra mot återtillkoppling. Varning Vid installation måste hänsyn tas till hur hög mellankretsspänningen är. Detta gäller särskilt i samband med isolering och skyddsåtgärder. Se till att jordningen, ledarnas dimensioner och motsvarande kortslutningsskydd är korrekta. P.BE-CMMP-AS-11A-HW-SV sv 0708NH 21
Varning Servodrivregulatorn har en mellankrets-snabburladdningskoppling i enlighet med EN 60204-1. I vissa konstellationer, framför allt vid parallellkoppling av flera servodrivregulatorer i mellankretsen, eller om ett bromsmotstånd inte är anslutet, kan det hända att snabburladdningen inte har någon effekt. Servodrivregulatorn kan efter det att den har frånkopplats vara spänningsförande i upp till 5 minuter (kondensatorrestladdning). 2.4.4 Skydd mot elektriska stötar med hjälp av skyddsklenspänning (PELV) Alla anslutningar och klämmor med en spänning på 5 till 50 volt som sitter på servodrivregulatorn har skyddsklenspänning som är utformad så att dessa kan vidröras enligt följande standarder: Standarder - internationella: IEC 60364-4-41 - europeiska: EN 50178 och EN60204-1 Varning FARA! Hög elektrisk spänning till följd av felaktig anslutning! Livsfara eller risk för skada till följd av elektriska stötar! Endast utrustning, elektriska komponenter och kablar med skyddsklenspänning (PELV = Protective Extra Low Voltage) får anslutas till anslutningar och plintar med en spänning på mellan 0 och 50 volt. Anslut endast till spänning och strömkretsar som är säkert isolerade från farlig spänning. Säker isolering uppnås t.ex. med isolationstransformatorer, säkra optokopplare eller batteridrift utan nätanslutning. 2.4.5 Skydd mot farliga rörelser Farliga rörelser kan orsakas av att anslutna motorer aktiveras på ett felaktigt sätt. Det kan ha flera olika orsaker: Orsaker - Smutsiga eller felaktigt dragna ledningar eller kablar - Felaktig manövrering av komponenten - Fel på mätvärdes- eller signalgivarna - Defekta komponenter eller komponenter som inte uppfyller EMC-kraven - Fel på programvaran i det överordnade styrsystemet Dessa fel kan uppstå direkt efter tillkopplingen eller under drift. 22 P.BE-CMMP-AS-11A-HW-SV sv 0708NH
Övervakningen i drivkomponenterna utesluter i största möjliga mån fel i de anslutna drivenheterna. Med hänsyn till personsäkerheten, framförallt vad gäller risk för personskador och/eller sakskador, är det viktigt att inte enbart förlita sig på detta. Fram till dess att den inbyggda övervakningen aktiveras ska man alltid räkna med en felaktig drivenhetsrörelse vars omfattning beror på typ av styrsystem och drifttillståndet. Varning FARA! Farliga rörelser! Livsfara, risk för skada, svåra personskador eller sakskador! Med hänsyn till ovan nämnda skäl måste övervakning eller åtgärder som är viktiga för anläggningen vidtas för att garantera personsäkerheten. Åtgärderna bestäms av installatören efter det att en risk- och felanalys av de specifika anläggningsförhållandena har gjorts. Hänsyn ska tas till de säkerhetsföreskrifter som gäller för anläggningen. Om säkerhetsanordningarna frånkopplas, hanteras eller inte aktiveras kan slumpmässiga maskinrörelser eller andra fel uppstå. 2.4.6 Beröringsskydd för varma delar Varning FARA! Risk för heta ytor på huset till utrustningen! Risk för skador! Risk för brännskador! Varning Risk för brännskador! Vidrör inte husets yta i närheten av varma värmekällor! Låt utrustningen svalna i minst 10 minuter efter frånkoppling innan den vidrörs. Om varma delar på utrustningen, t.ex. hus som innehåller kylkroppar och motstånd, vidrörs kan det leda till brännskador! 2.4.7 Skydd vid hantering och montering Om vissa delar och komponenter hanteras och monteras på ett felaktigt sätt kan det under ogynnsamma omständigheter leda till personskador. P.BE-CMMP-AS-11A-HW-SV sv 0708NH 23
Varning FARA! Här gäller allmänna säkerhetsföreskrifter: Risk för personskador till följd av icke fackmässig hantering! Risk för kläm-, klipp-, skär- och stötskador! Varning Följ de allmänna installations- och säkerhetsföreskrifterna för hantering och montering. Använd lämpliga monterings- och transportanordningar. Förebygg klämskador med lämpliga åtgärder. Använd bara lämpliga verktyg. Använd föreskrivna specialverktyg. Använd lyftanordningar och verktyg på rätt sätt. Använd vid behov lämplig skyddsutrustning (t.ex. skyddsglasögon, skyddsskor, skyddshandskar). Vistas inte under hängande last. Torka genast bort vätskor på golvet p.g.a. halkrisken. 24 P.BE-CMMP-AS-11A-HW-SV sv 0708NH
3. Produktbeskrivning 3.1 Allmänt Servopositioneringsregulatorn i serien CMMP-AS (följeservo andra generationen) är intelligenta AC-servoomriktare med omfattande möjligheter till parameterinställning och utbyggnadsalternativ. De kan därför flexibelt anpassas till en mängd olika tillämpningar. Servopositioneringsregulatorfamiljen innehåller typer med enfas- och trefasmatning. Typkod: Exempel: CMMP-AS-C10-11A-3P Servodrivsteg i Premium-serien för AC-synkronmotorer, 10 A märkström, 3 x 230 480 V ingångsspänning, trefas CMM P AS C10 11A _ 3P Produktserie CMM Motordrivsteg Utförande P Premium Motorteknologi AS AC-synkron Motormärkström C10 10 A Ingångsspänning 11A 3 x 230 480 VAC Faser 3P 3-fas Typerna med trefasmatning är avsedda för anslutning till 3 x 400 VAC-nätet. Alla servopositioneringsregulatorer i familjen CMMP-AS har följande egenskaper: - Platsbesparande kompakt bokform, kan sättas på rad - Noggrann reglering tack vare sensorer av hög kvalitet, vida överlägsen vad som vanligtvis finns på marknaden. P.BE-CMMP-AS-11A-HW-SV sv 0708NH 25
- Full integrering av alla komponenter för drivstegs- och effektdelen, inklusive RS232- gränssnitt för PC-kommunikationen, CANopen-gränssnitt för integrering i automatiseringssystem - Integrerad universell vridvinkelgivaranalys 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 följs utan att externa åtgärder behövs - Design enligt UL-standarder, UL-certifiering - EMC-optimerat metallhus inneslutet runt om, för infästning på vanliga kopplingsskåpsmonteringsplattor. Produkterna håller kapslingsklass IP20. - Alla filter som är nödvändiga för att uppfylla EMC-kraven under drift (miljö 1 med begränsad tillgång enligt EN 61800-3) är integrerade i utrustningen, t.ex. nätfilter, motorutgångsfilter, filter för 24 V-matningen samt in- och utgångarna. Filtren är dimensionerade för motorkabellängder upp till 25 m. För längder mellan 25 m och 50 m krävs externa filter. - Integrerat bromsmotstånd. För stora bromsenergier kan externa motstånd anslutas. - Fullständig galvanisk isolering av drivstegsdel och effektslutsteg enligt EN 50178. 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 användningsspecifika extrafunktioner - Ryckfri eller tidsoptimerad positionering relativt eller absolut mot en referenspunkt - Punkt-till-punkt-positionering med eller utan överslipning - Varvtals- och vinkelsynkronkörning med elektronisk växel via inkrementalgivaringång eller fältbuss - Många driftsätt för synkronisering - Mångsidiga referenskörningsmetoder - Joggdrift - Teach-in-läge - Korta cykeltider, bandbredd i strömreglerkretsen ca 2 khz, i varvtalsreglerkretsen ca 500 Hz - Omkopplingsbar taktfrekvens för slutsteget - Fritt programmerbara I/Os 26 P.BE-CMMP-AS-11A-HW-SV sv 0708NH
- Användarvänlig parameterinställning med tillhörande programvara från Festo - Menystyrt första idrifttagande - Automatisk motoridentifikation - Enkel koppling till ett överordnat styrsystem, t.ex. till en PLC via I/O-nivån eller via fältbuss - Högupplösande 16-bitars analog ingång - Utbyggnadsinsticksplatser för - I/O-utbyggnadsmodul - Profibus-gränssnitt - DeviceNet - Ethernet - Sercos - Tillval "Säkert stopp" enl. EN 954-1, säkerhetskategori 3 (integrerad i produkten) P.BE-CMMP-AS-11A-HW-SV sv 0708NH 27
3.1.1 Inkopplingssekvens Power On t1 Initieringsfas Regulatoraktiveri ng (DIN5) t2 t3 t5 Effektsteget är på t7 Hållbroms lossad DOUT0: READY t4 a b t6 Varvtalsbörvärde Varvtalsärvärde Tid Aktion t1 3500 ms Bootprogramgenomgång och applikationsstart t2 > 500 µs (t cycp ) t3 30 ms beror på drivningens driftsätt och tillstånd t4a = N x 10 ms kan parameterinställas (bromsparameter körstartsfördröjning t F ) t4b > 100 ms Som tillval på motorer med vinkelgivare utan kommuteringssignaler: Tid för kommuteringslägesbestämning t5 < 10 ms t6 = K x 250 µs (t cycn ) Beroende av snabbstoppsrampen t7 = M x 10 ms kan parameterinställas (bromsparameter frånkopplingsfördröjning t A ) Tabell 3.1 Timing inkopplingssekvens 28 P.BE-CMMP-AS-11A-HW-SV sv 0708NH
3.2 Strömförsörjning 3.2.1 AC inmatning trefas Servopositioneringsregulatorn CMMP-AS uppfyller följande krav på en servodrivregulator - Frekvensområde nominellt 50 60 Hz 10% - Elektrisk stöttålighet för kombinationsmöjligheten med servoomriktare. Servopositioneringsregulatorn CMMP-AS gör det möjligt att växla dynamiskt åt båda hållen mellan motordrift och generatordrift utan dödtid. - Slutanvändaren behöver inte göra någon parameterinställning Inkopplingsförhållande: - När servopositioneringsregulatorn CMMP-AS försörjs med nätspänning laddas mellankretsen upp (< 1 s) via bromsmotstånden när mellankretsreläet är deaktiverat. - När mellankretsen har förladdats slår reläet till och mellankretsen kopplas hårt till försörjningsnätet utan motstånd. 3.2.2 Mellankretskoppling, DC-matning Mellankretskoppling: - Servopositioneringsregulatorerna i serien CMMP-AS kan kopplas ihop med varandra med samma nominella mellankretsspänning. DC-matning: - Direkt DC-matning utan nätanslutning via mellankretsklämmorna fungerar med spänningar 60 VDC. Den digitala motortemperaturövervakningen fungerar först från och med en mellankretsspänning på 230 VDC. Är spänningen mindre registreras alltid den digitala motortemperaturgivaren som öppen. 3.2.3 Säkring I matarkabeln ska en trefas automatsäkring - för CMMP-AS-C5-11A 16 A med trög karakteristik (B16) och - en trefas automatsäkring med 25 A med trög karakteristik (B50) för CMMP-AS-C10-11A användas. P.BE-CMMP-AS-11A-HW-SV sv 0708NH 29
Om UL-certifiering krävs ska följande angivelser för säkringen beaktas: Listed Circuit Breaker according UL 489, rated 480Y/ 277 Vac, 16 A, SCR 10 ka 3.3 Bromschopper I effektslutsteget finns en integrerad bromschopper med bromsmotstånd. O m mellankretsens tillåtna laddningskapacitet överskrids under återmatningen kan bromsenergin omvandlas till värme via det interna bromsmotståndet. Bromschoppern aktiveras via programvaran. Programvaran och hårdvaran skyddar det interna bromsmotståndet mot överbelastning. Om de interna bromsmotståndens effekt inte räcker till för en viss applikation, kan motstånden kopplas från genom att bryggan mellan stiften BR-CH och BR-INT på kontakten [X9] tas bort. Istället ansluts ett externt bromsmotstånd mellan stiften BR-CH och ZK+. Detta bromsmotstånd får inte underskrida angivna minimivärden (se Tabell A.10 sidan 103). Utgången är säkrad mot kortslutning i bromsmotståndet eller i sin matarledning. Varning FARA! Stiftet BR-CH ligger på positiv mellankretspotential och är därmed oskyddad mot kortslutning mot jord eller nätspänning eller mot negativ mellankretsspänning. Varning Hög elektrisk spänning! Interna och externa bromsmotstånd kan inte användas samtidigt. De externa bromsmotstånden är inte automatiskt överbelastningsskyddade av apparaten. 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. Servopositioneringsregulatorn CMMP-AS har dessutom i grundmodulen ett CANopengränssnitt. Som utbyggnadsalternativ via insticksmoduler kan - PROFIBUS-DP - SERCOS - Ethernet 30 P.BE-CMMP-AS-11A-HW-SV sv 0708NH
- DeviceNet användas. Servopositioneringsregulatorn arbetar alltid som slav på fältbussen i det aktuella produktutförandet. För att få en enhetlig aktivering kan fältbussprotokollet FHPP (se FHPP-handbok P.BE- CMM-FHPP-SW) användas: 3.4.1 Festos profil för hantering 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 kontroll och programmering av Festos olika fältbussystem och drivsteg. Dessutom får användaren en enhetlig definition av driftsätt I/O-datastruktur parameterobjekt förloppskontroll Fältbusskommunikation Satsselektion Direktdrift Parameterkanal 1 2 n Moment Position Hastighet Fri åtkomst till alla parametrar Läs- och skrivbehörighet Tabell 3.2 Princip FHPP 3.4.2 RS232-gränssnitt RS232-protokollet är huvudsakligen avsett som parameterinställningsgränssnitt, men möjliggör också styrning av servopositioneringsregulatorn CMMP-AS i testdrift. P.BE-CMMP-AS-11A-HW-SV sv 0708NH 31
3.4.3 CAN-buss För kommunikation via CAN-bussen finns följande profiler: CANopen-protokoll enligt DS301 med användningsprofil DSP402 eller Festos positioneringsprofil FHPP. Det specifika Festo-CAN-protokollet i föregångarfamiljen SEC-AC stöds inte längre i serien CMMP-AS. 3.4.4 Profibus Stöd för PROFIBUS-kommunikation enligt DP-V0. För drivtekniktillämpningarna finns funktionerna enligt Profidrive version 3.0. Funktioner som ingår är funktionerna enligt Application Class 1 (varvtals- och vridmomentsreglering) samt Application Class 3 (punkttill-punkt-positionering). Fler Profidrive-funktioner håller på att utarbetas. Dessutom är det möjligt att ansluta enheten till styrsystem via en I/O-avbild via Profibus. Från styrsystemet leder detta alternativ till samma funktioner som vid en vanlig PLCanslutning via parallellkoppling med enhetens digitala in-och utgångar. Via ett specifikt Festo-telegram finns även möjlighet att komma åt alla modulspecifika funktioner, utöver de som definieras av Profidrive. Profibusprofilen från föregående modulfamilj SEC-AC stöds inte längre. 3.4.5 DeviceNET DeviceNet-manualen P.BE-CMMP-FHPP-DN-SW beskriver det implementerade DeviceNetprotokollet. Festo har utvecklat en optimerad dataprofil som anpassats efter målapplikationerna för hanterings- och positioneringsuppgifter. Den kallas "Festo Handling and Positioning Profile" FHPP. FHPP möjliggör kontroll och programmering av Festos olika fältbussystem och drivsteg. Dessutom definieras i stor utsträckning enhetliga driftsätt, I/O-datastruktur, parameterobjekt och förloppsstyrningen. DeviceNet är ett maskinorienterat nätverk som används för anslutningar mellan enkel industriell utrustning (givare, ställdon) och överordnad utrustning (reglerutrustning). DeviceNet är baserat på CIP (Common Industrial Protocol) och delar alla gemensamma aspekter för CIP med adaptioner för att anpassa frame-storleken för DeviceNet. För en snabb och enkel idrifttagning finns funktionerna för motordrivstegets DeviceNetgränssnitt beskrivna i en EDS-fil. Med ett passande konfigurationsverktyg kan man 32 P.BE-CMMP-AS-11A-HW-SV sv 0708NH
konfigurera utrustning i ett nätverk. EDS för DeviceNet finns bara på CD:n som följer med produkten. Den senaste versionen kan laddas ner från vår hemsida. 3.4.6 SERCOS SERCOS-modulen gör det möjligt att koppla samman servopositioneringsregulatorn med ett SERCOS-kompatibelt CNC-styrsystem. Kommunikationen på SERCOS-bussen sker inom en ringformad optofiberanslutning (LWL) med överföringshastigheter på upp till 16 Mbaud. Om sex servopositioneringsregulatorer är anslutna, kan bör- resp. ärvärde (positions-, varvtals- och momentvärden) utbytas med CNC-styrsystemet var 500 μs. En egenhet är att alla anslutna deltagare synkroniseras med varandra via SERCOS-bussen under drift. Om det finns flera servopositioneringsregulatorer inom en och samma buss, arbetar de interna regulatorerna och slutstegen för alla servopositioneringsregulatorer med låst fas sinsemellan. SERCOS-modulen kan endast användas i inskjutsfacket Ext 2. 3.4.7 I/O-funktioner och maskinkontroll Tio digitala ingångar gör de elementära styrfunktionerna klara (jämför med kapitel A.5.3 I/O-gränssnitt [X1], sidan 107): Servopositioneringsregulatorn CMMP-AS har en måltabell där positioneringsmålen sparas och varifrån de senare kan erhållas. Målen väljs ut med hjälp av minst fyra digitala ingångar, en ingång används som startingång. Gränslägesbrytarna 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 hårdvaran 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 bitars) är av Single-ended-typ. De analoga signalerna kvantifieras och digitaliseras av analog-digital-omvandlaren med en upplösning på 16 resp. 10 bitar. De analoga signalerna används vid förinställning av börvärden (varvtal eller moment) för regleringen. De befintliga digitalingångarna är vid normal användning redan konfigurerade med grundfunktioner. Om fler funktioner ska användas, som Teach-in-läge, separat ingång "Start referenskörning" eller stopp-ingång, kan som tillval analogingångarna AIN1 och AIN2 användas. Dessa kan också användas som digitalingångar DIN12 och DIN13 samt digitalutgångar DOUT2 och DOUT3. P.BE-CMMP-AS-11A-HW-SV sv 0708NH 33
Om analogingångarna AIN1 och ANI2 används som digitalingångar, måste en jordanslutning skapas från AGND till GND24 på stickkontakt X1 stift 14 och 6. Information Med anslutningen mellan AGND och GND24 blir skyddet av elektroniken mot överspänning overksamt. Gränslägesbrytare Gränslägesbrytare aktiv t2 t4 Varvtalslistvärde (1) t1 t3 Varvtalslistvärde (2) Tid Aktion t1 < 250 µs (t cycn ) t2 = N x 250 µs (t cycn ) Beroende av snabbstoppsrampen t3 < 10 ms t4 = M x 250 µs (t cycn ) Beroende av varvtalsrampen Tabell 3.3 Timing inkopplingssekvens 34 P.BE-CMMP-AS-11A-HW-SV sv 0708NH
Varvtalslistvärde (1) : Varaktig spärrning av rotationsriktningen på grund av gränslägesbrytaren. Varvtalslistvärde (2) : Ingen varaktig spärrning av rotationsriktningen på grund av gränslägesbrytaren. P.BE-CMMP-AS-11A-HW-SV sv 0708NH 35
4. Funktionsöversikt 4.1 Motorer 4.1.1 Synkronservomotorer I det typiska fallet används permanentmagnetiserade synkronmaskiner med sinusformad EMK. Servopositioneringsregulatorn CMMP-AS är en universell servopositioneringsregulator som kan användas för att driva standardservomotorer. Motordata fastställs och parameterinställs med hjälp av en automatisk motoridentifikation. 4.1.2 Linjärmotorer Utöver rotationsanvändningar lämpar sig servopositioneringsregulatorerna CMMP-AS även för linjära drivenheter. Här stöds permanentmagnetiserade synkronlinjärmotorer. Servopositioneringsregulatorerna i familjen 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 hos servopositioneringsregulatorn CMMP-AS 4.2.1 Kompatibilitet Regleringsstrukturen hos servopositioneringsregulatorn CMMP-AS har i stor utsträckning samma egenskaper, gränssnitt och parametrar som den föregående familjen SEC-AC, av kompatibilitetsskäl sett ur användarens synvinkel. Bild 4.1 Reglerstuktur hos CMMP-AS 36 P.BE-CMMP-AS-11A-HW-SV sv 0708NH
Bild 4.1 visar den grundläggande reglerstrukturen hos CMMP-AS. Strömregulatorn, varvtalsregulatorn och lägesregulatorn är anordnade som kaskadreglering. Strömmen kan på grund av den rotororienterade reglerprincipen anges uppdelad i aktiv ström (i q ) och reaktiv ström (i d ). Därför finns det två strömregulatorer som var och en fungerar som PIregulator. I Bild 4.1 visas inte i d -regulatorn av tydlighetsskäl. Som grundläggande driftsätt finns vridmomentsreglering med varvtalsbegränsning, varvtalsreglering med vridmomentsbegränsning och positionering. Funktioner som synkronisering och "flygande sågar" är varianter av dessa basdriftsätt. 4.2.2 Pulsviddsmodulering (PWM) På servopositioneringsregulatorn CMMP-AS är taktfrekvensen i strömreglerkretsen inställd på cykeltiden 125 µs. För att minska kopplingsförlusterna kan pulsviddsmoduleringens taktfrekvens halveras gentemot frekvensen i strömreglerkretsen. Der Servopositioneringsregulatorn CMMP-AS har dessutom en sinusmodulering eller alternativt en sinusmodulering med tredje överton. Detta ökar den effektiva omriktarutgångsspänningen. Med parameterinställningsprogrammet kan moduleringstypen väljas. Standardinställning är sinusmoduleringen med tredje överton. Omriktarutgångsspänning Utgångsspänning på motorklämmorna 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 motorklämmorna vid UZK = 560 V 4.2.3 Börvärdeshantering För driftsätten Vridmomentsreglering och Varvtalsreglering kan börvärdet anges via börvärdeshanteringen. Som börvärdeskällor kan man välja: 3 analogingångar: AIN 0, AIN 1 och AIN 2 3 konstanta värden: 1. Första värdet: Inställningen beroende av regulatoraktiveringslogiken: - Konstant värde 1 eller - RS-232-gränssnitt eller - CANopen-bussgränssnitt eller - PROFIBUS-DP-gränssnitt eller - DeviceNet-gränssnitt - Sercos 2. Andra och tredje värdet: Inställning av konstanta värden 2 och 3 Processregulator SYNC-ingång Extra inkrementalgivaringång [X10] P.BE-CMMP-AS-11A-HW-SV sv 0708NH 37
Upplysningar Om ingen börvärdeskälla är aktiverad,är börvärdet noll. I börvärdeshanteringen finns en rampgenerator med en förkopplad adderare. Med selektorerna kan man välja bland de ovan angivna börvärdena och sedan styra via rampgeneratorn. Med ytterligare två selektorer kan andra källor väljas som börvärden, som dock inte styrs via rampgeneratorn. Det totala börvärdet fås då genom att alla värden summeras. Rampen kan parameterinställas och är riktningsberoende i accelerationsoch bromstid. 4.2.4 Vridmomentreglerad drift I vridmomentsreglerad drift gäller ett särskilt börmoment som skapas av servoregulatorn i motorn. I detta fall aktiveras bara strömregulatorn, eftersom vridmomentet är proportionellt mot motorströmmen. 4.2.5 Varvtalsreglerad drift Detta driftsätt används när motorvarvtalet ska hållas konstant oberoende av lasten som verkar. Motorvarvtalet följer exakt varvtalet som bestäms av börvärdeshanteringen. Varvtalsreglerkretsens cykeltid är för servopositioneringsregulatorn CMMP-AS 250 µs. 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 underlagrade begränsningar nås. I driftsättet varvtalsreglering arbetar strömregulatorn och varvtalsregulatorn. Vid förinställning via analoga börvärdesingångar kan som tillval en "säker nolla" definieras. Om analogbörvärdet ligger inom detta område, sätts börvärdet till noll ("död zon"). På detta vis kan störningar eller offsetdrift stävjas. Funktionen död zon kan aktiveras och deaktiveras och bredden kan ställas in. Ärvärdesbestämningen av varvtalet samt ärpositionen görs av det motorinterna givarsystemet, som även används för kommutering. För ärvärdesåterföring till varvtalsregleringen kan alla givargränssnitt väljas likvärdigt (t.ex. referensgivare eller motsvarande system på den externa inkrementalgivaringången). Varvtalslistvärdet för varvtalsregulatorn återförs då exempelvis över den externa inkrementalgivaringången. Börvärdesförinställningen för varvtalet kan förinställas internt eller fås ur ett externt givarsystems data (varvtalssynkronisering via [X10] för varvtalsregulatorn). 38 P.BE-CMMP-AS-11A-HW-SV sv 0708NH
Varvtalsmeddelande Börvarvtal Ärvarvtal t1 t1 DOUT: Börvarvtal uppnått t2 t2 - t1 < 500 µs (t cycp ) - t2 < 500 µs (t cycp ) 4.2.6 Vridmomentsbegränsad varvtalsreglering Servopositioneringsregulatorn CMMP-AS stödjer vridmomentsbegränsad, varvtalsreglerad drift med följande egenskaper: - Snabb gränsvärdesuppdatering, t.ex. i 200 µs-bredd - Addition av två begränsningskällor (t.ex. för förstyrningsvärden) 4.2.7 Synkronisering med externa taktkällor Regulatorerna arbetar med sinusformad ström. Cykeltiden är alltid fast bunden till PWMfrekvensen. För att kunna synkronisera reglerutrustningen med externa taktkällor (t.ex. DeviceNet, PROFIBUS MC) har utrustningen en motsvarande PLL. Cykeltiden kan i dessa fall varieras inom vissa gränser för att möjliggöra synkronisering med den externa taktsignalen. 4.2.8 Lastmomentkompensering vid vertikalaxlar Vid vertikalaxeltillämpningar kan hållmomentet registreras och sparas vid stillastående. Momentet kan då användas som inkoppling till momentreglerkretsen och förbättrar startbeteendet hos axeln när hållbromsen lossats. 4.2.9 Positionering och lägesreglering I positioneringsläge är förutom vid fallet med varvtalsreglering även en överordnad lägesregulator aktiv, som bearbetar avvikelser mellan börläge och ärläge och ger motsvarande börvärdesangivelser för varvtalsregulatorn. P.BE-CMMP-AS-11A-HW-SV sv 0708NH 39
Lägesregulatorn fungerar som P-regulator. Lägesreglerkretsens cykeltid uppgår till dubbla varvtalsreglercykeltiden. Den kan dock parameterinställas med heltalsfaktorer gånger varvtalsreglercykeltiden. När lägesregulatorn kopplas till, får den sina börvärden från positionerings- eller synkroniseringsstyrningen. Den interna upplösningen är upp till 32 bitar per motorvarv (beroende på vilken givare som används). Positionering/mål uppnått Start Positionering t1 t4 t5 DIN0 - DIN3 + DIN10 & DIN11 Positionering pågår DOUT1: MC t2 t3 Målposition Ärposition Tid Aktion t1 > 500 µs (t cycp ) t2 < 1 ms (t cycipo ) t3 = N x 1 ms (t cycipo ) t4 > 500 µs (t cycp ) t5 > 1 ms (t cycipo ) Impulslängd på START-signalen Fördröjning tills drivningen startar Måltolerans uppnådd + reaktionsfördröjning Setup-tid positionsval Hold-tid positionsval Tabell 4.2 Timing positionering 4.2.10 Synkronisering, elväxel Servopositioneringsregulatorn CMMP-AS möjliggör master-slav-drift, nedan benämnt synkronisering. Regulatorn kan arbeta antingen som master eller som slav. Om servopositioneringsregulatorn CMMP-AS arbetar som master, kan den meddela en slav sitt aktuella rotorläge på inkrementalgivarutgången [X11]. Om servopositioneringsregulatorn CMMP-AS har ett kommunikationsgränssnitt kan den som master överföra sitt aktuella läge, varvtal eller både läget och varvtalet. 40 P.BE-CMMP-AS-11A-HW-SV sv 0708NH
Om servopositioneringsregulatorn CMMP-AS ska arbeta som slav, finns olika ingångar för synkroniseringen. Som ingångar kan man använda en inkrementalgivare (lägessynkronisering via [X10] med varvtalspilotstyrning för varvtalsregulatorn) eller kommunikationsgränssnittet. Servopositioneringsregulatorn CMMP-AS beräknar själv varvtalspilotstyrningen. Alla ingångar kan aktiveras/deaktiveras. Den interna givaren kan stängas av om en annan ingång väljs som ärvärdesgivare. Detta gäller även vid driftsättet varvtalsreglering. De externa ingångarna kan viktas med växelfaktorer. Ingångarna kan användas var för sig eller samtidigt. 4.2.11 Bromshantering Servopositioneringsregulatorn CMMP-AS kan styra en hållbroms direkt. Hållbromsen manövreras med programmerbara 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. Funktionen är kompatibel med funktionerna i den föregående familjen SEC-AC. 4.3 Positioneringsstyrning 4.3.1 Översikt I positioneringsläge specificeras en bestämd position som motorn ska köra mot. Det aktuella läget fås ur den interna givarutvärderingens information. Lägesavvikelsen bearbetas i lägesregulatorn och leds vidare till varvtalsregulatorn. Den integrerade positioneringsstyrningen ger en ryckfri eller tidsoptimerad positionering relativt eller absolut i förhållande till en referenspunkt. Den ger lägesregulatorn och även varvtalsregulatorn (för att förbättra dynamiken) börvärden. Vid absolut positionering körs det direkt till en angiven målposition. Vid relativ positionering körs den parameterinställda vägen. Positioneringsutrymmet på 2 32 hela varv ser till att det går att positionera relativt hur ofta som helst i en riktning. Parameterinställningen av positioneringsstyrningen görs via en måltabell. Denna innehåller poster för parameterinställningen av ett mål via ett kommunikationsgränssnitt och dessutom målpositioner som kan hämtas via de digitala ingångarna. För varje post kan positioneringsmetoden, körprofilen, accelerations- och bromstiderna samt maxhastigheten ställas in. Alla mål kan förinställas i parametrar. Vid positionering ska då enbart posten väljas och ett startkommando ges. Målparametrarna kan även ändras online via kommunikationsgränssnittet. På servopositioneringsregulatorn CMMP-AS är antalet positionssatser som kan sparas 250 via fältbussen och 255 via I/O. P.BE-CMMP-AS-11A-HW-SV sv 0708NH 41
Alla positionssatser har följande inställningsmöjligheter: Målposition Körhastighet Sluthastighet Acceleration Bromsacceleration Momentpilotstyrning Meddelande om restväg Extraflaggor är följande: - Relativt/relativt till sista målet/absolut - Vänta på slutet/avbryt/ignorera starten - Synkroniserat - Rundaxel: Fast given rörelseriktning - Alternativ: Automatisk bromsning när anslutningspositionering saknas - Alternativ: Körhastigheten kan ändras kontinuerligt under körkommandot via analogingången - Olika alternativ för att skapa vägprogram Positioneringssatserna kan kontaktas via alla bussystem eller med parameterinställningsprogrammet. Positioneringen kan styras via digitala ingångar. 4.3.2 Relativ positionering Vid relativ positionering adderas målpositionen till den aktuella positionen. Det behövs ingen referenskörning eftersom ingen fast nollpunkt behövs. Referenskörningen kan dock underlätta när drivningen ska ställas 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. 4.3.3 Absolut positionering Körning till lägesmålet oavsett aktuell position. För att kunna utföra en absolut positionering rekommenderar vi att drivningen först referenskörs. Vid en absolut positionering är målpositionen en fast (absolut) position, utgående från nollpunkten/referenspunkten. 4.3.4 Körprofilgenerator När det gäller körprofilerna skiljer man på tidsoptimerad och ryckbegränsad positionering. Vid tidsoptimerad positionering sker körningen och inbromsningen med maximal angiven acceleration. Drivningen kör på kortast möjliga tid till målet, hastighetsförloppet är trapetsformat och accelerationsförloppet blockformat. Vid ryckbegränsad positionering körs en trapetsformad acceleration; hastighetsförloppet är därmed av tredje ordningen. Drivningen kör särskilt skonsamt för mekaniken, eftersom accelerationen hela tiden ändras. 42 P.BE-CMMP-AS-11A-HW-SV sv 0708NH
Bild 4.2 Körprofiler på servopositioneringsregulatorn CMMP-AS; t 1 <t 2 <t 3, om a max 1, a max 2, och a max 3 är lika 4.3.5 Referenskörning Varje positioneringsstyrning behöver i början av körningen en definierad nollpunkt som fastställs med en referenskörning. Denna referenskörning kan servopositioneringsregulatorn CMMP-AS utföra på egen hand. Som referenssignal utvärderar den olika ingångar, exempelvis gränslägesbrytaringångarna. En referenskörning kan startas med ett kommando via kommunikationsgränssnittet eller automatiskt vid regulatoraktiveringen. Alternativt kan starten även konfigureras med en digital ingång via parameterinställningsprogrammet med målet att genomföra en referenskörning 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. Här kan alternativt analogingångarna AIN1 och AIN2 användas som digitalingångar DIN AIN1 och DIN AIN2, samt digitalutgångarna DOUT2 och DOUT3 användas som digitalingångar DIN10 och DIN11, eftersom de befintliga digitalingångarna är upptagna i vanliga tillämpningar. För referenskörningen finns flera metoder med stöd för CANopen-protokoll DSP 402 implementerade. Vid de flesta metoder söks först en kontakt med sökhastighet. Den fortsatta rörelsen beror på metoden och kommunikationssättet. Om en referenskörning aktiveras via fältbussen, görs i allmänhet ingen anslutningspositionering till nollpositionen. Detta görs alternativt med regulatoraktiveringen resp. RS232. En anslutningspositionering kan alltid göras som alternativ. Standardinställningen är "Ingen anslutningspositionering". För referenskörningen kan ramperna och hastigheterna parameterinställas. Referenskörningen kan också göras tidsoptimerat och ryckfritt. P.BE-CMMP-AS-11A-HW-SV sv 0708NH 43
4.3.6 Positioneringssekvenser Positioneringssekvenser består av positionssatser som följer på varandra i rad. Dessa körs igenom en efter en. En positionssats kan göras till del av ett vägprogram medsina vägprogramalternativ. Man får på så sätt en länkad lista med positioner: Bild 4.3 Vägprogram Användaren bestämmer via vägprogrammets startposition vilken positionsföljd som ska köras igenom. Principiellt är linjära eller cykliska ordningsföljder möjliga. Slutet av en positionsföljd känns igen på att respektive följdposition sätts till ett "omöjligt" värde (t.ex. 1). Vägprogrammets startposition kan bestämmas: Startposition - Via fältbuss - Via digitala ingångar Antalet positioner i respektive positioneringssekvens begränsas bara av antalet totalt tillgängliga positioner. Varje positionssats kan användas i vägprogrammet. Alla positionssatser har följande inställningsmöjligheter för detta: Inställningsmöjligheter - Följdpositionsnummer för två efterföljare (fler efterföljare möjliga vid vidarekoppling med digitala ingångar) - Framkörningsfördröjningstid - Väntan på vidarekoppling med digitala ingångar i slutet av positioneringen - Flagga: Stanna aldrig vid denna position när vägprogrammet avbryts - Aktivera den digitala utgången när positionsmålet nås/ positionen startar Mer information finns i programvarumanualen "Servopositioneringsregulator ARS alternativ stopp-ingång CMMP-AS". 44 P.BE-CMMP-AS-11A-HW-SV sv 0708NH
4.3.7 Stopp-ingång i positioneringsläge Stopp-ingången kan avbryta den pågående positioneringen genom att aktivera den digitala ingången som är inställd. Vid återaktivering av den digitala ingången kommer den ursprungliga målpositionen att återtas. Här kan alternativt analogingångarna AIN1 och AIN2 samt digitalutgångarna DOUT2 och DOUT3 också användas som digitalingångar, eftersom de befintliga digitalingångarna är upptagna i vanliga tillämpningar. 4.3.8 Banstyrning med linjär interpolation (under utveckling) Implementeringen av "interpolated position mode" gör det möjligt att förinställa lägesbörvärden i en fleraxlig regulatortillämpning. För detta ändamål ställs lägesbörvärdena in I ett fast tidsraster (synkroniseringsintervall) av ett överordnat styrsystem. Om intervallet är större än en lägesregulatorcykel, interpolerar regulatorn automatiskt datavärdena mellan två förinställda positionsvärden som det visas i bilden som följer. Dessutom beräknar servopositioneringsregulatorn en motsvarande varvtalspilotstyrning. P.BE-CMMP-AS-11A-HW-SV sv 0708NH 45
y t s y n c : synchronisation interval t P t P t p : Interpolation data : Setposition, intern interpolated : Cycle time position control / positioning : Interpolated characteristic of the position (reference value) : Driven characteristic of the position (actual value) t Bild 4.4 Linjär interpolation mellan två datavärden 4.3.9 Tidssynkroniserad fleraxelpositionering Clock Synchronisation gör att det går att utföra rörelser samtidigt vid fleraxeltillämpningar i kombination med "interpolated position mode". Alla servopositioneringsregulatorer CMMP-AS, alltså hela regulatorkaskaden, synkroniseras med den externa "clock"- signalen. Kommande positionsvärden vid flera axlar accepteras och utförs därigenom samtidigt utan jitter. Som "Clock"-signal kan man exempelvis använda Sync-meddelandet i ett CAN-bussystem. På så sätt kan t.ex. flera axlar med olika väglängder och körhastigheter köras till målet vid samma tidpunkt. 46 P.BE-CMMP-AS-11A-HW-SV sv 0708NH
5. Funktionell säkerhetsteknik 5.1 Allmänt, ändamålsenlig användning Servopositioneringsregulatorerna CMMP-AS stödjer säkerhetsfunktionen "Säkert stopp", med skydd mot oväntad start enligt kraven i standard EN 954-1, kategori 3. Maskinen måte stannas via maskinstyrningen och denna måste också säkerställa att maskinen står stilla. Detta gäller särskilt för vertikalaxlar utan självhämmande mekanik eller viktsutjämning. Enligt en riskanalys gjord efter maskindirektiv 98/37/EG resp. EN ISO 12100, EN 954-1 och EN 1050 måste maskintillverkaren projektera säkerhetssystemet för hela maskinen med hänsyn till alla integrerade komponenter. Dit räknas även de elektriska drivningarna. Standarden EN 954-1 definierar kravet på styrningar i fem olika kategorier indelade efter risk (se Tabell 5.1). Kategori 1) Kort kravsammanfattning Systembeteende 2) Principer för att uppnå säkerhet B De säkerhetsrelaterade delarna Om ett fel inträffar kan det Karakteriseras och/eller dess skyddsanordningar samt leda till att säkerhets- övervägande av komponenter måste vara konstruerade, funktionen går förlorad. komponentval byggda, valda, sammanställda och kombinerade i överensstämmelse med gällande standarder så att de kan stå emot de faktorer som väntas påverka. 1 Kraven från kategori B måste vara uppfyllda. Beprövade komponenter och beprövade säkerhetsprinciper måste användas. 2 Kraven från kategori B och användandet av beprövade säkerhetsprinciper måste uppfyllas. Säkerhetsfunktionen måste kontrolleras genom maskinstyrningen med lämpliga tidsintervall. Om ett fel inträffar kan säkerhetsfunktionen gå förlorad, men sannolikheten att felet inträffar är lägre än i kategori B. Om ett fel inträffar kan det leda till att säkerhetsfunktionen går förlorad mellan kontrollerna. Kontrollen upptäcker om säkerhetsfunktionen gått förlorad. Karakteriseras övervägande genom strukturen P.BE-CMMP-AS-11A-HW-SV sv 0708NH 47
Kategori 1) Kort kravsammanfattning Systembeteende 2) Principer för att uppnå säkerhet 3 Kraven från kategori B och användandet av beprövade säkerhetsprinciper måste uppfyllas. Säkerhetsrelaterade delar måste vara konstruerade enligt följande: Ingen av delarna får ha ett enda fel som leder till förslust av säkerhetsfunktionen. Det enskilda felet upptäcks så fort det rimligen går. 4 Kraven från kategori B och användandet av beprövade säkerhetsprinciper måste uppfyllas. Säkerhetsrelevanta delar måste vara tvåkanaligt uppbyggda; ständig självövervakning; fullständig felidentifiering! Om det enstaka felet inträffar, förblir alltid säkerhetsfunktionen intakt. Några fel upptäcks, men inte alla. Om en mängd okända fel inträffar kan det leda till att säkerhetsfunktionen går förlorad. Om fel inträffar, förblir alltid säkerhetsfunktionen intakt. Felen upptäcks i tid för att förhindra att säkerhetsfunktionen går förlorad. 1) Kategorin är inte avsedd att användas i någon given ordningsföljd eller hierarkisk struktur vad gäller de säkerhetstekniska kraven. 2) Ur riskbedömningen kan man se om hela eller delar av förlusten av en eller flera säkerhetsfunktioner är acceptabel på grund av fel. Tabell 5.1 Beskrivning av kravet för kategorierna enligt EN 954-1 Standarden EN 60204-1 behandlar följande handlingar i nödfall och definierar begreppen NÖDBRYTNING och NÖD-RÖRELSESTOPP (se Tabell 5.2) Åtgärd Definition (EN 60204-1) Riskfall NÖDBRYTNING NÖDSTOPP Elektrisk säkerhet i nödfall genom att den elektriska energin stängs av i hela anläggningen eller i en del av den. Funktionell säkerhet i nödfall genom att en maskin eller rörliga delar stannas. NÖDBRYTNING ska användas om det finns risk för elektriska stötar eller någon annan elektrisk fara. NÖDSTOPP är avsett att stanna en process eller rörelse som ger upphov till en fara. Tabell 5.2 NÖDBRYTNING eller NÖDSTOPP enligt EN 60204-1 En galvanisk isolering görs inte med funktionen "Säkert stopp". Funktionen är alltså inget skydd mot elektriska stötar. Därför kan man egentligen inte realisera någon NÖDBRYTNING-anordning med "Säkert stopp", eftersom i så fall hela anläggningen måste kopplas från via nätfrånskiljningen (huvudströmbrytaren eller nätreläet). För rörelsestoppen beskriver standarden EN 60204-1 tre stopp-kategorier som kan användas beroende av en riskanalys (se Tabell 5.3). 48 P.BE-CMMP-AS-11A-HW-SV sv 0708NH
Stopp-kategori Typ Åtgärd 0 Ostyrt rörelsestopp genom direkt frånkoppling av strömmen. 1 Styrt rörelsestopp och frånkoppling av strömmen när anläggningen har stannat. 2 Styrt rörelsestopp utan frånkoppling av strömmen när anläggningen har stannat. NÖDBRYTNING eller NÖDSTOPP NÖDSTOPP ej lämpat för NÖDBRYTNING eller NÖDSTOPP Tabell 5.3 Stopp-kategorier 5.2 Integrerad funktion "Säkert stopp" Varning Funktionen "Säkert stopp" skyddar inte mot elektriska stötar utan bara mot farliga vridrörelser! 5.2.1 Allmänt/beskrivning "Säkert stopp" Vid "Säkert stopp" är strömmen till drivningen bruten på ett säkert sätt. Drivningen får inte skapa något vridmoment och därmed inga farliga vridrörelser. Vid hängande last ska ytterligare åtgärder vidtas som på ett säkert sätt förhindrar att lasten åker ännu mer (t.ex. mekaniska hållbromsar). I läget "Säkert stopp" måste ingen övervakning av stilleståndspositionen göras. För att realisera "Säkert stopp" finns i huvudsak tre lämpliga åtgärder: Åtgärder - Relä mellan elnät och drivsystem (nätrelä) - Relä mellan kraftaggregat och drivmotor (motorrelä) - Säker impulsspärr (spärrar efftekthalvledarens impulser, integrerad i CMMP-AS) Om den integrerade lösningen används (säker impulsspärr) ger det flera fördelar: Fördelar - Färre externa komponenter, t.ex. reläer - Mindre ledningsdragningsarbete och utrymmesbehov i kopplingsskåpet - och därmed lägre kostnader En annan fördel är anläggningens tillgänglighet. Med den integrerade lösningen kan servoregulatorns mellankrets förbli laddad. På så sätt fås inga större väntetider när anläggningen går igång igen. P.BE-CMMP-AS-11A-HW-SV sv 0708NH 49
Bild 5.1 Blockschema "Säkert stopp" enligt EN 954-1 kategori 3 Observera Om funktionen "Säkert stopp" inte används, måste stift 1 och 2 på [X3] byglas. För "Säkert stopp" enligt EN 954-1 kategori 3 krävs två kanaler, vilket innebär att man med två av varandra helt oberoende och skilda vägar verkligen förhindrar att anläggningen går igång igen. Dessa båda vägar att bryta energitillförseln till drivningen med den säkra impulsspärren, kallas frånkopplingsvägar: Första Slutstegsaktivering via [X1] (spärrning av PWM-signalerna; IGBTförstärkarna styrs inte längre med frånkopplingsvägen: pulsmönster). 50 P.BE-CMMP-AS-11A-HW-SV sv 0708NH
Andra Avbrott av försörjningen till de tre effektstegs-igbt:erna via [X3] frånkopplingsvägen: med hjälp av ett relä (IGBT-optokopplardrivarna kopplas bort från försörjningen med ett relä vilket förhindrar att PWM-signalerna når IGBT:erna). 3. Potentialfri återrapporteringskontakt: Mellan aktiveringen av reläet för försörjning av effektstegsdrivarna och övervakningen av drivarförsörjningen görs en rimlighetskontroll i µp. 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 "Säkert stopp" en potentialfri återrapporteringskontakt ([X3] stift 5 och 6) för tillgång till förstärkarförsörjningen. Denna kontakt är normalt sluten. den måste t.ex. ledas till det överordnade styrsystemet. PLC-enheterna måste med jämna mellanrum (t.ex. PLC-cykel eller vid varje begäran "Säkert stopp") göra en rimlighetskontroll mellan styrningen av reläet för förstärkarförsörjning och återrapporteringskontakten (kontakt öppen = förstärkarförsörjning finns). Om ett fel inträffar vid rimlighetskontrollen, måste fortsatt drift förhindras styrningstekniskt, t.ex. genom bortkoppling av regulatoraktiveringen eller avstängning av nätreläet. 5.2.2 Säker hållbromsaktivering Vid aktivering av "Säkert stopp" kopplas hållbromsen strömlös tvåkanaligt (broms fast); (se blockschema). Första kanalen: Andra kanalen: Hållbromsen styrs under drift med DIN5 (regulatoraktivering) (se efterföljande timing-diagram). Den första frånkopplingsvägen "Slutstegsaktivering" verkar via µp på bromsförstärkaren och kopplar hållbromsen strömlös (bromsen fast). Den andra frånkopplingsvägen "Aktivering relä förstärkarförsörjning" verkar direkt på en MOSFET som deaktiverar hållbromsen (bromsen fast). Observera Användaren är ansvarig för hållbromsens dimensionering och att den fungerar säkert. Bromsens funktion måste säkerställas med ett lämpligt bromstest. P.BE-CMMP-AS-11A-HW-SV sv 0708NH 51
5.2.3 Funktionssätt/timing Följande timingdiagram förtydligar funktionssättet "Säkert stopp" i kombination med regulatoraktiveringen och hållbromsen: Bild 5.2 Timing "Säkert stopp" enligt EN 954-1 kategori 3 52 P.BE-CMMP-AS-11A-HW-SV sv 0708NH
Beskrivning av timing-diagrammet: Detta timing-diagram är skapat utifrån exemplet på varvtalsreglering med hänsyn till regulatoraktivering DIN 5 på [X1]. För applikationer med fältbussar är regulatoraktiveringen dessutom styrd via respektive fältbuss. Även driftsättet kan allt efter applikation parameterinställas via parameterprogramvaran. Information Tillståndet "Säkert stopp" är streckat jämfört med funktionell drift! Utgångstillstånd: - 24 V-försörjningen är påkopplad och mellankretsen är laddad. - Servoregulatorn befinner sig i "Säkert stopp". Detta tillstånd visualiseras med ett blinkande "H" på 7-segmentindikeringen. För att koppla servoregulatorns slutsteg aktivt igen och därmed driva den anslutna motorn måste följande steg utföras: 1. Aktiveringen av reläet för koppling av försörjningsspänningen till slutstegsförstärkaren (andra frånkopplingssvägen) görs vid tidpunkten t1 via [X3] med 24 V mellan stift 2 och 3. 2. Förstärkarförsörjningen laddas upp. 3. Den potentialfria återrapporteringskontakten ([X3] stift 5 och 6) för rimlighetskontroll mellan relästyrningen för förstärkarförsörjningen är efter max. 20 ms öppen mot t1 (t2- t1) och förstärkarförsörjningen avstängd. 4. Ca 10 ms efter öppningen av återrapporteringskontakten slocknar "H" på indikeringen vid tidpunkt t3. 5. Tidpunkten för slutstegsaktivering ([X1], DIN4) kan i största möjliga utsträckning väljas fritt (t4-t1). Aktiveringen får ske samtidigt med styrningen av förstärkarreläet, men måste finnas ca 10 µs (t5-t4) före den stigande flanken på regulatoraktiveringen ([X1], DIN5), allt efter applikation. 6. Med regulatoraktiveringens stigande flank vid tidpunkt t5 godkänns lossningen av motorns hållbroms (i förekommande fall) och den interna slutstegsaktiveringen följer. Bromsen kan bara lossas om relästyrningen för att koppla förstärkarförsörjningen väntar, eftersom därmed en MOSFET aktiveras som befinner sig i hållbromsens strömkrets. Med parameterinställningsprogrammet kan en körstartsfördröjningstid (t6-t5) ställas in, som gör att drivningen för den angivna tiden ställs på varvtalet "0" och först när denna tid löpt ut vid tidpunkt t6 börjar köra till det inställda varvtalet. Denna körstartfördröjningstid ställs in så att den befintliga hållbromsen säkert är lossad innan vridrörelsen påbörjas. För motorer utan hållbroms kan denna tid ställas in på 0. 7. Vid tidpunkt t7 har drivningen nått det inställda varvtalet. De nödvändiga rampinställningarna kan parameterinställas via parameterinställningsprogrammet. P.BE-CMMP-AS-11A-HW-SV sv 0708NH 53
Följande steg visar hur man kan överföra en roterande drivning till tillståndet "Säkert stopp": 1. Innan "Säkert stopp" aktiveras (alltså relä för förstärkarförsörjning "AV" och slutstegsaktivering "AV"; båda frånkopplingsvägarna spärrar PWM-signalerna), ska drivningen stannas genom att ta bort regulatoraktiveringen. Bromsrampen (t9-t8) kan allt efter applikation ställas in via parameterinställningsprogrammet ("Bromsacceleration nödstopp"). Varning FARA! Att aktivera "Säkert stopp" under drift leder till att drivningen långsamt stannar. På drivningar med hållbroms läggs denna i. Därför måste man verkligen se till att motorns broms kan stoppa drivningens rörelse. 2. När varvtalet 0 nås, regleras drivningen för en kvarstående parameterinställbar bortfallfördröjningstid (t10-t9) till detta börvärde. Vid denna inställbara tid gäller det fördröjningen innan motorns hållbroms läggs i. Denna tid är beroende på respektive hållbroms och ska parameterinställas av användaren. På applikationer utan hållbroms kan denna tid ställas in på 0. 3. När denna tid löpt ut kopplas den interna slutstegsaktiveringen av µp bort (t10). Hållbromsen läggs alltid i när "Bromsramptid+inställd bortfallsfördröjningstid" har löpt ut, även om drivningen inte kunde stanna fram till dess! 4. Från och med tidpunkt t10 kan nu "Säkert stopp" aktiveras (styrning relä förstärkarförsörjning och slutstegsaktivering stängs av samtidigt). Tiden (t11-t10) beror på applikationen och bestäms av användaren. 5. Vid tidpunkt t13 kommer indikeringen "H" för visualisering av "Säkert stopp" på servoregulatorns 7-segmentsdisplay. Detta sker minst 30 ms efter att den potentialfria återrapporteringskontakten har slutits (t13-t12). 6. När styrsignalen för reläet för frånkoppling av förstärkarförsörjningen (t11) tas bort, laddas kondensatorerna ur i denna spänningsgren. Ca 80 ms (t12-t11) efter att styrsignalen för reläet för frånkoppling av förstärkarförsörjningen tas bort, sluts återrapporteringskontakten ([X3], stift 5 och 6). 54 P.BE-CMMP-AS-11A-HW-SV sv 0708NH
5.2.4 Användningsexempel Nödstoppkrets Bild 5.3 Nödstoppkrets enligt EN 954-1 kategori 3 och stoppkategori 0 enligt EN 60204-1 Funktionssätt: Begäran NÖDSTOPP spärrar via NÖDSTOPP-omkopplaren slutstegsaktiveringen och relästyrningen för förstärkarförsörjning av IGBT-slutsteget. Drivningen stannar långsamt och samtidigt aktiveras i förekommande fall motorns hållbroms. drivningen befinner sig då i tillståndet "Säkert stopp". P.BE-CMMP-AS-11A-HW-SV sv 0708NH 55
NÖDSTOPP-omkopplaren är godkänd för säkerhetskategori 3 enligt EN 954-1. Ett överordnat styrsystem övervakar signalerna "NÖDSTOPP-begäran" och "Återrapportering för förstärkarförsörjningen" och kontrollerar om dessa är rimliga. Vid fel stängs nätreläet av. Mellankretsspänningen finns kvar och är tillgänglig för drivningen efter deaktivering av NÖDSTOPP-omkopplaren och regulatoraktivering har givits. Anslutningen av motorn och hållbromsen (tillval) visas inte här, utan i kapitel 7 Elinstallation. Varning FARA! Motorns broms ska vara konstruerad så att drivningens rörelse kan stoppas. 56 P.BE-CMMP-AS-11A-HW-SV sv 0708NH
Skyddsdörrsövervakning Bild 5.4 Skyddsdörrsövervakning enligt EN 954-1 kategori 3 och stoppkategori 1 enligt EN 60204-1 Funktionssätt: Begäran om att stanna drivningen sätter regulatoraktiveringen till Low. P.BE-CMMP-AS-11A-HW-SV sv 0708NH 57
Drivningen kör på den förinställda bromsrampen (kan parameterinställas med parameterprogrammet) till varvtalsvärdet 0. När ramptiden (inkl. hållbromsens bortfallfördröjningstid, i förekommande fall) löpt ut, återtas relästyrningen för förstärkarförsörjningen och slutstegsaktiveringen av det överordnade styrsystemet. Det överordnade styrsystemet övervakar signalerna "Skyddsdörr öppen", "Utgång slutstegsförstärkarförsörjning" och "Återrapportering för förstärkarförsörjningen" och kontrollerar om dessa är rimliga. Vid fel stängs nätreläet av. När skyddsdörren öppnas, avbryts dessutom slutstegsaktiveringen och relästyrningen för förstärkarförsörjningen. Drivningen befinner sig i "Säkert stopp" med skydd mot återstart. Skyddsdörrskopplingsdonet är godkänt för säkerhetskategori 3 enligt EN954-1. Mellankretsspänningen finns kvar och är tillgänglig för drivningen direkt efter att skyddsdörren har stängts. Om skyddsdörren öppnas utan begäran om att stanna drivningen, stannar drivningen långsamt enligt EN 60204-1 stoppkategori 0 och samtidigt aktiveras motorns hållbroms (i förekommande fall). Drivningen befinner sig då i tillståndet "Säkert stopp" med skydd mot återstart. det finns fortfarande möjlighet att använda en dörrpositionskontakt som håller skyddsdörren stängd tills drivningen står stilla, eller signalen "Återrapportering förstärkarförsörjning" visar säkert tillstånd och rimlighetskontrollen har gått bra. "Säkert stopp" för skydd mot återstart nås dock först när skyddsdörren öppnas (visas ej). En annan möjlig användning är att utnyttja ett skyddsdörrskopplingsdon med tidsfördröjda kontakter. Att skyddsdörren öppnas påverkar direkt regulatoraktiveringen, vars fallande flank verkar så att ett styrt rörelsestopp fås på en förinställd bromsramp. Signalerna "Slutstegsaktivering" och "Slutstegsförstärkarfördröjning" stängs då av tidsfördröjt via säkerhetsmodulen. Bortfallfördröjningstiden måste stämmas av med bromsramptiden (visas ej) Varning FARA! Motorns broms ska vara konstruerad så att drivningens rörelse kan stoppas. 58 P.BE-CMMP-AS-11A-HW-SV sv 0708NH
6. Mekanisk installation 6.1 Viktig information Information Servopositioneringsregulatorn CMMP-AS-C5-11A-3P och CMMP-AS-C10-11A-3P ska endast användas för inmontering i kopplingsskåp Monteras lodrätt med matarkablarna [X9] uppåt Montera i flänsfästet på plattan i kopplingsskåpet Monteringsutrymme: För tillräcklig ventilering av servopositioneringsregulatorn krävs ett avstånd till andra komponenter på minst 100 mm både upptill och nedtill. För optimal dragning av motor-/vinkelgivarkabeln på undersidan av regulatorn rekommenderas ett fritt monteringsutrymme på 150 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 att överdriven uppvärmning kan leda till att servopositioneringsregulatorn åldras i förtid eller skadas. Vid hög termisk belastning av servopositioneringsregulatorn CMMP-AS rekommenderas ett infästningsavstånd på 87 mm! P.BE-CMMP-AS-11A-HW-SV sv 0708NH 59
Bild 6.1 Servopositioneringsregulator CMMP-AS: Monteringsutrymme 60 P.BE-CMMP-AS-11A-HW-SV sv 0708NH
6.2 Bild av servopositioneringsregulatorn 1 Reset-knapp 2 Buss tillkopplad 3 [X3]: Styranslutning för reläförstärkarförsörjning (säkert stopp) 4 Insticksplatser EXT 1 och EXT2 för teknologimodulerna 5 Skärmanslutning motor 6 [X4]: Anslutning för CANopen-gränssnitt 7 [X5]: Anslutning för seriellt gränssnitt RS232 8 Statusindikering 9 Ready-LED aj PE-anslutning aj 9 8 7 1 2 3 6 4 5 Bild 6.2 Servopositioneringsregulator CMMP-: Vy fram P.BE-CMMP-AS-11A-HW-SV sv 0708NH 61
1 PE-anslutning 2 [X9]: Spänningsförsörjning 3 [X11]:Inkrementalgivarutgång 4 [X10]:Inkrementalgivaringång 5 [X1]: I/Okommunikation 1 2 3 4 5 Bild 6.3 Servopositioneringsregulator CMMP-AS-11A: Vy upptill 62 P.BE-CMMP-AS-11A-HW-SV sv 0708NH
1 Anslutning fjäderklämma för motorkabelns yttre skärm 2 Anslutning motor [X6] 3 [X2A]: Anslutning för resolvern 4 [X2B]: Anslutning för encodern 4 3 2 1 Bild 6.4 Servopositioneringsregulator CMMP-AS-11A: Vy nedtill P.BE-CMMP-AS-11A-HW-SV sv 0708NH 63
6.2.1 Montering Upptill och nedtill på servopositioneringsregulatorn CMMP-AS finns fästhakar. Med dessa kan servopositioneringsregulatorn monteras lodrätt på monteringsplattan i kopplingsskåpet. Fästhakarna är en del av kylkroppsprofilen så att värmeöverföringen till plattan i kopplingsskåpet blir så bra som möjligt. Använd skruvstorlek M5 vid infästning av servopositioneringsregulatorn CMMP-AS. Bild 6.5 Servopositioneringsregulator CMMP-AS: Fästplatta 64 P.BE-CMMP-AS-11A-HW-SV sv 0708NH
7. Elinstallation 7.1 Insticksanslutningskonfiguration Anslutningen av servopositioneringsregulatorn CMMP-AS till försörjningsspänningen, motorn, bromsmotståndet och hållbromsen görs enligt Bild 7.1. P.BE-CMMP-AS-11A-HW-SV sv 0708NH 65
Bild 7.1 Anslutning till försörjningsspänningen och motorn 66 P.BE-CMMP-AS-11A-HW-SV sv 0708NH
För drift med servopositioneringsregulatorn CMMP-AS behövs först en 24 V-spänningskälla för elektronikförsörjningen, som ansluts till klämmorna +24 V och GND24V. Försörjningsanslutningen för effektslutsteget görs valfritt på klämmorna L1, L2, L3 för ACförsörjning eller på ZK+ och ZK- för DC-försörjning. Motorn ansluts till klämmorna U, V, W. Motortemperaturkontakten (PTC eller normalt sluten kontakt) ansluts till klämmorna +Mtdig och Mtdig, om den leds i en kabel tillsammans med motorfaserna. Om en analog temperaturgivare (t.ex. KTY81) används i motorn, görs anslutningen via givarkabeln till [X2A] eller [X2B]. Hur man ansluter vridvinkelgivaren till [X2A]/[X2B] via D-sub-kontakten visas förenklat i Bild 7.1. Servopositioneringsregulatorn CMMP-AS måste anslutas till signaljord med sin PEanslutning. Först måste servopositioneringsregulatorn CMMP-AS anslutas helt. Först därefter får matningsspänningen till mellankretsen och elförsörjningen tillkopplas. Servopositioneringsregulatorn CMMP-AS skadas vid polvändning på matningsspänningsanslutningarna, om matningsspänningen är för hög eller anslutningarna för matningsspänning och motor förväxlas. 7.2 CMMP-AS totalsystem En servopositioneringsregulator CMMP-AS totalsystem visas i Bild 7.2. Följande komponenter behövs för att driva servopositioneringsregulatorn: Komponenter - Huvudströmbrytare elnät - Jordfelsbrytare (RCD), allströmskänslig 300 ma - Automatsäkring - Spänningsförsörjning 24 V DC - Servopositioneringsregulator CMMP-AS - Motor och motorkabel För parameterinställningen krävs en PC med seriell anslutningskabel. I nätmatningsledningen ska en trefas automatsäkring 16 A med trög karakteristik (B16) användas. Om UL-certifiering krävs ska följande angivelser för säkringen beaktas: Listed Circuit Breaker according UL 489, rated 480Y/ 277 Vac, 16 A, SCR 10 ka P.BE-CMMP-AS-11A-HW-SV sv 0708NH 67
1 Huvudströmbrytare 1 2 Automatsäkring 3 Spänningsförsörjning 24 V DC 2 4 Externt bromsmotstånd 5 PC 3 6 Motor EMMS-AS med encoder 7 CMMP-AS 4 6 5 Bild 7.2 Komplett CMMP-AS med motor och PC 7.3 Anslutning: Spänningsförsörjning [X9] Servopositioneringsregulatorn CMMP-AS får också sin 24 VDC strömförsörjning för styrelektroniken via insticksanslutning [X9]. Nätspänningsförsörjningen är av trefastyp. Alternativt till AC-matningen resp. för mellankretskopplingsfunktionen kan en direkt DC-matning för mellankretsen användas. 68 P.BE-CMMP-AS-11A-HW-SV sv 0708NH
7.3.1 Utförande på regulatorn [X9] - PHOENIX Power-Combicon PC 4/11-G-7,62 7.3.2 Passande kontakt [X9] - PHOENIX Power-Combicon PC 4 HV/11-ST-7,62 - Kodning på PIN12 (GND24V) 7.3.3 Kontaktkonfiguration [X9] Stift nr Beteckning Värde Specifikation 1 L1 230 480 VAC ±10% Nät fas 1 2 L2 50 60 Hz Nät fas 2 3 L3 Nät fas 3 4 ZK+ < 700 VDC Alternativ försörjning: Positiv mellankretsspänning 5 ZK- < 700 VDC Alternativ försörjning: Negativ mellankretsspänning 6 BR-EXT < 800 VDC Anslutning av externt bromsmotstånd 7 BR-CH < 800 VDC Bromschopperanslutning för - internt bromsmotstånd mot BR-INT - externt bromsmotstånd mot BR-EXT 8 BR-INT < 800 VDC Anslutning av internt bromsmotstånd (brygga mot BR-CH om det interna motståndet används) 9 PE PE Anslutning av skyddsledare från nätet 10 +24V +24 VDC / max. 3 A Försörjning för styrdelen (1 A) och hållbromsen (2 A) 11 GND24V GND24VDC Referenspotential försörjning Tabell 7.1 Kontaktkonfiguration [X9] P.BE-CMMP-AS-11A-HW-SV sv 0708NH 69
Om inget externt bromsmotstånd används, måste PIN7 och PIN8 byglas så att mellankretsens snabburladdning fungerar! För större bromsledningar ska ett externt bromsmotstånd anslutas [X9]. 7.4 Anslutning: Motor [X6] 7.4.1 Utförande på regulatorn [X6] på CMMP-AS - PHOENIX Power-Combicon PC 4/9-G-7,62 7.4.2 Passande kontakt [X6] - PHOENIX Power-Combicon PC 4 HV/9-ST-7,62 - Kodning på PIN1 (BR-) 7.4.3 Kontaktkonfiguration [X6] Stift nr Beteckning Värde Specifikation 1 BR- 0 V broms Hållbroms (motor), signalnivån beror på 2 BR+ 24 V broms kopplingsläget, High-Side- / Low-Side-kontakt 3 PE PE Kabelavskärmning för hållbromsen och temperaturgivaren (på Festo-kablar: nc) 4 -MTdig GND Motortemperaturgivare, normalt sluten, normalt 5 +Mtdig +3,3 V/5 ma öppen, PTC, KTY... 6 PE PE Skyddsledare från motorn 7 W 0 360 V eff 8 V 9 U 0 5 A eff (CMMP-AS-C5-11A-P3) 0 10 A eff (CMMP-AS-C10-11A-P3) 0 1000 Hz Anslutning av de tre motorfaserna Tabell 7.2 Kontaktkonfiguration [X6] Anslutning: Motor Motorkabelavskärmningen måste dessutom läggas på regulatorhuset (fjäderklämma: Bild 6.4). 70 P.BE-CMMP-AS-11A-HW-SV sv 0708NH
Via klämmorna ZK+ och ZK- på kontakten X9 kan mellankretsarna för flera servopositioneringsregulatorer CMMP-AS anslutas. Kopplingen av mellankretsarna är intressant på applikationer där höga bromsenergier förekommer eller där rörelser måste utföras vid spänningsbortfall. På klämmorna BR+ och BR- kan en motorhållbroms anslutas. Hållbromsen matas av servopositioneringsregulatorns strömförsörjning. Den utgångsström som maximalt levereras av servopositioneringsregulatorn CMMP-AS ska beaktas. För att lossa hållbromsen, måste man säkerställa att spänningstoleranserna på hållbromsens anslutningsklämmor hålls. Beakta vad som står angivet i tabell A8. Eventuellt måste ett relä kopplas mellan regulatorn och hållbromsen, som det visas i bild 7.3: Bild 7.3 Inkoppling av en hållbroms med högt strömbehov (> 2A) på regulatorn Vid koppling av induktiva likströmmar över relä uppstår starka strömmar med gnistbildning. Vi rekommenderar för avstörning integrerade RC-avstörarlänkar, t.ex. från Evox RIFA, beteckning: PMR205AC6470M022 (RC-länk med 22 Ω i serie med 0,47 uf). P.BE-CMMP-AS-11A-HW-SV sv 0708NH 71
För att lossa hållbromsen, måste man säkerställa att spänningstoleranserna på hållbromsens anslutningsklämmor hålls. Beakta vad som står angivet i tabell A8. 7.5 Anslutning: I/O-kommunikation [X1] Bild 7.4 Principkopplingsschema anslutning [X1] visar den principiella funktionen hos de digitala in- och utgångarna. På höger sida visas servopositioneringsregulatorn CMMP-AS, på vänster sida anslutningen till styrsystemet. Kabelutförandet känns också igen. På servopositioneringsregulatorn CMMP-AS skiljer man på två potentialområden: Analoga in- och utgångar: 24 V-in- och utgångar: Alla analoga in- och utgångar relaterar till AGND. AGND är internt ansluten till GND, referenspotentialen för styrdelen med C och ADomvandlare i servopositioneringsregulatorn. Detta potentialområde är galvaniskt isolerat från 24 V-området och från mellankretsen. Dessa signaler utgår från 24 V-försörjningsspänningen till servopositioneringsregulatorn CMMP-AS, som tillförs via [X9], och är isolerade från styrdelens referenspotential med 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 över tvinnade ledningar (i Twisted-pair-utförande). Om styrsystemet har Single-Ended-utgångar, ansluts utgången till AIN0 och #AIN0 läggs på styrsystemets referenspotential. Om styrsystemet har differentiella utgångar, 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 10 V och en utgång för en referensspänning på +10 V. Dessa utgångar kan ledas till den överlagrade styrningen tillsammans med referenspotentialen AGND. Om styrsystemet har differentiella ingångar, ansluts "+"-ingången på styrsystemet med utgången på servopositioneringsregulatorn CMMP-AS och "-"-ingången på styrsystemet till AGND. 7.5.1 Utförande på regulatorn [X1] - D-SUB-kontakt, 25-poligt uttag 7.5.2 Passande kontakt [X1] - D-SUB-kontakt, 25-polig, stift - Hus för 25-poliga D-SUB-kontakter med låsskruvar 4/40 UNC 72 P.BE-CMMP-AS-11A-HW-SV sv 0708NH
7.5.3 Kontaktkonfiguration [X1] Stift nr Beteckning Värde Specifikation 1 AGND 0 V Avskärmning 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, max. 30V ingångsspänning 4 +VREF +10 V Referensutgång för börvärdespotentiometer 17 AMON0 10 V Analogmonitorutgång 0 5 AMON1 10 V Analogmonitorutgång 1 18 +24V 24 V/100 ma 24V-matning utförd 6 GND24 tillg. GND Referenspotential för digitala I/Os 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 Slutstegsaktivering 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 start positionering 11 DIN9 SAMP Höghastighetsingång 24 DOUT0 / BEREIT 24 V/100 ma Utgång driftberedskap 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 7.3 Kontaktkonfiguration: I/O-kommunikation [X1] 7.5.4 Typ och utförande av kabeln [X1] Bild 7.4 visar kabeln [X1] mellan servopositioneringsregulatorn CMMP-AS och styrsystemet. Kabeln som visas innehåller två kabelavskärmningar. Den yttre kabelavskärmningen läggs på PE på båda sidor. I servopositioneringsregulatorn CMMP-AS har kontakthuset för D-SUB-insticksanslutningen anslutning till PE. Om metalliska D-Sub-kontakthus används, sätts kabeln enkelt fast under dragavlastaren. Ofta räcker det med en oavskärmad kabelföring för 24 V-signalerna. I omgivningar med starka störningar och vid större kabellängder (l > 2m) mellan styrsystemet och P.BE-CMMP-AS-11A-HW-SV sv 0708NH 73
servopositioneringsregulatorn CMMP-AS rekommenderar Festo att avskärmade styrledningar används. Trots differentiellt utförande på analogingångarna på servopositioneringsregulatorn CMMP-AS rekommenderas inte en oavskärmad dragning av analogsignalerna, eftersom störningarna kan nå höga amplituder på grund av exempelvis kopplande reläer eller slutstegsstörningar på omriktarna. De kopplar in sig i de analoga signalerna och orsakar common mode-störningar som i sin tur leder till avvikelser i de analoga mätvärdena. Vid begränsad ledningslängd (l < 2 m, ledningsdragning i kopplingsskåpet) räcker den yttre pålagda PE-avskärmningen på båda sidor för att garantera störningsfri drift. För bästa möjliga störningsminskning på analogsignalerna ska ledarna för de analoga signalerna skärmas av tillsammans separat. Denna inre kabelavskärmning läggs på ena sidan på AGND (stift 1 resp. 14) på servopositioneringsregulatorn CMMP-AS. Kabelavskärmningen kan läggas på båda sidor för att skapa en anslutning mellan referenspotentialerna på styrsystemet och servopositioneringsregulatorn CMMP-AS. Stiften 1 och 14 är direktanslutna till varandra i regulatorn. 7.5.5 Anslutningsupplysningar [X1] De digitala ingångarna är avsedda för styrspänningar på 24 V. På grund av den höga signalnivån har dessa ingångar redan en hög störtålighet. Servopositioneringsregulatorn CMMP-AS erbjuder en 24 V-hjälpspänning som får belastas med max. 100 ma. På så sätt kan ingångarna styras direkt via kontakter. Självklart går det även att styra med 24 V- utgångar på en PLC. De digitala utgångarna är i så kallat "High-Side-kontakt"-utförande. Det innebär att de 24 V som finns på servopositioneringsregulatorn CMMP-AS aktivt kopplas igenom till utgången. Laster som lampor, reläer etc. kopplas alltså från utgången till GND24. De fyra utgångarna DOUT0 till DOUT3 kan belastas med vardera max. 100 ma. Likaså kan utgångarna ledas direkt till 24 V-ingångar på en PLC. 74 P.BE-CMMP-AS-11A-HW-SV sv 0708NH
GN D GN D GN D Bild 7.4 Principkopplingsschema anslutning [X1] P.BE-CMMP-AS-11A-HW-SV sv 0708NH 75
7.6 Anslutning: Safe Standstill [X3] Beskrivningen av säkerhetsfunktionen "Säkert stopp" (Safe Standstill) finns i kapitel 5.2 Integrerad funktion "Säkert stopp". 7.6.1 Utförande på regulatorn [X3] - PHOENIX Mini-Combicon MC 1,5/6-STF-3,81 7.6.2 Passande kontakt [X3] - PHOENIX Mini-Combicon MC 1,5/ 6-GF-3,81 7.6.3 Kontaktkonfiguration [X3] Stift nr Beteckning Värde Specifikation 1 24 V 24 V DC 24V DC-matning utförd (utan säkerhetsteknik enligt kategori 3: brygga stift 1 och 2) 2 REL 0 V / 24 V DC Aktivering och deaktivering av reläet för avbrott av förstärkarförsörjningen 3 0 V 0 V Referenspotential för PLC 4 ERR 0 V / 24 V DC Meddelandekontakt "Fel på säkerhetsmodul" 5 Max. 250 VAC 6 kopplingsspänning Potentialfri återrapporteringskontakt för förstärkarförsörjning, normalt sluten kontakt Tabell 7.4 Kontaktkonfiguration [X3] 7.7 Anslutning: Resolver [X2A] 7.7.1 Utförande på regulatorn [X2A] - D-SUB-kontakt, 9-poligt uttag 7.7.2 Passande kontakt [X2A] - D-SUB-kontakt, 9-polig, stift 7.7.3 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 76 P.BE-CMMP-AS-11A-HW-SV sv 0708NH
Stift nr Beteckning Värde Specifikation 3 AGND 0 V Avskärmning för signalpar (inre avskärmning) 8 MT- GND Referenspotential temperaturgivare 4 R1 7 V eff /5-10 khz I A 150 ma eff Bärsignal för resolver 9 R2 GND 5 MT+ +3,3 V / R i =2 k Temperaturgivare motortemperatur, normalt sluten, Tabell 7.5 Kontaktkonfiguration [X2A] PTC, KTY... - Den yttre avskärmningen måste alltid läggas på regulatorsidan på PE (kontakthuset). - De inre avskärmningarna måste läggas på ena sidan på servopositioneringsregulatorn CMMP-AS på PIN3 på X2A. 7.8 Anslutning: Encoder [X2B] 7.8.1 Utförande på regulatorn [X2B] - D-SUB-kontakt, 15-poligt uttag 7.8.2 Passande kontakt [X2B] - D-SUB-kontakt, 15-polig, stift Stift nr Beteckning Värde Specifikation 1 MT+ +3,3 V / Ri=2 k Temperaturgivare motortemperatur, normalt sluten, PTC, KTY... **) 9 U_SENS+ 5 V 12 V / Givarledningar för givarförsörjningen 2 U_SENS- R I 1 k 10 US 5 V / 12V/ 10% I max = 300 ma Matningsspänning för högupplösande inkrementalgivare 3 GND 0 V Referenspotential givarförsörjning och motortemperaturgivare 11 R 0,2 VSS 0,8 V RI SS Nollimpuls spårsignal (differentiell) från den 4 #R 120 Ω högupplösande inkrementalgivaren 12 DATA 5 V SS Bidirektionell RS485-dataledning (differentiell) 5 #DATA R I 120 13 SCLK 5 V SS Klockad utgång RS485 (differentiell) 6 #SCLK R I 120 14 COS_Z0 *) 1 V ±10% SS COSINUS spårsignal (differentiell) från den 7 #COS_Z0 *) R I 120 Ω högupplösande inkrementalgivaren P.BE-CMMP-AS-11A-HW-SV sv 0708NH 77
Stift nr Beteckning Värde Specifikation 15 SIN_Z0 *) 1 VSS ±10% 8 #SIN_Z0 *) R I 120 Ω SINUS spårsignal (differentiell) från den högupplösande inkrementalgivaren *) Heidenhain-givare: A=SIN_Z0; B=COS_Z0 **) Den yttre kabelavskärmningen måste alltid läggas på regulatorsidan på PE (kontakthuset). Tabell 7.6 Kontaktkonfiguration: Inkrementalgivare med seriellt gränssnitt, t.ex. EnDat Den yttre kabelavskärmningen måste alltid läggas på regulatorsidan på PE (kontakthuset), med NEBM-M12 garanterad. 7.9 Anslutning: Inkrementalgivaringång [X10] 7.9.1 Utförande på regulatorn [X10] - D-SUB-kontakt, 9-poligt uttag 7.9.2 Passande kontakt [X10] - D-SUB-kontakt, 9-polig, stift 7.9.3 Kontaktkonfiguration [X10] Stift nr Beteckning Värde Specifikation 1 A/CLK 5 V / R I 120 Inkrementalgivarsignal A / stegmotorsignal CLK pos. polaritet enl. RS422 6 A# / CLK# 5 V / R I 120 Inkrementalgivarsignal A / stegmotorsignal CLK neg. polaritet enl. RS422 2 B/DIR 5 V / R I 120 Inkrementalgivarsignal B / stegmotorsignal DIR pos. polaritet enl. RS422 7 B# / DIR# 5 V / R I 120 Inkrementalgivarsignal B / stegmotorsignal DIR neg. polaritet enl. RS422 3 N 5 V / R I 120 Inkrementalgivare nollpuls N positiv polaritet enligt RS422 8 N# 5 V / R I 120 Inkrementalgivare nollpuls N neg. polaritet enligt RS422 4 GND - Referens GND för givare 9 GND - Avskärmning för anslutningskabeln 78 P.BE-CMMP-AS-11A-HW-SV sv 0708NH
Stift nr Beteckning Värde Specifikation 5 VCC +5 V 5% 100 ma Hjälpförsörjning, belasta med max. 100 ma, men kortslutningssäker! Tabell 7.7 Kontaktkonfiguration X10: Ingång för inkrementalgivare 7.9.4 Typ och utförande av kabeln [X10] Vi rekommenderar att man använder givaranslutningsledningar där inkrementalgivarsignalen är tvinnad parvis och de enskilda paren är avskärmade. 7.9.5 Anslutningsupplysningar [X10] Via ingången [X10] kan både inkrementalgivarsignaler och pulsriktningssignaler (som de genererar styrkort för stegmotorer) bearbetas. Ingångsförstärkaren på signalingången är avsedd för bearbetningen av differentiella signaler enligt RS422 gränssnittsstandard. Andra signaler och nivåer (t.ex. 5 V Single- Ended eller 24 V HTL från en PLC) kan bearbetas. Kontakta din återförsäljare. 7.10 Anslutning: Inkrementalgivarutgång [X11] 7.10.1 Utförande på regulatorn [X11] - D-SUB-kontakt, 9-poligt uttag 7.10.2 Passande kontakt [X11] - D-SUB-kontakt, 9-polig, stift 7.10.3 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 nollpuls N 8 N# 5 V / R A 66 *) Inkrementalgivare nollpuls N# 4 GND - Referens GND för givare 9 GND - Avskärmning för anslutningskabeln 5 VCC +5 V 5% 100 ma Hjälpförsörjning, ska maximalt belastas med 100 ma, men kortslutningssäker! *) Angivelsen för R A betecknar det differentiella utgångsmotståndet. Tabell 7.8 Kontaktkonfiguration [X11]: Utgång för inkrementalgivare P.BE-CMMP-AS-11A-HW-SV sv 0708NH 79
Utgångsförstärkaren på signalutgången ger differentiella signaler (5 V) enligt RS422 gränssnittsstandard. Upp till 32 andra regulatorer kan styras med en enda enhet. 7.11 Anslutning: CAN-buss [X4] 7.11.1 Utförande på regulatorn [X4] - D-SUB-kontakt, 9-polig, stift 7.11.2 Passande kontakt [X4] - D-SUB-kontakt, 9-poligt uttag 7.11.3 Kontaktkonfiguration [X4] Stift nr Beteckning Värde Specifikation 1 - - Ej ansluten 6 GND 0 V CAN-GND, galvaniskt ansluten till regulatorn med GND 2 CANL *) CAN-Low signalkabel 7 CANH *) CAN-High signalkabel 3 GND 0 V Se stift nr 6 8 - - Ej ansluten 4 - - Ej ansluten 9 - - Ej ansluten 5 Schirm PE Anslutning för kabelavskärmning *) externt termineringsmotstånd 120 krävs i båda ändarna av bussen. Vi rekommenderar att man använder metallskiktsmotstånd med 5 % tolerans i storlek 0207, t.ex. från BCC art.nr: 232215621201. Tabell 7.9 Kontaktkonfiguration CAN-buss [X4] 80 P.BE-CMMP-AS-11A-HW-SV sv 0708NH
7.11.4 Anslutningsupplysningar [X4] Information När regulatorns kablar dras via CAN-bussen ska följande information beaktas för att man ska få ett stabilt och störningsfritt system. Om kablarna inte dras rätt kan störningar på CAN-bussen uppstå under drift som leder till att regulatorn stänger av med ett fel av säkerhetsskäl. CAN-bussen erbjuder ett enkelt och störningsfritt sätt att sammanlänka alla komponenter i en anläggning med varandra. Förutsättningen för detta är dock att all den information som följer om kablarna beaktas. Bild 7.5 Kabeldragningsexempel för CAN-buss 1. De enskilda noderna i nätverket sammanbinds i allmänhet linjeformigt, så att CANkabeln till regulatorn vidarekopplas (se Bild 7.5. 2. I båda ändarna av CAN-busskabeln måste vardera ett termineringsmotstånd på 120 +/- 5% finnas. Ofta sitter det redan ett sådant termineringsmotstånd på CAN-kort eller i en PLC, som i så fall måste beaktas. 3. För kabeldragningen måste en avskärmad kabel med exakt två tvinnande ledarpar användas. 4. Ett tvinnat ledarpar används för anslutningen av CAN-H och CAN-L. 5. Ledarna i de andra paren används gemensamt för CAN-GND. 6. Kabelavskärmningen leds vid alla noder till CAN-Shield-anslutningarna. 7. Vi avråder från att använda mellankontakter vid CAN-busskabeldragningen. Om detta ändå måste göras, ska man tänka på att metalliska kontakthus används för att ansluta kabelavskärmningen. 8. För att hålla störningspåverkan så låg som möjligt, ska generellt - motorkabeln inte dras parallellt med signalledningar - motorkabeln vara utförd enligt specifikation från Festo - motorkabeln vara korrekt avskärmad och jordad 9. För mer information om uppbyggnad av en störningsfri CAN-busskabeldragning hänvisar vi till Controller Area Network protocol specification, version 2.0 från Robert Bosch GmbH, 1991. P.BE-CMMP-AS-11A-HW-SV sv 0708NH 81
7.12 Anslutning: RS232/COM [X5] 7.12.1 Utförande på regulatorn [X5] - D-SUB-kontakt, 9-poligt uttag 7.12.2 Passande kontakt [X5] - D-SUB-kontakt, 9-poligt uttag - Hus för 9-poliga D-SUB-kontakter med låsskruvar 4/40 UNC 7.12.3 Kontaktkonfiguration [X5] Stift nr Beteckning Värde Specifikation 1 - - Ej ansluten 6 - - Ej ansluten 2 RxD 10 V / R I > 2 k Mottagarledning, RS232-specifikation 7 - - Ej ansluten 3 TxD 10 V / R A < 2 k Sändarledning, RS232-specifikation 8 - - Ej ansluten 4 +RS485 - Reserverad för alternativ RS485-drift 9 -RS485 - Reserverad för alternativ RS485-drift 5 GND PE Gränssnitt GND, galvaniskt förbunden med digitaldelens GND Tabell 7.10 Kontaktkonfiguration RS232-gränssnitt [X5] 7.13 Information om säker installation enligt EMC-direktivet 7.13.1 Förklaringar och begrepp Direktivet om elektromagnetisk kompatibilitet, på engelska EMC (electromagnetic compatibility) eller EMI (electromagnetic interference), omfattar följande krav: 82 P.BE-CMMP-AS-11A-HW-SV sv 0708NH
Störtålighet Tillräcklig störtålighet hos en elektrisk anläggning eller en elektrisk apparat mot elektriska, magnetiska eller elektromagnetiska störningar som kommer utifrån via kablar eller via luften. Störningsemission En tillräckligt liten 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. 7.13.2 Anslutningsinformation Motorkabelavskärmningen leds tillsammans med motorkabelns PE-innerledare till den centrala PE anslutningspunkten på CMMP-AS. PE-anslutningen på nätsidan samt avskärmningarna på resolvern och ev. encoderkabeln leds också till denna stjärnpunkt. Denna stjärnpunkt måste förbindas med en kabel med stor ledningsyta (kopparband) till den centrala jorden för hela kopplingsskåpet (kort ledning till monteringsplattan). På motorkabeln från Festo sitter detta förbindelseband redan på änden. Vid längre längder ska särskilda EMC-skyddsåtgärder vidtas. Varning Alla PE-skyddsledare måste av säkerhetsskäl anslutas före idrifttagningen. Anslut PE-anslutningen på nätsidan till den centrala PEanslutningspunkten på CMMP-AS. Se till att jordförbindelserna mellan regulatorer och monteringsplatta har så stor yta som möjligt för att undvika högfrekvensfel. 7.13.3 Allmänt om EMC Störningsemissionen och störtåligheten för en servodrivregulator beror alltid på drivenhetens totala sammansättning. Enheten består av följande komponenter: Komponenter - Spänningsförsörjning - Servodrivregulator - Motor - Elektromekanik - Kabeltyp och kabeldragning - Överlagrad styrning För att höja störtåligheten och minska emissionen har motorimpedanser och nätfilter redan integrerats i servodrivregulatorn CMMP-AS, så att servodrivregulatorn CMMP-AS kann användas i de flesta apparaterna utan extra avskärmnings- och filterelement. P.BE-CMMP-AS-11A-HW-SV sv 0708NH 83