SZKOLENIE Z ZAKRESU BUDOWY I URUCHOMIENIA SERWOPRZETWORNIC SERII MD5000

SZKOLENIE Z ZAKRESU BUDOWY I URUCHOMIENIA SERWOPRZETWORNIC SERII MD5000 Autor: Bartłomiej Kuczyński STOEBER POLSKA Wrocław 2009

SPIS TREŚCI: 1. Serwoprzetwornica częstotliwości POSIDRIVE MDS5000. 3 2. Budowa przetwornicy MDS5000 4 a. Podłączenie zasilania 4 b. Podłączenie silnika 5 c. Panel przedni 6 d. Elementy opcjonalne 7 3. Zasady montaŝu przetwornic MDS5000 9 4. Oprogramowanie POSITool 11 5. Konfiguracja przetwornicy za pomocą programu POSITool 13 a. Ekran początkowy 13 b. Opis projektu 14 c. Wybór osi/ zestawów parametrów 14 d. Wybór aplikacji 15 f. Wybór rodzaju sterowania 16 g. wybór silnika 17 h. Konfiguracja przetwornicy 18 i. Konfiguracja podstawowa parametrów aplikacji 19 j. Regulator 20 k. Przetwornica 21 l. Rezystor hamowania 22 m. Wartości maksymalne 23 n. Ustawienie enkodera 23 o. Funkcje zabezpieczeń 24 p. Symulacja enkodera 25 r. Sterowanie Ręczne 25 s. Funkcje dodatkowe 26 6. MoŜliwości sterowania przetwornicą wektorową serii MDS5000 27 a. Fast reference value szybka wartość zadana 27 b. Pozycjonowanie 30 7. Pozycjonowanie komendowe 35 a. Wejścia binarne 35 b. Wejścia analogowe 36 c. Funkcje specjalne 37 d. Wyjścia cyfrowe 38 e. Wyjścia analogowe 38 f. Pozycja docelowa 39 g. Komenda ruchu 40 h. Słowo kontrolne 41 8. Pozycjonowanie blokowe 42 a. Blok ruchu 42 b. Profil ruchu 43 c. Funkcje dodatkowe 45 d. Komparator 45 e. Wejście binarne 46 f. Wejścia analogowe, wyjścia binarne, wyjścia analogowe 47 g. Słowo kontrolne oraz statusowe 48 9. Zakończenie 49 Notatki 50 2

1. Wektorowa przetwornica częstotliwości POSIDRIVE MDS 5000 Przetwornice wektorowe serii POSIDRIVE MDS5000 dzięki oprogramowaniu opartemu o standard PLCOpen mogą zostać wykorzystane w wielu aplikacjach. Napęd w połączeniu z serwosilnikiem wyposaŝonym w enkoder stanowi podstawę w wielu maszynach, w których wykorzystywana jest regulacja obrotów lub pozycjonowanie. Przetwornica standartowo wyposaŝona jest w złącze enkodera, czujnika PTC, sterowanie hamulcem oraz zestaw wejść oraz wyjść binarnych oraz analogowych. Dzięki modułom rozszerzającym, moŝna zwiększyć funkcjonalność dodatkowymi we/wy oraz modułami komunikacyjnymi pozwalającymi pracować w sieciach przemysłowych (PROFIBUS DP, CANOpen, ETHERCat oraz protokół szeregowy USS). Przetwornica produkowana jest w czterech grupach rozmiarowych w zakresie mocy od 0,37 kw do 45kW. Występuje z zasilaniem jedno- oraz trójfazowym. Konstrukcja jak i wyposaŝenie przetwornicy (filtry i dławiki) zapewnia pełną zgodność elektromagnetyczną z obowiązującymi normami. Uzupełnieniem przetwornicy jest darmowe oprogramowanie POSITool. UmoŜliwia ono parametryzację przetwornicy zaleŝnie od aplikacji, zmianę parametrów on-line oraz analizę przebiegów w funkcji czasu np. momentu, prądu itp. Dzięki narzędziu SCOPE. 3

2. Budowa przetwornicy MDS5000 Oddzielenie części zasilającej od części podłączenia silnika zmniejsza ryzyko błędnego podłączenia przetwornicy. 2a. Podłączenie zasilania: Górna strona urządzenia X10 Zasilanie X12 Blokada rozruchu ASP 5001 X11 24 V-Napięcie zasilania części elektroniki sterującej (Opcjonalnie) X200 Feldbus (Opcjonalnie komunikacja sieciowa) Standartowo przetwornica MDS5000 jest wyposaŝona w wbudowany zasilacz wewnętrzny. Nie wymaga ona podłączania dodatkowego zasilania elektroniki. Jednak istnieje moŝliwość wyposaŝenia przetwornicy złącze zasilania 24 VDC (złącze X11). UmoŜliwia ono parametryzowanie przetwornicy lub pracę w sieci przemysłowej bez konieczności załączania stopnia mocy. Opcjonalnym elementem jest równieŝ moduł ASP5001 (złącze X12). Moduł ten odpowiada za blokadę rozruchu i jest stosowany wszędzie tam gdzie wymagają tego normy bezpieczeństwa. W górnej części przetwornicy znajduje się równieŝ miejsce na dodatkowe moduły, są to karta we/wy oraz komunikacji sieci przemysłowych. 4

2b. Podłączenie silnika: Dolna część przetwornicy X2 Czujnik temperatury hamulec X4 Enkoder (EnDat / SSI / HTL / TTL) X22 Obwód pośredni X20 Silnik X21 Rezystor hamowania Podstawowym złączem dolnej części przetwornicy są zaciski X20, do których podłącza się ekranowane przewody silnika. Do złącza X4 za pośrednictwem wtyczki DUB-15 moŝliwe jest podłączenie enkodera, który będzie sprzęŝeniem zwrotnym zarówno do kontroli obrotów jak i pozycjonowania. Zaciski w wtyczce X2 odpowiadają za podłączenie czujnika PTC oraz styków do sterowania hamulcem. Dolna cześć wyposaŝona jest równieŝ w złącze do podpięcia rezystora hamowania X21, jak i wyprowadzenie styków obwodu stopnia pośredniego X22. Na powyŝszym rysunku widoczna jest równieŝ płytka EMC. UmoŜliwia ona łatwe podłączenie ekranów kabli do obudowy przetwornicy a tym samym zapewnienie pełnej zgodności elektromagnetycznej. 5

2c. Panel przedni X3 Interfejs szeregowy (PC / USS ) Obsługa lokalna - 2-liniowy wyświetlacz - klawiatura Paramoduł (pamięć programu i parametrów) X1 Zezwolenie na ruch-enable X100 Analogowe wejścia / wyjścia X101 Cyfrowe wejścia / wyjścia Standartowo przetwornica wyposaŝona jest w moduł wejść oraz wyjść analogowych oraz cyfrowych. Złącza wejść i wyjść znajdują się na karcie opcjonalnej SEA5001. Złącze X100 zawiera dwa 12 bitowe wejścia analogowe oraz dwa 11 bitowe wyjścia. Pięć cyfrowych wejść oraz dwa wyjścia znajdują się na listwie zaciskowej X101. Do uruchomienia przetwornicy niezbędny jest sygnał ENABLE podawany na zaciski X1, posiadają one równieŝ styk gotowości do pracy. Programowanie przetwornicy odbywa się za pomocą złącza szeregowego X3. Wykorzystywane jest ono równieŝ do pracy w sieci przemysłowej z wykorzystaniem protokołu USS. W górnej części panelu przedniego zamontowany jest 2-wierszowy wyświetlacz alfanumeryczny, pokazujący stan przetwornicy oraz podstawowe parametery w zaleŝności od aplikacji. Pod wyświetlaczem znajduje się klawiatura umoŝliwiająca zmianę parametrów przetwornicy oraz aktywację jazdy ręcznej całego napędu, wykorzystywanej najczęściej do sprawdzenia poprawności podłączenia. Obok złącza X3 znajdują się dwie diody LED opisujące stan przetwornicy. 6

2d. Elementy opcjonalne: CAN 5000 DP 5000 Moduł sieciowy CANopen DS-301 Moduł sieciowy PROFIBUS DP-V1 Przełącznik osi POSISwitch AX 5000 SEA 5001 XEA 5001 REA 5000 Moduł Stand. Moduł Rozsz. Moduł Resolwer EM 5000 EMC płytka ekranująca BRM 5000 24 V Moduł hamulcowy Przetwornica moŝe być wyposaŝona w szereg modułów dodatkowych. Dla zwiększenia do 13 we / 10 wy binarnych wykorzystywana jest karta XEA 5001. Dodatkowo karta XEA 5001 posiada jedno dodatkowe wejście analogowe (16 bit). Dla aplikacji wykorzystujących rewolwer przygotowano kartę REA 5000 Do górnego złącza zamontować moŝna kartę DP 5000 dla protokołu PROFIBUS DP lub CAN5000 dla sieci CANOpen oraz kartę ECS5000dla komunikacji EtherCAT. Od strony silnika, jako opcja występuje moduł BRM5000. Jest on wyposaŝony w dodatkowe styki umoŝliwiające po podłączeniu zasilania 24 VDC sterowanie hamulca bez konieczności zabudowywania dodatkowych styczników. Moduł wyposaŝony jest równieŝ w płytkę ekranującą EM5000 (dostępną równieŝ osobno) do łatwego podłączenia ekranów kabla zasilającego. Dodatkowymi elementami są rezystory hamowania. Przetwornica wyposaŝona jest w czoper hamowania i umoŝliwia zrzucanie nadmiaru energii na odpowiednio dobrany rezystor hamujący podłączony bezpośrednio do przetwornicy. Rezystory serii RB5000 są podstawowymi dostępnymi elementami. Ich konstrukcja umoŝliwia zamontowanie na przetwornicy, przez co oszczędza się miejsce w szafie sterowniczej. 7

Kolejną grupę rezystorów obejmuje modele w obudowie, IP20 z lub bez zabezpieczenia termicznego. Występują one w mocach większych niŝ rezystory, RB5000 i wykorzystywane są aplikacjach dynamicznych lub typu winda. Dostępne są równieŝ rezystory w obudowie IP54 Charakteryzują się kompaktową obudową, wysoką klasą ochrony oraz dopuszczeniami UL oraz CSA. wtyczkami lub cięte na metry. Uzupełnieniem pełnego systemu są kable mocy oraz przewód enkodera. Kable wykonane są w według normalizacji DESINA. Kable i przewody wykonane są w ekranach pozwalających zachować normy EMC. Specjalna konstrukcja zwiększa wytrzymałość na skręcanie. Przewody dostępne są w róŝnych długościach z 8

3. Zasady montaŝu przetwornicy MDS5000 Szczegóły montaŝu serwoprzetwornicy MDS5000 zostały przedstawione w odpowiedniej dokumentacji DTR. NaleŜy pamiętać, aby wszystkie kable i przewody były ekranowane, a ekrany powinny być podłączone do przewodu ochronnego. Zapewni to pełne zabezpieczenie przed zakłóceniami. 9

PowyŜsze rysunki przedstawiają poprawne okablowanie przetwornicy MDS5000 w połączeniu z serwosilnikiem z hamulcem sterowanym poprzez moduł BRM 5000, a takŝe silnikiem asynchronicznym wyposaŝonym w enkoder, czujnik PTC oraz hamulec (takŝe z modułem POWERBOX). PoniewaŜ przetwornica wyposaŝona jest standartowo w zestaw filtrów i dławików nie ma potrzeby, aby ją dodatkowo zabezpieczać tego typu elementami. W zaleŝności od wielkości napędu naleŝy dobrać z dokumentacji DTR odpowiednie zabezpieczenie prądowe. JeŜeli instalacja elektryczna jest wyposaŝona w wyłącznik róŝnicowo prądowy naleŝy upewnić się, Ŝe wartość jego prądu wyłączeniowego wynosi co najmniej 300mA. Przy prowadzeniu przewodów w szafie sterowniczej naleŝy zadbać o to, aby oddzielić kable sterownicze od kabli mocy. W miarę moŝliwości oddalić je od siebie lub odseparować. Rysunek umieszczony poniŝej przedstawia przykładowe połączenie przetwornicy. Na pierwszym z nich pokazane jest, w jaki sposób moŝna wykorzystać wewnętrzne napięcie, które moŝna uzyskać w jednego z wyjść przetwornicy. Dzięki temu podłączeniu moŝliwe jest proste sterowanie przetwornicą (np. analogowa regulacja obrotów). JeŜeli przetwornica wykonuje jedynie proste funkcje, równieŝ 10

pozycjonowanie) za pomocą tego napięcia moŝna równieŝ sterować we/wy. binarnymi. Drugi z rysunków przedstawia podłączenie sterownika PLC z we/wy przetwornicy. 4. 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 na bieŝąco analizować wpływ dokonanych zmian. Ten tryb umoŝliwia nam równieŝ skorzystania z funkcji oscyloskopu. 11

Oscyloskop umoŝliwia nam ściągnięcie charakterystyk czasowych róŝnych parametrów przetwornicy (moment silnika, prąd itp.). Jest pomocnym narzędziem podczas uruchamiania aplikacji oraz podczas awarii lub niepoprawnego działania napędu. Pomocnym narzędziem w analizie problemów z przetwornicą jest pamięć błędów. Przetwornica pamięta dokładnie dziesięć ostatnich błędów. Dzięki programowi POSITool jesteśmy w stanie określić, kiedy i co waŝniejsze, w jakich warunkach powstał dany błąd. Jednocześnie przetwornica zapamiętuje ilościowo, jakie błędy 12

wystąpiły. Co równieŝ pozwoli nam określić czy błąd jest systematyczny czy teŝ przypadkowy. 5. Konfiguracja przetwornicy za pomocą programu POSITool. Do poprawnego skonfigurowania przetwornicy niezbędne jest przejście pierwszych siedmiu kroków: 5a. Ekran początkowy 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 - zczytanie konfiguracji z przetwornicy i połączenie online. Po wybraniu opcji nowego projektu zostaniemy przeniesieni do kolejnego kroku. 13

5b. 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. 5c. Wybór osi / zestawów parametrów. 14

Przetwornica MDS5000 umoŝliwia skonfigurowanie do czterech zestawów parametrów. KaŜdy zestaw moŝe posiadać inny silnik jak i pracować z inną aplikacją. W tym kroku moŝliwy jest równieŝ wybór ile osi poprzez urządzenie POSISwitch będzie sterować przetwornica. Opcja ta jest dostępna tylko w przypadku serwonapędów z enkoderami absolutnymi. 5d. 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. 15

5f. 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 16

5g. Wybór silnika. Kolejny wizard umoŝliwia nam wybór silnika. Jak juŝ wcześniej wspominaliśmy oprogramowanie jest uniwersalne dla serii MDS5000 oraz FDS5000 i SDS5000. Mamy tu moŝliwość wyboru zarówno silników serwo jak i asynchronicznych. W tabelach podane są wszystkie silniki dostarczane przez firmę STOEBER POLSKA. 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. 17

5h. Konfiguracja przetwornicy. Okno to nam umoŝliwia skonfigurowanie odpowiedniej przetwornicy oraz ewentualne wyposaŝenia dodatkowego. Device family rodzaj przetwornicy MDS5000 lub FDS5000 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 Option module 2 (lower) karta rozszerzeń,moduły dodatkowych we/wy Brake resistor odpowiedni rezystor hamowania, wybór spośród rezystorów dostarczanych przez STOEBER POLSKA. Po wciśnięciu klawisza FINISH zostaniemy przeniesieni do wizardów odpowiedzialnych za poszczególne aplikacje. Zawartość tych wizardów zostanie opisana w dalszej części. 18

5i. 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. 19

5j. 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 (B21) oraz filtru dolnoprzepustowego C33 wartości zadanej. W przypadku regulacji serwo 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. 20

5k. 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 21

5l. 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. 22

5m. 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. 5n. Ustawienie enkodera. 23

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 5o. 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. 24

5p. Symulacja enkodera. JeŜeli aplikacja wymaga wyprowadzenia impulsów enkodera do zewnętrznego sterownika lub licznika wykonujemy to za pomocą symulacji enkodera. W przypadku przetwornicy MDS5000 jest to moŝliwe jedynie poprzez wyjścia binarne. NaleŜy pamiętać, Ŝe w momencie wykorzystania tej funkcji zajmujemy oba wyjścia standartowo dostępne w przetwornicy. 5r. Sterowanie ręczne. Klawiatura zamontowana 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. 25

5s. Funkcje dodatkowe. Ostatnie okno z grupy parametrów głównych zawiera szereg funkcji dodatkowych. PoniewaŜ POSITool obsługuje zarówno silniki asynchroniczne, jak i serwonapędy, niektóre funkcje dotyczą tylko tego rodzaju napędu. NajwaŜniejsze to: A00 zapis zmienionych parametrów do pamięci przetwornicy (do paramodułu) B41 autotiuning przetwornica poprzez pomiary elektryczne stworzy matematyczny model silnika, funkcja dotyczy silników innych niŝ od firmy STOEBER. 26

6. MoŜliwości sterowania przetwornicami wektorowymi serii MDS5000. 6a. Fast reference value szybka wartość zadana. Aplikacja ta pozwala nam na bardzo szybkie uruchomienie przetwornicy, jako regulatora obrotów. Po przejściu przez wizard funkcji podstawowych rozpoczynamy kolejne bloki parametryzacji przetwornicy w celu uruchomienia regulacji obrotów. Pierwszym krokiem jest ustalenie, jakie funkcje będą sterowane poprzez wejścia cyfrowe a jakie poprzez sieć komunikacyjną, jeŝeli taka jest zastosowana w aplikacji. W oknie mamy dostępne wszystkie funkcje, które mogą być przydatne przy tego rodzaju aplikacji: dodatkowe enable, kasowanie błędów, zwalnianie hamulca, zmiana kierunku itp.. Aplikacja pozwala nam wybrać funkcję i przypisać ją do konkretnego wejścia (normalnie lub zanegowane), moŝna równieŝ ustalić na stałe stan wysoki na wejściu lub przypisać do sterowania siecią. Kolejnym krokiem jest przypisanie funkcji wejściom analogowym. W tej aplikacji mamy moŝliwość przypisania na dwa wejścia analogowe dwie funkcję: D130 regulacja prędkości C130 regulacja momentu Po przypisaniu wejścia funkcji pojawia się rozpisany schemat dodatkowych moŝliwości regulacji obrotu lub momentu (dodatkowe ograniczenia, offset itp.) 27

Po wciśnięciu klawisza next zobaczymy okno, w którym będzie wyświetlony przegląd funkcji, z których będziemy korzystać oraz które wejścia zostały im przypisane. Kolejny krok prezentuje rozpisany regulator wartości zadanej. Podobnie jak przy wejściach analogowych mamy tu moŝliwość zmiany parametrów odpowiedzialnych za regulację obrotów. 28

Po wciśnięciu klawisza next pojawi się okno, w którym mamy moŝliwość zmiany ramp przyśpieszenia, hamowania oraz szybkiego zatrzymania. MoŜemy równieŝ poprzez parametr D80 wygładzić rampę hamowania i przyśpieszania. Kolejne okno odpowiada za przypisanie funkcji wyjściom binarnym. Ilość dostępnych wyjść jest zaleŝna od wyposaŝenia przetwornicy w kartę SEA5001 lub XE5001. JeŜeli wykorzystujemy symulację enkodera naleŝy pamiętać, aby wyjścia BA1 i BA2 nie miały przypisanych funkcji. 29

Po ustawieniu wyjść cyfrowych przechodzimy do ustawania wyjść analogowych. Podobnie jak wejścia analogowe moŝemy ustawić zakres przetwarzania wyjścia analogowego, offset itp. 6b. 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. 6c. 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. 30

Zakładka ta połączona jest z kolejną opisującą miejsce, w którym enkoder jest zamocowany (w odniesieniu do wału silnika). W parametrze I26 wpisujemy wartość przełoŝenia, jakie występuje w aplikacji w odniesieniu do silnika. Program równieŝ przeliczy nam ile impulsów enkodera zewnętrznego będzie odpowiadać jednemu obrotowi wału silnika. 31

6d. Skalowanie Przetwornice serii 5000 (MDS/FDS/SDS) 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. 32

6e. 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 odpowiednią daną na czerwono. Istotnymi parametrami z tej grupy są równieŝ I21 maksymalny błąd uchybu między wartością zadaną oraz rzeczywistą oraz I22 okno pozycjonowania. 6f. 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 bazowania, 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. 33

6g. Krańcówki programowe. JeŜeli napęd jest zbazowany a praca jest na drodze zamkniętej obok krańcówek fizycznych moŝemy zastosować krańcówki programowe. 34

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.. 7. 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. 7a. 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. 35

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. 7b. Wejścia analogowe. Poprzez wejścia analogowe moŝna sterować zarówno momentem (C130) jak i prędkością obrotową (I130) oraz offsetem pozycji (I131). 36

Tak samo jak dla innych aplikacji określamy czy funkcja ma być sterowana przez wejście analogowe lub sieć przemysłową. 7c. 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. 37

7d. 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. 7e. Wyjścia analogowe. 38

Analogicznie do aplikacji regulacji obrotów moŝemy tutaj wyprowadzić na fizyczne wyjścia analogowe odpowiednio dobrane parametry. 7f. 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. 39

7g. Komenda ruchu. Po określeniu 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. 40

7h. 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. 41

8. Pozycjonowanie blokowe. Aplikacja umoŝliwia nam tworzenie kompletnych programów pozycjonowania. Podstawą są bloki ruchu, w których zawarte są komendy pozycjonowania, pozycja oraz moŝliwość przechodzenia pomiędzy poszczególnymi blokami. KaŜdy blok ruchu moŝe być wykonany z wykorzystaniem własnego profilu jazdy. Aplikacja pozwala nam na stworzenie 256 profili ruchu oraz jazdy. 8a. Blok ruchu. Blok ruchu składa się z kilku elementów: J10.xxx nazwa bloku J11.xxx pozycja docelowa funkcja jest aktywna, jeŝeli zostanie wybrana komenda odpowiedzialna za ruch J12.xxx komenda ruchu według standardu PLCOpen J13.xxx numer profilu jazdy przypisanego do bloku J14.xxx metoda przejścia do kolejnego bloku J15.xxx kolejny blok, który zostanie wykonany po spełnieniu warunku w J14.xxx J16.xxx czas opóźnienia, jeŝeli warunkiem przejścia jest przerwa. 42