STOEBER POLSKA. 1. Oprogramowanie POSITool

Transkrypt

1 1. Oprogramowanie POSITool Oprogramowanie POSITool jest darmowym dodatkiem do kaŝdej przetwornicy. UmoŜliwia on wstępną konfigurację przetwornicy oraz parametryzację konkretnej aplikacji. Program oparty jest o standard PLCOpen, dzięki czemu proces programowania został oparty o system wizardow przeprowadzających krok po kroku przez wszystkie niezbędne parametry konfiguracji oraz aplikacji. Oprogramowanie pozwala pracować w trybie off-line jak i on-line. Tryb off-line pozwala na stworzenie nowej aplikacji i wstępne ustawienie parametrów. Następnie stworzony projekt poprzez złącze RS232 przesyłamy do przetwornicy. W trybie on-line mamy moŝliwość zmiany wszystkich parametrów przetwornicy takŝe w czasie ruchu, co pozwala nam od razu przeanalizować dokonane zmiany. Ten tryb umoŝliwia nam równieŝ skorzystania z funkcji oscyloskopu.

2 Oscyloskop umoŝliwia nam ściągnięcie charakterystyk czasowych róŝnych parametrów przetwornicy (moment silnika, prąd it.). Jest pomocnym narzędziem podczas uruchamiani aplikacji oraz podczas awarii lub niepoprawnego działania napędu. Pomocnym narzędziem w analizie problemów z przetwornicą jest pamięć błędów.

3 Przetwornica pamięta dokładnie dziesięć ostatnich błędów. Dzięki programowi POSITool jesteśmy wstanie określić, kiedy i co waŝniejsze, w jakich warunkach powstał dany błąd. Jednocześnie przetwornica zapamiętuje ilościowo, jakie błędy wystąpiły. Co równieŝ pozwoli nam określić czy błąd jest systematyczny czy teŝ przypadkowy. 2. Konfiguracja przetwornicy za pomocą programu POSITool. Do poprawnego skonfigurowania przetwornicy niezbędne jest przejście pierwszych siedmiu kroków: 2a. Po uruchomieniu programu przywita nas okno z wyborem trzech funkcji: Start new project with wizard rozpoczęcie nowego projektu Open project odczytanie projektu zapisanego w pliku Reverse documentation - sczytanie konfiguracji z przetwornicy i połączenie on-line. Po wybraniu opcji nowego projektu zostaniemy przeniesieni do kolejnego kroku.

4 2b. Opis projektu. Okno to pozwala nam zawarcie w pliku projektu opisu aplikacji, komentarza lub innych informacji, które mogą przydać się w późniejszym czasie lub osobom serwisującym napęd. Przyciskiem NEXT przechodzimy do kolejnego kroku.

5 2c. Wybór osi / zestawów parametrów. Przetwornica FDS5000 umoŝliwia skonfigurowania czterech zestawów parametrów. KaŜdy zestaw moŝe posiadać inny silnik jak i pracować z inną aplikacją. PoniewaŜ oprogramowanie POSITool obsługuje równieŝ serwoprzetwornice serii MDS5000 w tym kroku moŝliwy jest wybór ile osi poprzez urządzenie POSISwitch będzie sterować przetwornica. Jednak ta opcja jest dostępna tylko w przypadku serwonapędów z enkoderami absolutnymi.

6 2d. Wybór aplikacji. W tym oknie wybieramy rodzaj aplikacji, jaką będzie obsługiwała przetwornica. Command positioning pozycjonowanie komendowe aplikacja wykorzystywana przy komunikacji sieciowej. Występuje w formie endless ruchu nieskończonego, lub limited ruchu ograniczonego. Motion block positioning pozycjonowanie blokowe, podobnie jak komendowe występuje w formie ograniczonej i nieskończonej. UmoŜliwia zapisanie 256 bloków ruchu (pozycji, ruchu ciągłego, synchronizacji itp.). KaŜdy blok moŝe pracować z osobnym profilem jazdy. Speed regulacja prędkości Fast reference value szybka wartość zadana aplikacja umoŝliwa w szybki i prosty sposób skonfigurowanie przetwornicy do regulacji obrotów Comfort reference value rozbudowana opcja regulacji prędkości oraz momentu. Synchronous mode tryb synchroniczny napędów.

7 2f. Wybór rodzaju sterowania. Standartowo przetwornicę moŝna sterować poprzez zestaw we/wy analogowych lub cyfrowych (control interface) lub za pomocą złącza szeregowego RS232 i protokołu USS. JeŜeli wyposaŝymy przetwornicę w moduł dodatkowy mamy moŝliwość wykorzystania innych dostępnych protokołów. W tym kroku wykonujemy wstępnego wyboru rodzaju sterowania

8 2g. Wybór silnika. Kolejny wizard umoŝliwia nam wybór silnika. Jak juŝ wcześniej wspominaliśmy oprogramowanie jest uniwersalne dla serii FDS5000 oraz MDS5000, mamy tu moŝliwość wyboru zarówno silników serwo jak i asynchronicznych. W tabelach podane są wszystkie silniki dostarczane przez firmę. Ułatwia nam to podłączenie silnika i dzięki temu nie musimy przeprowadzać procedury autotiuningu. JeŜeli silnik jest inny niŝ firmy STOEBER POLSKA naleŝy wybrać podobny a następnie później poprawić jego parametry i ewentualnie przeprowadzić autotiuning w celu stworzenia matematycznego modelu silnika.

9 2h. Konfiguracja przetwornicy. Okno to nam umoŝliwia skonfigurowanie odpowiedniej przetwornicy oraz ewentualne wyposaŝenia dodatkowego. Device family rodzaj przetwornicy FDS5000 lub MDS5000 Device type rozmiar przetwornicy wybór konkretnego modelu przetwornicy do silnika Firmaware poniewaŝ moŝliwa jest wymiana firmware przetwornicy (np. dodanie nowych aplikacji, poprawa błędów itp.) naleŝy wybrać odpowiedni firmware, wcześniej sprawdzony na obudowie przetwornicy. Opcja ta równieŝ umoŝliwia wgranie nowego programu do starszych przetwornic. Option module 1 (upper) karta rozszerzeń, moduł komunikacyjny lub karta we/wy Brake resistor odpowiedni rezystor hamowania, wybór z pośród rezystorów dostarczanych przez. Po wciśnięciu klawisza FINISH zostaniemy przeniesieni do wizardów odpowiedzialnych za poszczególne aplikacje. Zawartość tych wizardów zostanie opisana w dalszej części.

10 2i. Konfiguracja podstawowa parametrów aplikacji. NiezaleŜnie od wybranej aplikacji pierwszy wizard nie róŝni się dla wszystkich. Ustawia się w nim wszystkie podstawowe parametry dla poprawnego działania przetwornicy, ustawia się dodatkowe elementy wyposaŝenia (np. enkodery) i rodzaj sterowania. Po lewej stronie widoczne jest drzewo dostępnych opcji oraz osi (zestawów parametrów). MoŜna równieŝ uruchomić pamięć błędów oraz oscyloskop. Wizard GENERAL OPTIONS zawiera wszystkie podstawowe parametry dotyczące sterowania silnika, ustawień przetwornicy, funkcji zabezpieczeń, podłączonego enkodera oraz symulacji enkodera oraz funkcji dodatkowych.

11 2j. Regulator Pierwsze okno odpowiada za ustawienia regulatora PID. Parametr B20 odpowiada za rodzaj regulatora. W przypadku sterowania U/f oraz wektorowego bez sprzęŝenia zwrotnego mamy moŝliwość ustawienia charakterystyki sterowania

12 (B21) oraz filtru dolno przepustowego C33 wartości zadanej. W przypadku pełnej regulacji wektorowej ze sprzęŝeniem zwrotnym, mamy dostęp do pełnego regulatora PID. W praktyce, najczęściej wykorzystywanymi parametrami są: C31 człon proporcjonalny regulatora oraz C32 człon całkujący. Parametrami tymi moŝemy ustalić sztywność wału oraz precyzję dochodzenia do wartości zadanej. 2k. Przetwornica. Kolejne okno przedstawia nam parametry dotyczące przetwornicy: A34 blokada rozruchu po zaniku napięcia A35 dolny poziom napięcia zasilającego, przy którym przetwornica zgłosi błąd i nie będzie moŝliwe uruchomienie napędu. A36 znamionowe napięcie zasilania A29 czy przy błędzie ma być załączone szybkie zatrzymanie czy teŝ silnik ma hamować wybiegiem A44 podobnie do A29 tylko dotyczy wyłączenia sygnału ENABLE A39 czas zadziałania szybkiego zatrzymania A45 jak ma się zachować przetwornica po nastąpieniu funkcji szybkiego zatrzymania.

13 2l. Rezystor hamowania. W oknie tym moŝemy ustawić dane rezystora hamowania. JeŜeli nie został wybrany podczas procesu konfiguracji rezystor dostarczany przez firmę STOEBER naleŝy go wprowadzić ręcznie. JeŜeli taki rezystor nie występuje w układzie wystarczy w parametrze A22 wstawić wartość 0.

14 2m. Wartości maksymalne. Parametrami dostępnymi w tym oknie moŝemy ustawić maksymalne wartości prędkości obrotowej oraz maksymalny moment. Ograniczenie momentu moŝna ustawić proporcjonalnie lub nieproporcjonalnie dla obu kierunków obrotu.

15 2n. Ustawienie enkodera. Parametr B26 mówi nam, na które złącze jest do urządzenia podpięty enkoder oraz jeŝeli jest to, na które wejścia. Kolejne parametry opisują rodzaj enkodera oraz ilość impulsów na obrót enkodera 2o. Funkcje zabezpieczeń. Kolejne dwa okna odpowiadają za funkcje zabezpieczeń przetwornicy. Zestaw dostępnych parametrów moŝe się róŝnić w zaleŝności od aplikacji, jaką przetwornica obsługuje. KaŜdy z błędów ma moŝliwość ustawienia trzech funkcji: Message informacja o wystąpieniu zakłócenia, nie ma ona wpływu na wyłączenie przetwornicy, na wyświetlaczu pojawia się odpowiednia informacja oraz ustawiane są odpowiednie bity kontrolne Warning ostrzeŝenie, w czasie wystąpienia danego błędy przetwornica zgłasza ostrzeŝenie, w parametrze tym ustawiamy czas wyświetlania informacji o błędzie, do momentu upływu danego czasu przetwornica wyświetla odpowiednią informację. JeŜeli w tym czasie problem nie zniknie przetwornica wyłączy się zgłaszając błąd. Fault błąd wystąpienie tego typu błędu powoduje natychmiastowe zatrzymanie przetwornicy.

16

17 2p. Symulacja enkodera. JeŜeli aplikacja wymaga wyprowadzenia impulsów enkodera do zewnętrznego sterownika lub licznika wykonujemy to za pomacą symulacji enkodera. W przypadku przetwornicy FDS5000 jest to moŝliwe jedynie poprzez wyjścia binarne. NaleŜy pamiętać, Ŝe w momencie wykorzystania tej funkcji zajmujemy oba wyjścia standartowo dostępne w przetwornicy. 2r. Sterowanie ręczne. Klawiatura zamontowane na panelu przednim przetwornicy umoŝliwia nam zmianę parametrów oraz jazdę ręczną napędu. W kolejnym oknie ustawiamy parametry jazdy: prędkość oraz przyspieszenie. MoŜemy równieŝ wyłączyć moŝliwość jazdy z wykorzystaniem klawiatury. W przypadku aplikacji pozycjonowania. MoŜliwe jest jedynie włączenie lub wyłączenie tej funkcji. Ustawienie prędkości oraz przyśpieszenia ustawiane są w innych parametrach.

18 2s. Funkcje dodatkowe. Ostatnie okno z grupy parametrów główny zawiera szereg funkcji dodatkowych. PoniewaŜ POSITool obsługuje zarówno \serwonapędu niektóre funkcje dotyczą tylko tego rodzaju napędu. Dla silników asynchronicznych najwaŝniejsze to:

19 A00 zapis zmienionych parametrów do pamięci przetwornicy (do paramodułu) B41 autotuning przetwornica poprzez pomiary elektryczne stworzy matematyczny model silnika, funkcja dotyczy silników innych niŝ od firmy STOEBER. B42 optymalizacja regulatora, przetwornica automatycznie dobierze ustawy regulatora do aplikacji, napęd podczas tego procesu moŝe poruszać się.

20 3a. Pozycjonowanie. Aplikacje pozycjonowania mogą być wykonane na dwa sposoby. Pozycjonowanie komendowe jest przeznaczone przede wszystkim do sterowania poprzez sieć przemysłową. JeŜeli skorzystamy z pozycjonowania blokowego wiele funkcji aplikacji moŝemy stworzyć w samej przetwornicy (np. sekwencja ruchu). Wspólnym wizardem dla obu rodzajów pozycjonowania jest zakładka POSI MACHINE. Za pomocą kilku kroków ustalimy skąd będą pochodzić informacje o pozycjonowaniu, skalowaniu, bazowaniu oraz ewentualnych limitach krańcowych pozycji. 3b. Enkoder pozycjonujący. Przetwornica ma moŝliwość pozycjonowania na dwa sposoby. Pierwszą metodą jest pozycjonowanie za pomocą enkodera zamontowanego na wale silnika. Jest to najczęściej występujący sposób i ogranicza się on jedynie do późniejszego wyskalowania napędu. Ta opcja wymaga ustawienia parametru I02 na wartość 0: motor-encoder. W przypadku, gdy w aplikacji występuje moŝliwość poślizgów lub innych czynników mogących zakłócać proces pozycjonowania moŝna zastosować zewnętrzny enkoder pozycjonujący. Zakładka ta połączona jest z kolejną opisującą miejsce, w którym enkoder jest zamocowany (w odniesieniu do wału silnika).

21 W parametrze I26 wpisujemy wartość przełoŝenie, jakie występuje w aplikacji w odniesie do silnika. Program równieŝ przeliczy nam ile impulsów enkodera zewnętrznego będzie odpowiadać jednemu obrotowi wału silnika.

22 3c. Skalowanie Przetwornice serii 5000 (FDS/MDS) posiadają tę przewagę nad konkurencją, Ŝe pozycjonowanie odbywa się w jednostkach rzeczywistych. Dzięki zakładce skalowania jesteśmy wstanie określić dokładne przełoŝenie przekładni, jakie występuje w układzie. Określamy dokładność, z jaką wyświetlana będzie pozycja (I06) oraz jednostkę miary (I09). Bardzo waŝnymi parametrami dla skalowania są I07 oraz I08. Opisują one, jaką ilość obrotów silnika przypada na jeden obrót wału wyjściowego za przekładnią. W przypadku ruchu liniowego musimy uwzględnić jeszcze drogę, jaką napęd przebędzie przy 1 obrocie wału wyjściowego. Firma STOEBER w katalogach przekładni i motoreduktorów podaje dokładne, ułamkowe wartości przełoŝeń, które umoŝliwią dokładne pozycjonowanie, łącznie Z uwzględnieniem błędów zaokrągleń przełoŝenia. Dokładny opis jak to wykonać znajduje się w dokumentacji dotyczącej pozycjonowania komendowego.

23 3d. Dane maszyny. Po prawidłowym wyskalowaniu napędu przechodzimy do określenia parametrów pracy maszyny. Wszystkie zmienne podajemy w jednostkach wyskalowania, takŝe, jeŝeli mamy ruch liniowy i pomiar wykonujemy w mm to prędkość obrotową (I10) podajemy w mm/s. Podobnie z przyśpieszeniem (I11), rampą szybkiego zatrzymania (I17) oraz prędkością, przyśpieszeniem i pojedynczym krokiem jazdy ręcznej (odpowiedni I12, I13, I14). Jednocześnie program przelicza wszystkie te wartości na parametry, jakie wystąpią na wale silnika. JeŜeli przekroczymy wartości określone w parametrach głównych, program poinformuje nas o tym podświetlając odpowiednia daną na czerwono. Istotnymi parametrami z tej grupy są równieŝ I21 maksymalny błąd uchybu między wartością zadaną oraz rzeczywistą oraz I22 okno pozycjonowania. Parametr I24 pozwala skompensować luz przekładni lub innych elementów występujących w aplikacji, ma to szczególne znaczenie przy pracy zwrotnej.

24 3e. Bazowanie Kolejnym krokiem jest bazowanie napędu. Ma to duŝe znaczenie, jeŝeli będziemy pracowali na wartościach absolutnych pozycji oraz gdy planujemy korzystanie z krańcówek programowych. Mamy do wyboru trzy moŝliwości bazowania: na czujnik bazujący, ślad zerowy enkodera, definiowanie domu. Dwie pierwsze moŝliwości wymagają podanie prędkości wolnej oraz szybkiej bazowanie, rampy oraz wartości pozycji domu (najczęściej 0 ). Bazowanie na dom polega na ustawieniu bazy (zera) w miejscu, w którym napęd konkretnie stoi. Ten rodzaj bazowanie wymaga jedynie podania wartości pozycji domu.

25 3f. Krańcówki programowe. JeŜeli napęd jest zbazowany a praca jest na drodze zamkniętej obok krańcówek fizycznych moŝemy zastosować krańcówki programowe. Ustawienie tych krańcówek w odległości niewielkiej przed krańcówkami fizycznymi zapewni nam dodatkowe zabezpieczenie przed wjazdem w obszar zabroniony nawet w przypadku uszkodzenia czujników fizycznych. W odróŝnieniu od fizycznej krańcówki napęd przed krańcówka wyhamuje z obowiązującą rampą i będzie moŝliwy ruch w odwrotnym kierunku. Przy krańcówce fizycznej przetwornica zgłosi błąd i zatrzyma napęd. WyŜej wymienione funkcje są wspólne dla aplikacji pozycjonowania i dla ich odmian: synchronizacja, symulacja silnika krokowego itp..

26 4. Pozycjonowanie komendowe. Jest to pozycjonowanie wykorzystywane najczęściej przy sterowaniu po sieci przemysłowej. Pozycjonowanie polega na podaniu komendy (np. jazda absolutna, relatywna, bazowanie itp. Według standardu PLCOpen), pozycji docelowej, ramp przyśpieszenia i hamowania. Na końcu procedury podajemy sygnał execute i napęd wykonuje odpowiedni ruch. 4a. Wejścia binarne Podobnie jak w aplikacji regulacji obrotów poszczególnym funkcjom przypisujemy odpowiednie wejścia lub sterowanie po sieci komunikacyjnej. Przypisywanie odbywa się poprzez dwie zakładki. W pierwszej mamy wybór dodatkowego enable, kasowania błędów lub zmiany zestawu parametrów.

27 Druga zakładka odpowiada za sterowanie procesem pozycjonowania. Parametr I100 odpowiada za sterowanie sygnałem execute. Określamy tutaj równieŝ, na które wejścia podane są krańcówki fizyczne (I101, I102) oraz krańcówka bazująca (I103). MoŜemy równieŝ określić czy będziemy korzystać z jazdy ręcznej i w jaki sposób będzie ona wykonana.

28 4b. Wejścia analogowe. Poprzez wejścia analogowe moŝna sterować zarówno momentem (C130) jak i prędkością obrotową (I130) oraz offsetem pozycji (I131). Tak samo jak dla innych aplikacji określamy czy funkcja ma być sterowana przez wejście analogowe lub sieć przemysłową.

29 4c. Funkcje specjalne. Dzięki funkcjom specjalnym moŝna wykonać funkcję krzywki elektronicznej (I60, I61). Sterować offsetem pozycji I70 (takŝe analogowo). Dostępny jest elektroniczny zatrzask umoŝliwiający nam w prosty sposób powrotu do konkretnej pozycji. Parametry N10, 11, 12 odpowiadają za punkty przełączeniowe. Określają one miejsce, w którym zostanie wystawiony sygnał na odpowiednie wyjście lub bit.

30 4d. Wyjścia cyfrowe. W oknie tym definiujemy, jakie parametry wyprowadzimy na fizyczne wyjścia cyfrowe. JeŜeli mamy do czynienie z symulacją enkodera naleŝy wyjścia BA1 oraz BA2 ustawić bez Ŝadnego parametru.

31 4e. Wyjścia analogowe. Analogicznie do aplikacji regulacji obrotów moŝemy tutaj wyprowadzić na fizyczne wyjścia analogowe odpowiednio dobrane parametry.

32 4f. Pozycja docelowa Parametr I213 odpowiada za pozycję docelową. Wprowadzona jest ona raz na stałe lub zmieniana poprzez sieć komunikacyjną. I215, 216, 217 odpowiadają za parametry ruchu. Podawane są one procentowo w odniesieniu do wartości podanych w zakładce posi machine. RównieŜ ustawiane są na stałe lub zmienione po sieci.

33 4g. Komenda ruchu. Po określeni pozycji oraz parametrów ruchu naleŝy wydać komendę. W parametrze I211 ustawiamy po sieci odpowiednią kombinację bitów uzyskując przez to komendę ruchu, jaką wykona napęd po podaniu sygnału execute. Parametr zmieniamy po sieci lub ustawiamy jeden raz za pomocą widocznych na rysunku tabeli wyboru. W parametrze tym określamy równieŝ optymalizację kierunku oraz sterowanie hamulcem po wykonaniu komendy.

34 4h. Słowo kontrolne JeŜeli jesteśmy połączeni z przetwornicą on-line w tej zakładce moŝemy sterować parametrami, które będą zmieniane po komunikacji sieciowej. Pozwala na to na sprawdzenie poprawności naszych załoŝeń pomimo braku podłączenia nadrzędnego sterowania. Pomocne jest to równieŝ podczas diagnostyki układu. 5. Zakończenie. PowyŜej przedstawione przykłady stanowią podstawowe moŝliwości przetwornicy. Szczegółowe opisy funkcji i parametrów znajdą Państwo w instrukcjach do konkretnych aplikacji. Celem tego opisu jest przedstawienie krok po kroku parametryzowania przetwornicy w celu ułatwienia programowania. Wykorzystując podstawowe funkcje pozycjonowania komendowego lub blokowego moŝna wykonać wiele innych aplikacji np.: synchronizacja, symulacja silnika krokowego. Regulacja prędkości moŝe być wykonana równieŝ w aplikacji komfortowej wartości zadanej dającej duŝe moŝliwości regulacji obrotów lub momentu (regulacja prędkościowa lub momentowa itp.). Pracownicy firmy udzielą pomocy w przypadku problemów z uruchomieniem, parametryzacją lub diagnostyką przetwornic. SłuŜymy równieŝ pomocą w doborze kompletnych systemów napędowych opartych zarówno na układach z klasyczną przekładnia i silnikiem asynchroniczny lub serwosilników z przekładniami planetarnymi.