POSYS 1800-B Installationshandbuch

POSYS 1800-B Installationshandbuch
Installationshandbuch
POSYS® 1800-B
PC104 1-4 Achsen Positioniersteuerkarte
für
DC/EC Servo-,
Mikroschritt- und Schrittmotoren
© POSYS Motion Control GmbH & Co.KG, 2013
© POSYS Motion Control, 2013
Allgemeines
Über dieses Handbuch
Die POSYS®-Serie ist ein hoch entwickeltes Positioniersystem für DC/EC Servo-, Mikroschritt-, Schritt- und
Piezomotoren als auch für Hydrauliksysteme. Die POSYS® 1800-B Serie ist eine PC104-kompatible Karte. Jede Karte
ist in Konfigurationen für 1, 2, 3 oder 4 Achsen für Servo (bürstenbehaftete oder bürstenlose) und Schrittmotoren
(Standard oder Mikroschritt) erhältlich (jede Achse frei-konfigurierbar oder in speziellen, abgespeckten Versionen
mit eingeschränkten Möglichkeiten). Die Verwendung eines DSP zusammen mit einem ASIC sorgt zusammen mit
dem 16-bit DAC-, 10-bit PWM oder Takt- & Richtungsausgangssignal für ausgezeichnete
Positioniersteuerungsqualitäten. Zusammen mit den 16 frei-programmierbaren E/As gibt es außerdem noch
dedizierte Eingänge (richtungsabhängige Endschalter mit einem digitalen Filter und High Speed Latch Eingänge für
jede Achse). Des weiteren stehen 2 achsen-spezifische E/As und für jede Achse ein Ausgang für die
Verstärkerfreigabe zur Verfügung. Diese E/As können auch für eigene Zwecke verwendet werden. Programmierbare
Zeitnehmer könnten auch als Zähler eingesetzt werden. Ein digitaler PID- oder PI-Filter mit KP, KL, KD, Kvff und IL
und der weite, programmierbare 16-Bit-Bereich sind zusätzliche Gründe für das überlegene Verhalten dieses
Reglers. Ein weiteres Plus sind die hohe 8 MHz Inkremental- oder 160 MHz-Absolutenkodereingangsfrequenz und je
nach Modell die 50 bis 75 µsec Servo-Loop-Updaterate pro Achse.
Die POSYS® 18xx-B Serie wurde entwickelt um höchste Flexibilität zu einem erschwinglichen Preis zu gewährleisten
und um Antworten für komplexe Steuerungsprobleme zu bieten sowie die Peripheriekomponenten wie die digitalen
und analogen Eingänge und die programmierbaren Ausgänge auf einfache Art zu handhaben. Die dedizierten
Ausgänge für In-Position, Schleppabstandsfehlererkennung und Verstärkerfreigabe signalisieren den eigentlichen
Status jeder Achse. Software-Kompatibilität wird durch alle Versionen garantiert (außer anders notiert; z.B. bei
motorspezifischen Unterschieden).
Der POSYS®-Regler wurde für komplexe Positioniersteuerungsanwendungen wie u.a. Jogging, Punkt-zu-Punkt
Positionierung, Vektorpositionierung, Electronic Gearing und für multiple Bewegungssequenzen (lineare und zirkulare
Interpolation) entworfen. S-Kurven Profile eliminieren ruckartige positive und negative Beschleunigung; dies ist
besonders nützlich, wenn schwere Trägheitslasten bewegt werden. Optionale Software-Pakete für die Ausführung
zirkularer und linearer Interpolation für kontinuierliche Bewegungen erhöhen weiter die Einsatzmöglichkeiten dieser
Positioniersteuerung. Beispielsoftware mit einer Vielzahl unterschiedlicher textalischer und graphischer
Ausgabemöglichkeiten als auch der Möglichkeit Hardcopies für Vergleichszwecke in der Performance zu erstellen,
helfen dem Anwender die optimalen Filterparameter für jede mögliche Ladung und jeden Systemzustand zu
ermitteln.
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© POSYS Motion Control, 2013
Inhaltsverzeichnis
Sicherheits & Gewährleistungshinweis
Gewährleistung
Sicherheitshinweis
Haftungsausschluß
Verwendete Symbole
Änderungen zu vorhergehenden Handbüchern
Systemüberblick
Systemüberblick
Breakpoints
Diagnostische Parameterfassung
Sc hleppabstandsfehler, Tracking Window, und Settle Window
Endschalter
Mehrfache PID-Fensterparametrisierung (Piezo-Funktionalität)
Weiteres
Modellversionen Überblick
Spezifikationen
Modellversionen
Multiple Motor Positioniersteuerkarten
Bürstenbehafteter Servomotor
Bürstenloser Servomotor
Schrittmotor
Mikroschrittmotor
Kundenspezifische Lösungen
Hardware
Hardware
Layout obere Seite
Layout untere Seite
Bedeutung/Beschreibung der einstellbaren Komponenten
Widerstandsnetzwerke
Betriebsindikator
DIP-Schalter und Steckbrückenbeschreibung
DIP-Schaltereinstellung für Basisspeicheradresse: SW200
DIP-Schaltereinstellung für Basisadresse: SW201
DIP-Schaltereinstellungen für Filter Delay: SW600
Motor Mode Jumpers CON805 und CON806
Interruptauswahl: CON201
Multiple Karten-Sync hronisation mit SYNC I/O: CON401 & CON402
Pinout Beschreibungen für POSYS 1800-B Karten
DC-Servomotoren und EC-Servomotoren mit externer Kommutierung
CON801 (PS 50 D -2.54S); Achsen X & Y
CON802 (PS 50 D -2.54S); Achsen Z & W
CON803 (PS 20 D -2.54S); für invertierte PWM Signale
EC-Servomotoren (Sinuskommutierung) und Mikroschrittmotoren
CON801 (PS 50 D -2.54S); Achsen X & Y
CON802 (PS 50 D -2.54S); Achsen Z & W
CON800 (PS 50 D -2.54S ); Option Connector 1
Pinoutbeschreibung in Verbindung mit Schrittmotoren
CON801 (PS 50 D -2.54S); Achsen X & Y
CON802 (PS 50 D -2.54S); Achsen Z & W
CON803 (PS 20 D -2.54S)
SSI Absolutenkoderschnittstelle
Einführung
Anschlüsse der SSI-Schnittstelle: CON804
Initialisierung
Kommunikationsschnittstellen
Serielle und CAN-Schnittstellen
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Serielle Schnittstelle RS232/RS485: CON400, CON404 & CON405
CAN Schnittstelle: CON405
Zubehör
Interconnect Modul IO700/800-1
Anschlüsse J4 & J5
Analoge Eingänge
Sc hraubklemmenanschluss
Resetknopf „S1“
OPTO22
Abmessungen
Interconnect Modul IO50
Technische Daten
Beschreibung
Installation
Installation
Karte für Installation vorbereiten und installieren
Software
Elektrische Spezifikationen
Elektrische Spezifikationen
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Sicherheits & Gewährleistungshinweis
Gewährleistung
POSYS Motion Control GmbH & Co.KG garantiert die Leistung seiner Produkte entsprechend den zur Verfügung
stehenden Spezifikationen zum Zeitpunkt des Verkaufs für einen Zeitraum von 2 Jahren. Ebenso garantiert POSYS
Motion Control GmbH & Co.KG für einen Zeitraum von 2 Jahren ab Verkaufsdatum die einwandfreie
Materialbeschaffenheit unter der Voraussetzung, dass die Produkte innerhalb der gesetzten Spezifikationen betrieben
werden und ein normaler täglicher Gebrauch unterstellt wird, d.h. Produkte die länger als 8 Stunden täglich
Verwendung finden, können einer kürzeren Garantieperiode unterliegen. Für Details setzen Sie sich mit POSYS
Motion Control GmbH & Co.KG in Verbindung.
POSYS Motion Control GmbH & Co.KG erlaubt sich Änderungen an seinen Produkten vornehmen zu können, oder
Produkte oder Dienstleistungen einzustellen ohne vorhergehende Information und bittet Kunden und Interessenten
die möglichst neuesten Informationen zu verifizieren ehe Bestellungen platziert werden um sicher zu stellen, dass
alle Informationen aktuell und komplett sind. Alle verkauften Produkte unterliegen den erweiterten
Verkaufsbedingungen der ZVEI von 2002.
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Sicherheitshinweis
Bestimmte Applikationen in denen elektronische Komponenten verwendet werden, können ein potenzielles Risiko für
Leben und Material darstellen. Unsere Produkte sind nicht entwickelt worden bzw. wir autorisieren nicht die
Verwendung unserer Produkte in Gerätschaften die der Lebenserhaltung dienen oder anderen kritischen
Applikationen. Die Verwendung der Produkte der Firma POSYS Motion Control GmbH & Co.KG in solchen
Gerätschaften bzw. in solch kritischen Applikationen geschieht außer Garantie und auf volles Risiko des Kunden.
Um Risiken in Verbindung mit Applikationen des Kunden zu minimieren, müssen das Design und die operativen
Sicherheitsmaßnahmen durch den Kunden sichergestellt sein um Gefahren abzuwehren.
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Haftungsausschluß
POSYS Motion Control GmbH & Co.KG übernimmt keine Haftung für Anwendungshilfe oder Kundenproduktdesign.
servo-Halbeck GmbH & Co.KG übernimmt auch keine Haftung für Produktionsausfall, Schäden oder sonstige Kosten,
außer für Kosten die für die notwendige Reparatur oder Ersatz für Produkte der Firma POSYS Motion Control GmbH
& Co.KG anfallen. Weitere Ersatzansprüche können nicht geltend gemacht werden.
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Verwendete Symbole
Symbol
Bedeutung
Weist auf eine gefährliche Situation hin, die, wenn sie nicht vermieden wird, zum Tode
oder zu schweren, irreversiblen Verletzungen führen wird.
Weist auf eine gefährliche Situation hin, die, wenn sie nicht vermieden wird, zum Tode
oder zu schweren, irreversiblen Verletzungen führen kann.
Weist auf eine gefährliche Situation hin, die, wenn sie nicht vermieden wird, zu
leichten Verletzungen führen kann.
Weist auf eine Situation hin, die, wenn sie nicht vermieden wird, zu Beschädigung von
Sachen führen kann.
Dies ist kein Sicherheits-Symbol. Dieses Symbol weist auf wichtige Informationen hin.
Tabelle 1: Verwendete Symbole
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© POSYS Motion Control, 2013
Änderungen zu vorhergehenden Handbüchern
In diesem Bereich werden alle Änderungen bzgl. Hardware oder Software dokumentiert um schnell und zuverlässig
wichtige Informationen zur Verfügung zu stellen, die evtl. den Betrieb der POSYS 1800-B sicherer gestalten, Fehler
beheben, oder Erweiterungen beschreiben die hinzukommen.
Datum
Betreff
Beschreibung
Ab Handbuch #
Tabelle 2: Anpassungen, Ergänzungen, Fehlerbereinigungen
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© POSYS Motion Control, 2013
Systemüberblick
Systemüberblick
Die Position jeder Achse wird ermittelt durch Rückmeldung unter zur Hilfenahme verschiedenartiger
Rückmeldeeinheiten, entweder durch inkrementale oder Absolutwertgeber, analogen oder digitalen Konvertern,
Resolver oder Laserinterferometer. Falls inkrementale Signale benutzt werden, werden die eingehenden A und
B-Signale digital gefiltert, und werden dann zu einem high-speed Zähler weiter vermittelt. Falls die
Parallelwortschnittstelle benutzt wird, wird eine direkte binär-verschlüsselte Position von bis zu 16 Bit von der
POSYS® gelesen. Ungeachtet der Enkodereingangsmethode, werden diese Positionsinformationen benutzt um ein
32-Bit Positionswert zu erhalten.
Der Controller kalkuliert eine neue Zielposition zu jedem Zeitintervall, basierend auf dem vorgegebenen Pofilmodus
und -parametern die einerseits vom Host vorgegeben wurden, aber die auch auf den gegenwärtigen Ist-Zustand des
Systems beruhen. Die Zykluszeit ist die Rate, zu der größere Anlagenparameter aktualisiert werden, wie
Drehmomentsollwert, Servokompensation (falls Servoversionen benutzt werden), und einige andere Funktionen. Für
die Servokontrolle wird der Ausgang des Controllers mit der eigentlichen Enkoderposition verglichen um einen 32-Bit
Schleppabstandsfehler zu kalkulieren, der durch ein PID-Filter geleitet wird. Der resultierende Drehmomentsollwert
wird dann von der POSYS® ausgegeben um einen externen Verstärker entweder mit dem PWM- oder DAC-Signal
anzusteuern. Mit der POSYS® im Modus für bürstenbehaftete Servos ist eine On-Board Kommutierung nicht möglich
und die Ansteuerung der Phasen geschieht direkt. Für bürstenlose Servomotoren ist ein Verstärker notwendig, der
die Aufgabe das Kommutierungssignal zu generieren, übernehmen kann, oder die Verwendung der POSYS® im
bürstenlosen Servomodus, da diese Version die Möglichkeit der On-Board Generierung der Kommutierungssignale
bietet. Das Ausgangssignal des Controllers der POSYS® im Schrittmotormodus wird konvertiert um für den
Schrittmotor ein entsprechendes Takt & Richtungssignal zu liefern. Kommunikation von/zu der POSYS®
Positioniersteuerung wird bewerkstelligt durch Verwendung der Mikroprozessor-ähnlichen Parallel-Bus-Schnittstelle.
Dies erlaubt die Kommunikation von 16-Bit breiten Übertragungen. Kommunikation von/zu der POSYS® wird durch
Senden und Empfangen einer Sequenz aus Bytes und Words, bestehend aus kurzen Kommandos, erledigt. Diese
Datenpakete enthalten ein Anweisungscodewort, das der POSYS® mitteilt, welche Aufgabe ausgeführt werden soll.
Diese Befehle werden von einem Hostmikroprozessor oder Hauptrechner gesandt, das ein Supervisorprogramm
ausführt. Die POSYS® ist so konzipiert um Geschwindigkeit und andere spezielle bewegungsspezifische Aufgaben
selbständig zu bewältigen und diese an die entsprechenden Stellen weiter zu leiten, während die Hostsoftware die all
übergreifende Kontrolle behält.
Andere Hauptaufgabenstellungen der POSYS® umfassen:
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Breakpoints
Breakpoints erlauben die Überwachung verschiedener Signale, Parameter oder Bedingungen um mit einer Bedingung
verglichen zu werden. Breakpoints können programmiert werden, automatisch die POSYS®-Verhaltensweise zu
regulieren, wenn dem Zustand entsprochen wird. Dies ist nützlich für Aufgabenstellungen wie "die Geschwindigkeit
verändern wenn ein Signal aktiv wird".
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Diagnostische Parameterfassung
Die Diagnostische Parametererfassung erlaubt Werte von bis zu vier Parametern gleichzeitig automatisch im
On-Board RAM der POSYS® zur späteren Auswertung vom Host, abzuspeichern. Diese Fähigkeit macht es leicht,
sehr genaue Diagramme vom Servoverhalten und Bahninformationen, etc. zu erhalten ohne den Hostrechner mit
Aufgaben zur Erfassung von Real-Time Daten zu belasten.
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Schleppabstandsfehler, Tracking Window, und Settle
Window
Diese Funktionen erlauben die automatische Erfassung von Schleppabstandsfehlern (Abstand zw. Ist- und
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Sollposition). Sie sind dann von Wert wenn bestimmte Konditionen eintreten die eine besondere Handhabung
bedürfen wie z.B.: "Halte die Achse an, falls ein bestimmter Wert überschritten wird." oder "definierte
Bewegungssequenz ist beendet, falls die Achse sich innerhalb einer programmierten Schleppabstandsfehlerweite
befindet für eine bestimmte Zeitspanne."
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Endschalter
Erlaubt automatisch die Achse zu stoppen falls sich die Achse außerhalb gesetzter Werte befindet.
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Mehrfache PID-Fensterparametrisierung
(Piezo-Funktionalität)
Diese neue Funktionalität erlaubt aber nicht nur Piezomotoren die über Treiber mit ±10V analogem Eingangssignal
oder PWM Eingangssignal geregelt werden, bessere Positioniergenauigkeiten zu erreichen, sondern ist auch geeignet
für alle Achsen die mit Servomotoren (linear oder rotatorisch) arbeiten, hoch-präzise Regelungen zu ermöglichen.
Z.B. können unterschiedliche Reibungswiderstände auf der Achse und hohe positive/negative Lastmomente um ein
Vielfaches besser kompensiert, wenn nicht sogar aufgehoben werden.
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Weiteres
Andere POSYS®-Merkmale umfassen analoge Signaleingänge, Software-invertierbare digitale Signale, und
Anwender-definierte I/O-Decodierung nur um ein paar zu nennen.
In den folgenden Abschnitten werden die POSYS®-Hardware-Anschlüsse besprochen und erklärt. Die meisten
POSYS®-Funktionen sind gleich durch alle Versionen. Allerdings beschreiben einige Abschnitte dieses Handbuches
Merkmale, die sich nur auf besondere Motormerkmale beziehen (Servo oder Schrittmotoren). Zum Beispiel bezieht
sich die PID-Filterung nur auf die Servo-Versionen der POSYS®. Wenn dies der Fall ist, werden diese Abschnitte
dann deutlich als solche gekennzeichnet.
Die Funktionalitäten selbst werden im Benutzerhandbuch beschrieben.
Die Kommandos werden im Programmierhandbuch beschrieben.
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© POSYS Motion Control, 2013
Modellversionen Überblick
Spezifikationen
Spezifikation
POSYS® 1800-B
Unterstützte Anzahl Achsen
2, 4
Unterstützte Motorversionen
Servo (inkl. interne Kommutierung für DC brushless),
Mikroschritt,
Takt & Richtung
Ausgabeformat
PWM, DAC, Takt & Richtung
Parallele Kommunikation
+
Serielle Kommunikation
+
C AN 2.0B
+
Inkrementaler Enkodereingang (bis zu 8 MHz)
+
SSI Absolutwertgeber mit 10, 11, 13 und 25 Bit
Auflösung; Single und Multiturn
EnDat und BiSS
+
Index & Home Eingang pro Achse
+
High Speed Latch Eingang pro Achse
+
Position Capture
+
Endschalter (2x pro Achse)
+
PWM Ausgabe
+ (sign/magnitude oder 50/50)
Parallel DAC Ausgabe
+
SPI DAC Ausgabe
+
Interne Kommutierung für bürstenlose
Servomotoren
+
Direkte Unterstützung von Mikroschrittmotoren
+
Takt & Richtungssignal
+
Trapezförmige Bahngenerierung
+
Geschwindigkeitsmodus
+
S-Kurvenmodus
+
Electronic Gearing
+ (lineare Interpolation über bis zu 4 Achsen)
Bahnkurven
+ (zirkulare Interpolation mit spezieller DLL; optional)
On-the-Fly Änderungen von Filter-Parameter (nur +
Servomotoren), Geschwindigkeit,
Beschleunigung, Position
PID Servokontrolle
+
Dual Enkoder Loop
+
Derivative Sampling Time
+
Feedforward (Beschl. und Geschw.)
+
Dual Bi-Quad Filter
+
Real-Time Datenerfassung / Diagnostik (nutzt
On-Board RAM)
+
Bahndaten-Upload (nutzt On-Board RAM)
+
Schleppabstandsfehlererkennung
+
In-Position
+
Analogeingänge (8x 10-Bit)
+
Programmierbarer Bitausgang
+
Software invertierbare Signale
+
Anwender-spezifische E/A
+
On-Board Speicherunterstützung
+
Memory-mapped Dual Port RAM standard (32 KB x 16) oder
IO-mapped Memory; individuell einstellbar
Multiple Kartensynchronsation
+
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Spezifikation
POSYS® 1800-B
(außer eine Achse wird im Schrittmotormodus betrieben)
Watchdog Timer
+
Interrupt-Behandlung
+
Softwareunterstützung für Windows
98/ME/NT/2000/XP/Vista
zusätzliche Softwarefunktionen für
Interpolationsaufgaben (zirkular) auf Anfrage;
z.T. kostenpflichtig
+
Tabelle 3: Spezifikationen
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Modellversionen
Die POSYS® 1800-B PC104 Serie ist eine Weiterentwicklung der POSYS® 1800 Serie und zeichnet sich vor allem
durch eine neue Firmware aus die zusätzliche Funktionalitäten zur Verfügung stellt. Des Weiteren erfüllt die Karte
eine wichtige Voraussetzung – sie bleibt rückwärts-kompatibel. Sie kann somit Vorgängermodelle ohne großen
Aufwand ersetzen.
Des weiteren werden jetzt standardmäßig Absolutwertgeber mit SSI-Schnittstelle unterstützt. Durch Austausch
(Option) der Firmware ist es auch möglich die vier Schnittstellen umzukonfigurieren, so dass auch Absolutwertgeber
mit EnDat- oder BiSS-Schnittstelle unterstützt werden können.
Der selbe Anschluß kann aber auch vorbereitet werden um zusätzliche Ein- oder Ausgänge (insgesamt 16) zur
Verfügung zu stellen die, ja nach Kundenwunsch, auch mit Standardein- und -ausgängen verknüpft werden können
um bestimmte Betriebszustände zu erfassen, oder darauf mit gezielten Aktionen zu reagieren. (Option)
Die POSYS® 1800-B PC104 Karten sind ausgelegt, eine breite Palette an verschiedenen Motortypen individuell zu
unterstützen. Es werden DC/EC Servomotoren, Mikroschritt- und Schrittmotoren unterstützt, als auch die
Besonderheiten von Piezomotoren berücksichtigt (optional).
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Multiple Motor Positioniersteuerkarten
Multiple Motor Positioniersteuerkarten sind ausgelegt folgende Motorausgangssignale zu unterstützen:
Motorausgangssignal
Beschreibung
DAC
±10V 16 Bit analoges Ausgangssignal für bürstenbehaftete und bürstenlose
Servomotoren mit externer Kommutierung, oder 2- und 3-Phasen bürstenlose
Servomotoren mit interner Kommutierung auf der Karte
PWM
Sign/Magnitude impuls-breiten-moduliertes (PWM) Signal für bürstenbehaftete
und bürstenlose Servomotoren mit externer Kommutierung, oder 2- und
3-Phasen bürstenlose Servomotoren mit interner Kommutierung auf der Karte
50/50 impuls-breiten-moduliertes (PWM) Signal für bürstenbehaftete und
bürstenlose Servomotoren mit externer Kommutierung, oder 2- und 3-Phasen
bürstenlose Servomotoren mit interner Kommutierung auf der Karte
Takt & Richtung
Takt & Richtungssignal für Schrittmotoren
Mikroschritt
2-phasige Ausgangssignale pro Achse in entweder PWM oder DAC-kompatiblem
Format für Mikroschrittmotoren, falls eine dritte Phase notwendig ist, kann dieses
in einem entsprechend ausgelegten Treiber generiert werden.
Tabelle 4: Unterstützte Motortypen
Jede Achse einer Multiple Motor Positioniersteuerkarte ist individuell einstellbar für die Verwendung mit einer der
folgenden Motortypen.
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Bürstenbehafteter Servomotor
Bürstenbehafteter Servomotor mit ±10 Volt
Drehmomentsollwertvorgabe oder PWM-Signal (sign/magnitude oder
50/50)
Die Standard-Konfiguration ist für Verwendung mit ±10 Volt, 16-Bit Drehmomentsollwertvorgabe für Servomotoren.
Die POSYS® erreichen ihre überlegene Präzision durch Verwendung eines 16-Bit Motor-DACs und einem
hoch-entwickelten, skalierbaren PID-Filter, welches Velocity und Acceleration Feedforward und BIAS als
Ausstattungsmerkmale mitbringt, als auch Integration Limit, einstellbares Derivative Sampling Time und eine
programmierbare Motorausgangssignalbegrenzung (z.B. ±2,3V anstatt ±10V) gehören mit zum Standardumfang.
Diese Konfiguration kann auch in Verbindung mit bürstenlosen Servomotoren (Trapez-koomutiert) verwendet
werden, falls Verstärker eingesetzt werden die die fehlenden Kommutierungssignale generieren können (z.B: AMC
B-Serie).
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Modelle die diesen Modus unterstützen:
POSYS 1822-B (2 Achsen)
POSYS 1824-B (4 Achsen)
mit digitalen Servoverstärkern mit Takt- & Richtungssignaleingang
POSYS 1852-B (2 Achsen)
POSYS 1854-B (4 Achsen)
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Bürstenloser Servomotor
Bürstenloser Servomotor mit ±10 Volt Drehmomensollwertvorgabe
oder PWM (sign/magnitude oder 50/50)
Stellt mehr-phasige Motorausgabesignale (Hallsensor-basiert oder Sinus-kommutiert) zur Verfügung, entweder als
±10 Volt, 16-Bit Drehmomentsollwertvorgabe (2 Signale), oder als PWM sign/magnitude (2 Phasen) oder 50/50
Signal (2 oder 3 Phasen). Kompatible Verstärker für die Methode mit ±10 Volt, 16-Bit Drehmomantsollwertvorgabe
mit 2 Signalen gibt es von AMC in Form der S-Serie. Das dritte Signal für die Kommutierung wird im Verstärker
erzeugt.
Modelle die diesen Modus unterstützen:
POSYS 1822-B (2 Achsen)
POSYS 1824-B (4 Achsen)
mit digitalen Servoverstärkern mit Takt- & Richtungssignaleingang
POSYS 1852-B (2 Achsen)
POSYS 1854-B (4 Achsen)
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Schrittmotor
Schrittmotor mit Takt & Richtungssignalen
Die POSYS® können Schrittmotoren steuern. In diesem Modus liefert der Regler zwei Signale um den Schrittmotor
zu bewegen: Takt und Richtung. Für Schrittmotoroperationen benötigt der Regler keinen Enkoder, obwohl der Regler
Enkodereingangssignale als Standard unterstützt, arbeitet es im Open Loop Modus. Die max. Ausgangsfrequenz ist
4,98 Mhz. Die POSYS® im Schrittmotormodus bietet die gleichen funktionalen Merkmale wie die POSYS® im
Servomotormodus, aber ohne PID-Filtereinstellmöglichkeiten.
Modelle die diesen Modus unterstützen:
POSYS 1822-B (2 Achsen)
POSYS 1824-B (4 Achsen)
POSYS 1852-B (2 Achsen)
POSYS 1854-B (4 Achsen)
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Mikroschrittmotor
Mikroschritt mit 90 Grad/120 Grad versetztem Signalausgang für 2und 3-Phasen-Schrittmotoren
Die POSYS® unterstützt die Verwendung von 2- und 3-Phasen Schrittmotoren, dabei stellt sie eine programmierbare
Mikroschrittrate von 1 bis 256 Mikroschritten/Vollschritt zur Verfügung und gibt dabei ein PWM oder
DAC-kompatibles Motorausgangssignal um die Wicklungen eines Schrittmotors direkt anzusprechen.
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Modelle die diesen Modus unterstützen:
POSYS 1822-B (2 Achsen)
POSYS 1824-B (4 Achsen)
mit Mikroschritttreiber:
POSYS 1852-B (2 Achsen)
POSYS 1854-B (4 Achsen)
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Kundenspezifische Lösungen
Die POSYS® 1800-B Positioniersteuerkarten lassen sich auch kundenspezifisch konfigurieren. Dies umfasst spezielle
Firmwareanpassungen als auch eine „Abspeckung“ um Karten kostengünstiger zu gestalten, falls gewisse
Komponenten und Funktionalitäten nicht benötigt werden (z.B. reiner Schittmotorbetrieb).
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© POSYS Motion Control, 2013
Hardware
Hardware
Die POSYS® 1800-B ist eine PC104 Positioniersteuerkarte für bis zu 4 Achsen. Dieser Kapitel beschreibt die
Installation der Hardware und den Anschluss der Kabel und deren Bedeutung.
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Layout obere Seite
Zeichnung der POSYS® 1800-B (Oberseite) mit Lagedarstellung der Anschlüsse, Steckbrücken und
DIP-Schaltereinstellungen.
Abbildung 1: POSYS 1800-B Oberseite
Anschlussbezeichnung
Beschreibung
C ON201
Mode Jumper für Interruptauswahl
C ON400
Anschluß für serielles Kabel
C ON401 & CON402
Synch I/O
C ON403
Mode Jumper für Kommunikationsmodus (muss normalerweise nicht verändert werden)
C ON404
Mode Jumper für Auswahl RS232 (1-2) oder RS485 (2-3) Kommunikationsmodus
C ON405
Datenleitungen für CAN- und serielle Schnittstelle
C ON800
Achsen-spezifische Anschlüsse für Achsen X, Y, Z und W in Verbindung mit
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Anschlussbezeichnung
Beschreibung
sinus-kommutierten EC-Servomotoren, Hallsensoranschlüsse
C ON801
Achsen-spezifische Anschlüsse für die Achsen X & Y; Analoge Eingänge 1-4
C ON802
Achsen-spezifische Anschlüsse für die Achsen Z & W; Analoge Eingänge 5-8
C ON803
Anschluss für invertierte Takt- & Richtungssignale für Schrittmotoren oder invertierte
PWM-Ausgabesignale für DC-Servomotoren
C ON804
Anschlussschnittstelle für SSI-Absolutenkoder; optional EnDat oder BiSS
C ON805 & CON806
Mode Jumper für Motortypauswahl
RS604, RS608 und RS613
Widerstandsnetzwerke für achsen-spezifische Auswahl der Enkoderterminierung
Tabelle 5: Anschlussbeschreibung Kartenoberseite
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Layout untere Seite
Zeichnung der POSYS® 1800-B (Unterseite) mit Lagedarstellung der Anschlüsse, Steckbrücken und
DIP-Schaltereinstellungen.
Abbildung 2: POSYS 1800-B Unterseite
Anschlussbezeichnung
Beschreibung
C ON 200 & CON300
Anschlüsse (JTAGs) für die Basisprogrammierung bestimmter Komponenten und nur
durch POSYS Motion Control zugänglich.
SW200
DIP-Schalter für die Einstellung der Basisspeicheradresse
SW201
DIP-Schalter für die Einstellung der Basisadresse
SW600
DIP-Schalter für die Einstellung des Filter Delays
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Tabelle 6: Anschlussbeschreibung Kartenunterseite
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Bedeutung/Beschreibung der einstellbaren
Komponenten
Widerstandsnetzwerke
RS604, RS608 und RS613 bestimmen die Art der Enkoderterminierung.
Die POSYS® 1800-B verwendet Leitungsempfänger mit 150 Ohm Netzwerkwiderständen für RS422/TTL Operation.
Die Enkodersig-nale sind mit den A+/A-, B+/B- und I+/I- Eingängen verbunden. Die Widerstandsnetzwerke sind
über diese Eingänge hinweg verbunden.
Falls TTL Enkoder verwendet werden, sollten die Widerstandsnetzwerke entfernt werden. Sie sind gesockelt und
können einfach herausgezogen werden.
Falls gemischter Betrieb gewünscht ist, müssen die entsprechenden Pins der Widerstandsnetzwerke für jene
Eingänge entfernt werden die für TTL Enkoder verwendet werden. Die nachfolgende Tabelle beschreibt die Lage der
einzelnen Pins.
RS604 Pins
Encoder Signals RS608 Pins
Encoder Signals RS613 Pins
Encoder Signals
1–2
A1 (X axis)
1–2
I1 (X axis)
1–2
B2 (Y axis)
3–4
A3 (Z axis)
3–4
I3 (Z axis)
3–4
B4 (W axis)
5–6
B3 (Z axis)
5–6
A4 (W axis)
5–6
I2 (Y axis)
7–8
B1 (X axis)
7–8
A2 (Y axis)
7–8
I4 (W axis)
Tabelle 7: Widerstandsnetzwerke für TTL oder Enkoder mit invertierten Signalen
Falls die Widerstandsnetzwerke falsch gesetzt werden, können evtl. die Enkodersignale
nicht mehr korrekt empfangen werden. Dies kann zu unbeabsichtigtem Verhalten des Motors oder der Motoren
führen. Gerade besondere Vorsicht muss man walten lassen bei schweren Maschinen. Es wird dringend empfohlen
sicher zu stellen dass alle Verbindungen korrekt sind, ehe die Maschine eingeschaltet wird. Des weiteren muss
sichergestellt sein, dass ein „NotAUS“-Schalter in unmittelbarer Nähe ist um bei offenkundigem Fehlverhalten sofort
die Maschine ausschalten zu können.
-o-
Betriebsindikator
Die POSYS 1800-B ist mit zwei LEDs ausgestattet die bestimmte Betriebszustände anzeigen.
Die LED200 zeigt an ob die Karte generell Betriebsbereitschaft hat.
Die LED201 zeigt an ob die Karte gerade aktiv Aufgaben ausführt.
-o-
p17
© POSYS Motion Control, 2013
DIP-Schalter und Steckbrückenbeschreibung
DIP-Schaltereinstellung für Basisspeicheradresse:
SW200
Der DIP-Schalter SW200 stellt die Basisspeicheradresse ein. Diese ist notwendig um den DPRAM zu initialisieren und
zu verwenden.
Folgende Einstellungen sind möglich:
Schalter
Wert (hex)
SW200-1
reserviert
SW200-2
reserviert
SW200-3
reserviert
SW200-4
reserviert
SW200-5
0x10000
SW200-6
0x20000
SW200-7
0x40000
SW200-8
0x80000
und DPRAM
enable (ON)
disable (OFF)
Tabelle 8: DIP-Schalterwerte für SW200 (Basisspeicheradresse)
D0000 ist die Standardeinstellung bei Auslieferung. DIP-Schalter 5, 7 und 8 sind ON.
Der DPM Speicher wird über 16bit Zugriffe im Memory-Adressraum angesprochen. Die Basisadresse ist über SW200
einstellbar und auch ganz deaktivierbar. Der Adressraum belegt 64 kBytes. Der Zugriff kann jederzeit auch indirekt
über die Indices 0x0230/0x0232 des FPGA Subsystems erfolgen. Der DPM Memory Adressraum ist wie folgt:
(Pointer Addr: Function)
0x8’0000…0x8’FFFE
:
0xF’0000…0xF’FFFE: ISA mapped DPM-Port (DPM Range = 64 kByte i.e. 32 kWords)
Basisadresse ausgewählt über DIP-Schalter:
Mem Base in ISA Mem Space = DIP Switch setting (S8 = MSB, S1 = LSB)
DIP Switch offset = 0x8…F => ISA Mem Base 0x8’0000...0xF’0000
DIP Switch offset = 0x0...7 => ISA Mem Space Mapping Disabled (0x8 = Mode Bit)
DPM Mapping Beispiele:
DIP
DIP
DIP
DIP
SW
SW
SW
SW
Setting
Setting
Setting
Setting
0xD => DPM = 0xD’0000 … 0xD’FFFE (Word Wide)
0x5 => DPM ISA Mapping disabled
0xB => DPM = 0xB’0000 … 0xB’FFFE (Word Wide)
0x3 => DPM ISA Mapping disabled
Die passende Base Memory Adresse muss mit Dipschaltern (SW200) eingestellt werden. Der minimale Bereich der
eingestellt werden kann ist 65535Bytes ab Adresse 0x80000. Die Schalter 1, 2, 3 und 4 haben keine Bedeutung. Die
Schalterstellungen von 5, 6, 7 und 8 bestimmen die Base Memory Adresse. Die Schalterstellungen sind in der
folgenden Tabelle beschrieben. Grundsätzlich muss DIP-Schalter S8 auf ON stehen um den DPRAM-Bereich zu
aktivieren.
SW200-S5
SW200-S6
SW200-S7
SW200-S8
65536
(0x10000)
131072
(0x20000)
262144
(0x40000)
524288
(0x80000)
Tabelle 9: DIP-Schalter hex-Werte
Die folgende Tabelle zeigt Schalterstellungen für die geläufigsten Base Memory Address Einstellungen:
p18
© POSYS Motion Control, 2013
Base Memory Range (Hex)
SW200-S5
SW200-S6
SW200-S7
SW200-S8
OFF
OFF
OFF
ON
90000 - 9FFFF
ON
OFF
OFF
ON
A0000 - AFFFF
OFF
ON
OFF
ON
B0000 - BFFFF
ON
ON
OFF
ON
C 0000 - CFFFF
OFF
OFF
ON
ON
D0000 - DFFFF
ON
OFF
ON
ON
E0000 - EFFFF
OFF
ON
ON
ON
F0000 - FFFFF
ON
ON
ON
ON
80000 - 8FFFF
Tabelle 10: DIP-Schalteradresswerte
-o-
DIP-Schaltereinstellung für Basisadresse: SW201
Der DIP-Schalter SW201 setzt die Kartenadresse für den ISA-Bus. Die gewählte Adresse ist der kumulierte Wert aus
den entsprechenden Einstellungen wie sie in der nachfolgenden Tabelle beschrieben sind. Ist der Schalter in der
ON-Position wird der Wert zum endgültigen Wert hinzugerechnet. z.B um den Wert 340 (hex) einzustellen, würden
die Schalter auf folgende Stellungen gesetzt:
Schalter
Wert (hex)
Stellung
SW201-S1
0x010
OFF
SW201-S2
0x020
OFF
SW201-S3
0x040
ON
SW201-S4
0x080
OFF
SW201-S5
0x100
ON
SW201-S6
0x200
ON
SW201-S7
0x400
OFF
SW201-S8
0x800
OFF
Tabelle 11: DIP-Schalter für Basisadresswerte
Die Kartenadresse eingestellt auf der Karte muss genau der Adresse in Ihrer Software entsprechen.
Außerdem darf diese Adresse von keiner anderen Karte belegt sein. Ausgehend von der Basisadresse belegt die
POSYS anschließend 16 Adressen. z.B. falls 340 (hex) eingestellt wurde, werden die Adressen von 340-34F (hex)
belegt.
-o-
DIP-Schaltereinstellungen für Filter Delay: SW600
SW600 bietet die Möglichkeit für verschiedene spezifische Eingänge eine zeitlich definierte Verzögerung zu
aktivieren. Diese Verzögerung kann sinnvoll sein um schlechte Signalqualität trotz abgeschirmter Leitungen zu
verbessern.
Die unterstützten Eingänge sind je nach Anzahl unterstützter Achsen:

bis zu 4x positive Endschaltereingänge

bis zu 4x negative Endschaltereingänge

8x frei-verfügbare Eingänge
Der Timer ist einstellbar auf Zeiten von 1µs bis zu 32,768ms.
Die folgende Tabelle gibt Aufschluß über die zu setzenden Schalter für die gewünschte Verzögerung.
Schalter
Funktion
Zustände
Steuerung
SW600.1
…
SW600.4
Limit Switch Filter Delay
Filterzeiteinstellung
1µs … 32,768ms
T = 2^N, N = Schalterwert
SW600.1-4 = MSB-LSB
SW600.5
User Inputs Filter Delay
Filterzeiteinstellung
T = 2^M, M = Schalterwert
p19
© POSYS Motion Control, 2013
…
SW600.8
1µs … 32,768ms
SW600.5-8 = MSB-LSB
Tabelle 12: DIP-Schalter für Filter Delay Einstellung
-o-
Motor Mode Jumpers CON805 und CON806
Je nach Modell gibt es verschiedene Möglichkeiten die Achsen der POSYS® für die Verwendung mit bestimmten
Motortypen, wie z.B. bürstenbehaftete/bürstenlose (mit und ohne On-Board Kommutierung) Servomotoren,
Mikroschritt oder Schrittmotoren zu verwenden. Neben dem Hardwaresetup für verschiedene Motortypen, sind auch
verschiedene Softwareeinstellungen vorzunehmen. Die Softwareeinstellungen sind im Programmierhandbuch
beschrieben. Die Standardeinstellung für jede Achse nach dem Einschalten ist generell bürstenbehafteter
Servomotor, außer für die Schrittmotorversion der Karte. Dann ist generell Schrittmotor eingestellt. Falls Sie eine
andere Standardeinstellung nach dem Einschalten wünschen, dann teilen Sie uns das bitte mit (z.B.: 2 Achsen = DC
Brushless, 1 Achse = Schritt, 1 Achse = DC Brushed). Diese Einstellungen können fix auf der Karte kodiert werden.
Die folgende Sektion beschreibt nur die Hardwarekonfiguration für den einen oder anderen Motortyp, eine gemischte
Stellung ist möglich. Bedenken Sie aber, dass dann die jeweilige Achse für die eine oder andere Methode konfiguriert
ist. Um dies wieder zu ändern, müssen die Steckbrücken CON805 und CON806 erneut ihren Erfordernissen
angepasst werden:
Abbildung 3: Jumperstellung für Motortypauswahl
C ON805 und CON806 bestehen beide aus 4 Steckbrücken. Jede Steckbrücke steht für Achse 1, 2, 3 oder 4 und ist
auch abhängig davon ob Sie eine 1, 2, 3 oder 4 Achsen Karte erworben haben. Auch hängen die Möglichkeiten von
der Kartenversion ab. Für die eine oder andere Einstellung bedarf es nur auf CON805 oder CON806 für die jeweilige
Achse den Jumper zu setzen.
„Schritt“ funktioniert auch in der Jumperposition C ON806. Allerdings fehlt in dieser
Einstellung das Signal „AtRest“, welches manche Schrittmotortreiber im Stillstand benötigen um in den „Sparmodus“
zu wechseln. Für Details bzgl. der Signalausgabe verweisen wir auf die verschiedenen nachfolgenden Tabellen im
nächsten Kapitel die die Unterschiede auflisten, je nachdem in welchem Modus eine Achse tatsächlich betrieben wird.
-o-
p20
© POSYS Motion Control, 2013
Interruptauswahl: CON201
Mit den Steckbrücken CON201 kann der gewünschte zu verwendende Interrupt selektiert werden. Nur ein Interrupt
kann ausgewählt werden und dieser Interrupt darf auch sonst nicht von anderen Komponenten bereits belegt sein.
Um z.B. IRQ3 auszuwählen muss die Steckbrücke 0 gesteckt sein. Die nachfolgende Tabelle listet die weiteren
Einstellungen auf die zur Verfügung stehen:
Abbildung 4: CON201: Pin-Belegung für Interruptauswahl
-o-
p21
© POSYS Motion Control, 2013
Multiple Karten-Synchronisation mit SYNC I/O:
CON401 & CON402
Die beiden Stecker CON401 und CON402 erlauben es mehrere im System befindliche Karten miteinander zu
synchronisieren, sodass sie innerhalb des gleichen Arbeitszyklus arbeiten. Falls diese Verbindung nicht verwendet
wird, würden alle weiteren Karten mit einer Verzögerung von einem Servozyklus arbeiten. Dies kann 256 µs bei
einer 4-Achsen Karte sein. Mit aktiviertem SYNC I/O würden sich alle zusätzlichen Karten ca. 10 ns zeit-versetzt zum
Master befinden. Dies erlaubt präzises synchronisieren aller implementierten Achsen. Das Kommando
Set/GetSynchronizationMode erklärt die Programmierung dieses Modus. Zusätzlich benötigen Sie das optionale SYNC
I/O Kabel (1 für jede Kombination von 2 Karten).
Die beiden Steckverbindungen auf der Karte sind Molex Stecker (Artikelnummer: 53398-0271). Das dazu gehörige
Gegenstück ist eine Molex Buchse (Artikelnummer: Molex 51021-0200, Crimpkontakt: Molex 50079-8100).
Abbildung 5: Synch IO CON401 und CON402
-o-
p22
© POSYS Motion Control, 2013
Pinout Beschreibungen für POSYS 1800-B Karten
DC-Servomotoren und EC-Servomotoren mit
externer Kommutierung
CON801 (PS 50 D -2.54S); Achsen X & Y
Für DC-Servomotoren und EC-Servomotoren mit externer Kommutierung
Pin
Verbindung Beschreibung
Pin
Verbindung Beschreibung
1
A1+
C hannel A+ encoder signal (X)
2
A1-
C hannel A- inverted encoder signal
(X)
3
B1+
C hannel B+ encoder signal (X)
4
B1-
C hannel B- inverted encoder signal
(X)
5
I1+
C hannel I+ index encoder signal
(X)
6
I1-
C hannel I- inverted index encoder
signal (X)
7
VC1
+5V
8
GND
9
XPLIM1
Limit Switch positive direction (X)
10
XNLIM1
11
HOME1
Home signal or High Speed Latch
input (X)
12
GND
13
AxisOut1
User programmable output (X)
14
BPWM1
PWM magnitude (X)
15
BPWMS1
PWM sign (X)
16
AxisIn1
User programmable input (X)
17
DACV1
Motor command signal ±10V (X)
18
AGND
19
A2+
C hannel A+ encoder signal (Y)
20
A2-
C hannel A- inverted encoder signal
(Y)
21
B2+
C hannel B+ inverted encoder signal
(Y)
22
B2-
C hannel B- inverted encoder signal
(Y)
23
I2+
C hannel I+ index encoder signal
(Y)
24
I2-
C hannel I- inverted index encoder
signal (Y)
25
VC1
+5V
26
GND
27
XPLIM2
Limit Switch positive direction (Y)
28
XNLIM2
29
HOME2
Home signal or High Speed Latch
input (Y)
30
AxisOut2
User programmable output (Y)
31
BPWM2
PWM magnitude (Y)
32
BPWMS2
PWM sign (Y)
33
AxisIn2
User programmable input (Y)
34
DACV2
35
AGND
Ground for motor command
36
UI0
Uncommitted input (0)
37
UI1
Uncommitted input (1)
38
UI2
Uncommitted input (2)
39
UI3
Uncommitted input (3)
40
AMPEN1
41
UO0
Uncommitted output (0)
42
UO1
Uncommitted output (1)
43
UO2
Uncommitted output (2)
44
UO3
Uncommitted output (3)
45
AMPEN2
Amplifier enable (Y) or user
programmable output
46
RS~
Hardware Reset
47
Ainput1
Analog input channel (0)
48
Ainput2
Analog input channel (1)
49
Ainput3
Analog input channel (2)
50
Ainput4
Analog input channel (3)
Ground
Limit Switch negative direction (X)
Ground
Ground for motor command
Ground
Limit Switch negative direction (Y)
Motor command signal ±10V (Y)
Amplifier enable (X) or user
programmable output
Tabelle 13: Pin-Belegung X/Y-Achsen bei Verwendung von DC/EC Servomotoren (externe Kommutierung)
-o-
p23
© POSYS Motion Control, 2013
CON802 (PS 50 D -2.54S); Achsen Z & W
Für DC-Servomotoren und EC-Servomotoren mit externer Kommutierung
Pin
Verbindung Beschreibung
Pin
Verbindung Beschreibung
1
A3+
C hannel A+ encoder signal (Z)
2
A3-
C hannel A- inverted encoder signal
(Z)
3
B3+
C hannel B+ encoder signal (Z)
4
B3-
C hannel B- inverted encoder signal
(Z)
5
I3+
C hannel I+ index encoder signal
(Z)
6
I3-
C hannel I- inverted index encoder
signal (Z)
7
VC1
+5V
8
GND
9
XPLIM3
Limit Switch positive direction (Z)
10
XNLIM1
11
HOME3
Home signal or High Speed Latch
input (Z)
12
GND
13
AxisOut3
User programmable output (Z)
14
BPWM1
PWM magnitude (Z)
15
BPWMS3
PWM sign (Z)
16
AxisIn1
User programmable input (Z)
17
DACV3
Motor command signal ±10V (Z)
18
AGND
19
A4+
C hannel A+ encoder signal (W)
20
A4-
C hannel A- inverted encoder signal
(W)
21
B4+
C hannel B+ inverted encoder signal
(W)
22
B4-
C hannel B- inverted encoder signal
(W)
23
I4+
C hannel I+ index encoder signal
(W)
24
I4-
C hannel I- inverted index encoder
signal (W)
25
VC1
+5V
26
GND
27
XPLIM4
Limit Switch positive direction (W)
28
XNLIM4
29
HOME4
Home signal or High Speed Latch
input (W)
30
AxisOut4
User programmable output (W)
31
BPWM4
PWM magnitude (W)
32
BPWMS4
PWM sign (W)
33
AxisIn4
User programmable input (W)
34
DACV4
35
AGND
Ground for motor command
36
UI4
Uncommitted input (4)
37
UI5
Uncommitted input (5)
38
UI6
Uncommitted input (6)
39
UI7
Uncommitted input (7)
40
AMPEN3
41
UO4
Uncommitted output (4)
42
UO5
Uncommitted output (5)
43
UO6
Uncommitted output (6)
44
UO7
Uncommitted output (7)
45
AMPEN4
Amplifier enable (W) or user
programmable output
46
AGND
Ground for analog inputs
47
Ainput5
Analog input channel (4)
48
Ainput6
Analog input channel (5)
49
Ainput7
Analog input channel (6)
50
Ainput8
Analog input channel (7)
Ground
Limit Switch negative direction (Z)
Ground
Ground for motor command
Ground
Limit Switch negative direction (W)
Motor command signal ±10V (W)
Amplifier enable (Z) or user
programmable output
Tabelle 14: Pin-Belegung Z/W-Achsen bei Verwendung von DC/EC Servomotoren (externe Kommutierung)
-o-
p24
© POSYS Motion Control, 2013
CON803 (PS 20 D -2.54S); für invertierte PWM
Signale
Für DC-Servomotoren und EC-Servomotoren mit externer Kommutierung
Dieser Stecker steht auf allen POSYS 1800-B zur Verfügung. Es stellt invertierte Signalausgänge für Schrittmotoren
(Takt- & Richtung) und invertierte 1-phasige PWM Sign/Mag oder 50/50 Ausgabesignale über Line Driver zur
Verfügung. Jede Achse ist individuell einstellbar, je nachdem welche Motorausgabemethode und Motortype gewählt
wurde. Die meisten modernen Schrittmotorentreiber erfordern invertierte Takt- & Richtungssignale. Es unterstützt
die Signalintegrität auch in störempfindlichen Umgebungen. Die Gefahr des Verlustes an Takt- & Richtungssignalen
wird erheblich verringert.
Abhängig von der gewählten Motortype der Achse und der gewählten Motorsignalausgabemethode, haben die
einzelnen Anschlüsse unterschiedliche Bedeutungen. Achsen-spezifische Verwendung ist möglich, das heißt jede
Achse kann für einen anderen Motortyp konfiguriert werden (siehe auch Kommando Set/GetMotorType im
Programmierhandbuch).
Bei Verwendung mit DC-Servomotoren
Pin
Beschreibung
Pin
Beschreibung
1
GND
2
GND
3
BPWM4A+ magn.
4
BPWM4A- magn.
5
BPWMS1+
6
BPWMS1-
7
BPWMS4+
8
BPWMS4-
9
BPWM2A+ magn.
10
BPWM2A- magn.
11
BPWMS3+
12
BPWMS3-
13
BPWM1A+ magn.
14
BPWM1A- magn.
15
BPWMS2+
16
BPWMS2-
17
BPWM3A+ magn.
18
BPWM3A- magn.
19
GND
20
GND
Tabelle 15: Pin-Belegung CON803 bei Verwendung von PWM-Signalen für DC-Servomotoren und EC-Servomotoren
bei externer Kommutierung
-o-
p25
© POSYS Motion Control, 2013
EC-Servomotoren (Sinuskommutierung) und
Mikroschrittmotoren
CON801 (PS 50 D -2.54S); Achsen X & Y
Pinoutbeschreibung in Verbindung mit EC-Servomotoren (Sinuskommutierung) und
Mikroschrittmotoren
Pin
Verbindung Beschreibung
Pin
Verbindung Beschreibung
1
A1+
C hannel A+ encoder signal (X)
2
A1-
C hannel A- inverted encoder signal
(X)
3
B1+
C hannel B+ encoder signal (X)
4
B1-
C hannel B- inverted encoder signal
(X)
5
I1+
C hannel I+ index encoder signal
(X)
6
I1-
C hannel I- inverted index encoder
signal (X)
7
VC1
+5V
8
GND
9
XPLIM1
Limit Switch positive direction (X)
10
XNLIM1
11
HOME1
Home signal or High Speed Latch
input (X)
12
GND
13
AxisOut1
User programmable output (X)
14
n.c.
15
n.c.
17
DACV1
19
Ground
Limit Switch negative direction (X)
Ground
16
AxisIn1
Motor command signal ±10V (X)
18
AGND
User programmable input (X)
A2+
C hannel A+ encoder signal (Y)
20
A2-
C hannel A- inverted encoder signal
(Y)
21
B2+
C hannel B+ inverted encoder signal
(Y)
22
B2-
C hannel B- inverted encoder signal
(Y)
23
I2+
C hannel I+ index encoder signal
(Y)
24
I2-
C hannel I- inverted index encoder
signal (Y)
25
VC1
+5V
26
GND
27
XPLIM2
Limit Switch positive direction (Y)
28
XNLIM2
29
HOME2
Home signal or High Speed Latch
input (Y)
30
AxisOut2
31
n.c.
32
n.c.
33
AxisIn2
User programmable input (Y)
34
DACV2
35
AGND
Ground for motor command
36
UI0
Uncommitted input (0)
37
UI1
Uncommitted input (1)
38
UI2
Uncommitted input (2)
39
UI3
Uncommitted input (3)
40
AMPEN1
41
UO0
Uncommitted output (0)
42
UO1
Uncommitted output (1)
43
UO2
Uncommitted output (2)
44
UO3
Uncommitted output (3)
45
AMPEN2
Amplifier enable (Y) or user
programmable output
46
RS~
Hardware Reset
47
Ainput1
Analog input channel (0)
48
Ainput2
Analog input channel (1)
49
Ainput3
Analog input channel (2)
50
Ainput4
Analog input channel (3)
Ground for motor command
Ground
Limit Switch negative direction (Y)
User programmable output (Y)
Motor command signal ±10V (Y)
Amplifier enable (X) or user
programmable output
Tabelle 16: Pin-Belegung X/Y-Achsen für EC-Servo- (Sinuskommutierung) und Mikroschrittmotoren
-o-
p26
© POSYS Motion Control, 2013
CON802 (PS 50 D -2.54S); Achsen Z & W
Pinoutbeschreibung in Verbindung mit EC-Servomotoren (Sinuskommutierung) und
Mikroschrittmotoren
Pin
Verbindung Beschreibung
Pin
Verbindung Beschreibung
1
A3+
C hannel A+ encoder signal (Z)
2
A3-
C hannel A- inverted encoder signal
(Z)
3
B3+
C hannel B+ encoder signal (Z)
4
B3-
C hannel B- inverted encoder signal
(Z)
5
I3+
C hannel I+ index encoder signal
(Z)
6
I3-
C hannel I- inverted index encoder
signal (Z)
7
VC1
+5V
8
GND
9
XPLIM3
Limit Switch positive direction (Z)
10
XNLIM1
11
HOME3
Home signal or High Speed Latch
input (Z)
12
GND
13
AxisOut3
User programmable output (Z)
14
n.c.
15
n.c.
17
DACV3
19
Ground
Limit Switch negative direction (Z)
Ground
16
AxisIn1
Motor command signal ±10V (Z)
18
AGND
A4+
C hannel A+ encoder signal (W)
20
A4-
C hannel A- inverted encoder signal
(W)
21
B4+
C hannel B+ inverted encoder signal
(W)
22
B4-
C hannel B- inverted encoder signal
(W)
23
I4+
C hannel I+ index encoder signal
(W)
24
I4-
C hannel I- inverted index encoder
signal (W)
25
VC1
+5V
26
GND
27
XPLIM4
Limit Switch positive direction (W)
28
XNLIM4
29
HOME4
Home signal or High Speed Latch
input (W)
30
AxisOut4
31
n.c.
33
AxisIn4
35
AGND
37
UI5
39
User programmable input (Z)
Ground for motor command
Ground
Limit Switch negative direction (W)
User programmable output (W)
32
n.c.
User programmable input (W)
34
DACV4
Ground for motor command
36
UI4
Uncommitted input (4)
Uncommitted input (5)
38
UI6
Uncommitted input (6)
UI7
Uncommitted input (7)
40
AMPEN3
41
UO4
Uncommitted output (4)
42
UO5
Uncommitted output (5)
43
UO6
Uncommitted output (6)
44
UO7
Uncommitted output (7)
45
AMPEN4
Amplifier enable (W) or user
programmable output
46
AGND
Ground for analog inputs
47
Ainput5
Analog input channel (4)
48
Ainput6
Analog input channel (5)
49
Ainput7
Analog input channel (6)
50
Ainput8
Analog input channel (7)
Motor command signal ±10V (W)
Amplifier enable (Z) or user
programmable output
Tabelle 17: Pin-Belegung Z/W-Achsen für EC-Servo- (Sinuskommutierung) und Mikroschrittmotoren
-o-
p27
© POSYS Motion Control, 2013
CON800 (PS 50 D -2.54S); Option Connector 1
Für 2-/3-phasige EC-Servomotoren (DAC und PWM sign/m ag oder 50/50 Signalausgabe)
Pin
Verbindung Beschreibung
1
BPWM1A
3
BPWM1C/
BPWMS1B
5
GND
7
BPWM2B
9
BPWMS2A
11
BPWM3A
13
BPWM3C/
BPWMS3B
Pin
Verbindung Beschreibung
PWM magnitude Phase A (X)
2
BPWM1B
PWM magnitude Phase C (X)
PWM sign (X) when set to 2-phase
output
4
BPWMS1A
Ground
6
BPWM2A
PWM magnitude Phase B (Y)
8
BPWM2C/
BPWMS2B
PWM sign (Y) when set to 3-phase
output
10
GND
PWM magnitude Phase A (Z)
12
BPWM3B
PWM magnitude Phase C (Z)
PWM sign (Z) when set to 2-phase
output
14
BPWMS3A
Ground
16
BPWM4A
PWM magnitude Phase C (W)
18
BPWM4C/
BPWMS4B
PWM sign (W) when set to 3-phase
output
20
GND
PWM magnitude Phase B (X)
PWM sign (X) when set to 3-phase
output
PWM magnitude Phase A (Y)
PWM magnitude Phase C (Y)
PWM sign (Y) when set to 2-phase
output
Ground
PWM magnitude Phase B (Z)
PWM sign (Z) when set to 3-phase
output
15
GND
17
BPWM4B
PWM magnitude Phase A (W)
19
BPWMS4A
21
HALL1A
Phase A Hall Sensor input (X)
22
HALL1B
23
HALL1C
Phase C Hall Sensor input (X)
24
GND
25
HALL2A
Phase A Hall Sensor input (Y)
26
HALL2B
27
HALL2C
Phase C Hall Sensor input (Y)
28
GND
29
HALL3A
Phase A Hall Sensor input (Z)
30
HALL3B
31
HALL3C
Phase C Hall Sensor input (Z)
32
GND
33
HALL4A
Phase A Hall Sensor input (W)
34
HALL4B
35
HALL4C
Phase C Hall Sensor input (W)
36
GND
37
AGND
Ground for analog motor command
38
DAC1A
Phase A ±10V analog motor
command output (X)
39
DAC2A
Phase A ±10V analog motor
command output (Y)
40
DAC3A
Phase A ±10V analog motor
command output (Z)
41
DAC4A
Phase A ±10V analog motor
command output (W)
42
DAC1B
Phase B ±10V analog motor
command output (X)
43
DAC2B
Phase B ±10V analog motor
command output (Y)
44
DAC3B
Phase B ±10V analog motor
command output (Z)
45
DAC4B
Phase B ±10V analog motor
command output (W)
46
AGND
Ground for analog motor command
47
GND
Ground
48
GND
Ground
49
VC1
+5V
50
VC1
+5V
PWM magnitude Phase C (W)
PWM sign (W) when set to 2-phase
output
Ground
Phase B Hall Sensor input (X)
Ground
Phase B Hall Sensor input (Y)
Ground
Phase B Hall Sensor input (Z)
Ground
Phase B Hall Sensor input (W)
Ground
Tabelle 18: Pin-Belegung EC-Servo- (Sinuskommutierung) und Mikroschrittmotoren
-o-
p28
© POSYS Motion Control, 2013
Pinoutbeschreibung in Verbindung mit
Schrittmotoren
CON801 (PS 50 D -2.54S); Achsen X & Y
Pinoutbeschreibung in Verbindung mit Schrittmotoren
Pin
Verbindung Beschreibung
Pin
Verbindung Beschreibung
1
A1+
C hannel A+ encoder signal (X)
2
A1-
C hannel A- inverted encoder signal
(X)
3
B1+
C hannel B+ encoder signal (X)
4
B1-
C hannel B- inverted encoder signal
(X)
5
I1+
C hannel I+ index encoder signal
(X)
6
I1-
C hannel I- inverted index encoder
signal (X)
7
VC1
+5V
8
GND
9
XPLIM1
Limit Switch positive direction (X)
10
XNLIM1
11
HOME1
Home signal or High Speed Latch
input (X)
12
GND
Ground
Limit Switch negative direction (X)
Ground
13
AxisOut1
User programmable output (X)
14
Pulse1
Pulse output (X)
15
Direction1
Direction output (X)
16
AxisIn1
User programmable input (X)
17
AtRest
Atrest indicator output (X)
18
GND
Ground
19
A2+
C hannel A+ encoder signal (Y)
20
A2-
C hannel A- inverted encoder signal
(Y)
21
B2+
C hannel B+ inverted encoder signal
(Y)
22
B2-
C hannel B- inverted encoder signal
(Y)
23
I2+
C hannel I+ index encoder signal
(Y)
24
I2-
C hannel I- inverted index encoder
signal (Y)
25
VC1
+5V
26
GND
27
XPLIM2
Limit Switch positive direction (Y)
28
XNLIM2
29
HOME2
Home signal or High Speed Latch
input (Y)
30
AxisOut2
31
Pulse2
Pulse output (Y)
32
Direction2
33
AxisIn2
User programmable input (Y)
34
AtRest2
35
GND
Ground
36
UI0
Uncommitted input (0)
37
UI1
Uncommitted input (1)
38
UI2
Uncommitted input (2)
39
UI3
Uncommitted input (3)
40
AMPEN1
41
UO0
Uncommitted output (0)
42
UO1
Uncommitted output (1)
43
UO2
Uncommitted output (2)
44
UO3
Uncommitted output (3)
45
AMPEN2
Amplifier enable (Y) or user
programmable output
46
RS~
Hardware Reset
47
Ainput1
Analog input channel (0)
48
Ainput2
Analog input channel (1)
49
Ainput3
Analog input channel (2)
50
Ainput4
Analog input channel (3)
Tabelle 19: Pin-Belegung X/Y-Achsen bei Verwendung von Schrittmotoren
-o-
p29
Ground
Limit Switch negative direction (Y)
User programmable output (Y)
Direction output (Y)
Atrest indicator output (Y)
Amplifier enable (X) or user
programmable output
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CON802 (PS 50 D -2.54S); Achsen Z & W
Pinoutbeschreibung in Verbindung mit Schrittmotoren
Pin
Verbindung Beschreibung
Pin
Verbindung Beschreibung
1
A3+
C hannel A+ encoder signal (Z)
2
A3-
C hannel A- inverted encoder signal
(Z)
3
B3+
C hannel B+ encoder signal (Z)
4
B3-
C hannel B- inverted encoder signal
(Z)
5
I3+
C hannel I+ index encoder signal
(Z)
6
I3-
C hannel I- inverted index encoder
signal (Z)
7
VC1
+5V
8
GND
9
XPLIM3
Limit Switch positive direction (Z)
10
XNLIM1
11
HOME3
Home signal or High Speed Latch
input (Z)
12
GND
Ground
Limit Switch negative direction (Z)
Ground
13
AxisOut3
User programmable output (Z)
14
Pulse3
Pulse output (Z)
15
Direction3
Direction output (Z)
16
AxisIn1
User programmable input (Z)
17
AtRest3
Atrest indicator output (Z)
18
GND
Ground
19
A4+
C hannel A+ encoder signal (W)
20
A4-
C hannel A- inverted encoder signal
(W)
21
B4+
C hannel B+ inverted encoder signal
(W)
22
B4-
C hannel B- inverted encoder signal
(W)
23
I4+
C hannel I+ index encoder signal
(W)
24
I4-
C hannel I- inverted index encoder
signal (W)
25
VC1
+5V
26
GND
27
XPLIM4
Limit Switch positive direction (W)
28
XNLIM4
29
HOME4
Home signal or High Speed Latch
input (W)
30
AxisOut4
31
Pulse4
Pulse output (W)
32
Direction4
33
AxisIn4
User programmable input (W)
34
AtRest4
35
AGND
Ground for motor command
36
UI4
Uncommitted input (4)
37
UI5
Uncommitted input (5)
38
UI6
Uncommitted input (6)
39
UI7
Uncommitted input (7)
40
AMPEN3
41
UO4
Uncommitted output (4)
42
UO5
Uncommitted output (5)
43
UO6
Uncommitted output (6)
44
UO7
Uncommitted output (7)
45
AMPEN4
Amplifier enable (W) or user
programmable output
46
AGND
Ground for analog inputs
47
Ainput5
Analog input channel (4)
48
Ainput6
Analog input channel (5)
49
Ainput7
Analog input channel (6)
50
Ainput8
Analog input channel (7)
Tabelle 20: Pin-Belegung Z/W-Achsen bei Verwendung von Schrittmotoren
-o-
p30
Ground
Limit Switch negative direction (W)
User programmable output (W)
Direction output (W)
Atrest indicator output (W)
Amplifier enable (Z) or user
programmable output
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CON803 (PS 20 D -2.54S)
Option Connector 2 für invertierte Takt- & Richtungssignale
Dieser Stecker steht auf allen POSYS 1800-B zur Verfügung. Es stellt invertierte Signalausgänge für Schrittmotoren
(Takt- & Richtung) und invertierte 1-phasige PWM Sign/Mag Ausgabesignale über Line Driver zur Verfügung. Jede
Achse ist individuell einstellbar, je nachdem welche Motorausgabemethode und Motortype gewählt wurde. Die
meisten modernen Schrittmotorentreiber erfordern invertierte Takt- & Richtungssignale. Es unterstützt die
Signalintegrität auch in störempfindlichen Umgebungen. Die Gefahr des Verlustes an Takt- & Richtungssignalen wird
erheblich verringert.
Abhängig von der gewählten Motortype der Achse und der gewählten Motorsignalausgabemethode, haben die
einzelnen Anschlüsse unterschiedliche Bedeutungen. Gemischte Verwendung ist möglich.
Bei Verwendung mit Schrittmotoren
Pin
Beschreibung
Pin
Beschreibung
1
GND
2
GND
3
PULSE4+
4
PULSE4-
5
DIR1+
6
DIR1-
7
DIR4+
8
DIR4-
9
PULSE2+
10
PULSE2-
11
DIR3+
12
DIR3-
13
PULSE1+
14
PULSE1-
15
DIR2+
16
DIR2-
17
PULSE3+
18
PULSE3-
19
GND
20
GND
Tabelle 21: Pin-Belegung CON803 bei Verwendung von Schrittmotoren (invertierte Signale)
-o-
p31
© POSYS Motion Control, 2013
SSI Absolutenkoderschnittstelle
Einführung
Die POSYS® 1800-B ist die erste POSYS Karte mit integrierte SSI-Schnittstelle für Absolutenkoder. Anders als
inkrementale oder optische Enkoder, liefert ein Absolutwertgeber immer die exakte absolute Position zurück. Nach
dem Einschalten meldet der Enkoder die aktuelle Position an der er sich befindet. Dadurch ist es möglich auf
Referenzfahrten zu verzichten.
Absolutwertgeber sind in 2 Gruppen aufgeteilt, Single Turn Enkoder und Multiturn Enkoder. Enkoder mit einer
Auflösung von max. 360° sind sogenannte Single Turn Enkoder, Enkoder die mehrere Umdrehungen erlauben sind
Multiturn Enkoder (normalerweise bis zu 4096 Umdrehungen)
Die Hauptbestandteile eines Absolutwertgebers bestehen aus
Optical Code Disc
Opto-elektronisches Sensorsystem
Pulse Shaping Circuitry and Amplification
Die meisten Code Disks von Absolutwertgebern generieren Positionsdaten im Gray Code Format. Weitere Formate
sind Binär und BCD. Gray Code bietet höchste Zuverlässigkeit bei der Datenübertragung.
Um Daten für absolute Positionen zu übertragen wird für gewöhnlich für jedes Bit eine Datenleitung benötigt. Ein
Enkoder mit 13 Bit Auflösung würde daher 13 Datenleitungen benötigen, ein Enkoder mit 25 Bit Auflösung sogar 25
Datenleitungen. Ein System mit 4 Enkoder würde daher 4x25 Datenleitungen alleine schon benötigen um die Daten
zum Controller zu übertragen. Die SSI-Schnittstelle benötigt nur 4 Datenleitungen, egal welche Auflösung verwendet
wird. Dies wird bewerkstelligt indem die parallelen Daten in serielle Daten konvertiert werden. Jedes Bit der
Paralleldaten wird synchron zum ± Taktsignal über die ± Datenleitung verschickt. Das Taktsignal der
SSI-Schnittstelle ist programmierbar auf Frequenzen zwischen 1.1 MHz und 137.5 KHz. Die Taktfrequenz ist
abhängig von der Leitungslänge zwischen Enkoder und Controller.
Die SSI-Schnittstelle ist in der Lage entweder Binär Code oder Gray Code Daten zu lesen. Bei Gray Code konvertiert
die POSYS® 1800-B die empfangenen Gray Code Daten in seriellen Binär Code um und speichert es in parallel
Format in Register. Diese Daten können anschließend vom Motion Prozessor gelesen werden.
Für ein System mit 4 Enkoder und einer Kabellänge von bis zu 50 m kann die POSYS® 1800-B die Position eines
jeden Enkoders 20.000x/Sek. lesen. Dies gewährleistet immer aktuelle Positionsdaten für die POSYS®.
Die SSI-Schnittstelle ist konfigurierbar und unterstützt Auflösungen von 10, 12, 13 und 25 Bit (andere Auflösungen
auf Anfrage). Die Übertragungsgeschwindigkeit kann für bis zu 300 m Kabellänge angepasst werden und es ist
möglich sowohl Single Turn als auch Multiturn Enkoder einzusetzen, jede Achse individuell. Die POSYS® kann bis zu
32 Bit an Positionsdaten erfassen. Ein Roll-Over wird automatisch erkannt und die korrekte Position gespeichert.
Ebenso wird die Richtung korrekt erkannt.
Spezifikationen

Unterstützt SSI-Absolutwertgeber mit 10, 12, 13 und 25 Bit Auflösung

Unterstützt Single Turn und Multiturn Enkoder

Unterstützt SSI-Absolutwertgeber mit Gray Code oder Binär Code Signalausgabe

20-poliger Stecker für Clock und Datenleitungen

unterstützt den Anschluss von bis zu 4 Enkodern

4 Positionsregister (1 für jede Achse) um absolute Positionen zu wahren. Diese Werte können jederzeit vom
Motion Prozessor gelesen werden.

4 Schreib- und Leseregister (1 für jede Achse) um Auflösung und Takt per Software umzustellen

Auflösung und Takt können für jede Achse individuell gewählt werden
Standardeinstellungen
p32
© POSYS Motion Control, 2013
Nach dem Einschalten oder einem Reset gelten folgende Standardeinstellungen:
Takt: 1.1 MHz
Auflösung: 25 Bits
Diese Werte können mit Software-Kommandos überschrieben werden. Die Kommandos werden im Kapitel
Programmierhandbuch/Enkoder beschrieben.
-o-
Anschlüsse der SSI-Schnittstelle: CON804
Zum korrekten Betreiben der SSI-Schnittstelle müssen folgende Anschlüsse verwendet werden:
Die folgende Tabelle liefert die Anschlussbelegung für das IDC-Kabel.
Pinout Beschreibung 20-poliger IDC: CON804
Abbildung 6: Pin-Belegung für SSI Absolut Enkoder Schnittstelle
Der Anwender muss für den Anschluss an den 20-poligen Stecker sorgen. Aufgrund der vielfältigen
Verbindungsmöglichkeiten ist es POSYS Motion Control GmbH & Co.KG nicht möglich einen Standardstecker
anzubieten.
-o-
Initialisierung
Bestimmte Punkte müssen bedacht werden um sicheren Betrieb zu gewährleisten.
Stellen Sie sicher, dass alle elektrischen Anschlüsse vorerst ohne angeschlossene Spannungsversorgung gemacht
werden.
Stellen Sie sicher, dass die Verstärkerfreigabe nicht erfolgt ist (DISABLED).
Stellen Sie sicher, dass die Phasen der Enkoder und für die Motorausgangssignale korrekt sind.
Starten Sie das POSYS® GUI Test Programm und testen Sie alle Funktionen.
Begeben Sie sich zur SSI-Setup Funktion und wählen Sie aus welche Achsen mit Absolutwertgebern verwendet
werden.
p33
© POSYS Motion Control, 2013
Setzen Sie die Auflösung, den Takt und den Enkodermodulus.
Setzen Sie die Schleppabstandsfehlererkennung zu einem niedrigen Wert (< 500) und stellen Sie sicher, dass die
"Off-On-Error" Funktion aktiv ist.
Sorgen Sie dafür, dass ein "Notaus" implementiert und in Griffnähe ist, um die Anlage komplett aus zu schalten,
falls dies erforderlich wird. Es besteht immer die Gefahr einer "RUN-AWAY" Bedingung.
Falls der Computer eingeschaltet und die Enkoderkabel angeschlossen sind, müssen die Verstärker ausgeschaltet
sein. Das Programm sollte nun die absolute Position der angeschlossenen Absolutwertgeber anzeigen. 2 Werte
werden angezeigt, die aktuelle Position im Hauptfenster und die absoluten Positionen der SSI-Register im
SSI-Fenster. Eine manuelle Änderung der Enkoderposition in positive oder negative Richtung sollte mit
entsprechenden Zählerveränderungen in den beiden Fenster einhergehen.
Das Hauptfenster zeigt die aktuelle Position so wie es von der POSYS® zurückgeliefert wird. Es wird von der
absoluten Position des Enkoders abweichen. Die absolute Position wie es von den SSI-Registern angezeigt wird, zeigt
nur positive Werte. Falls die 25 Bit maximale Position des Absolutwertgebers überschritten wird, wird es wieder bei
Null mit der Zählung beginnen. Falls der Enkoder wieder in Richtung seiner Nullposition bewegt bzw. überschreitet,
werden wieder die 25 Bit Positionsdaten angezeigt und der Zähler zählt wieder abwärts.
Die Zähler der POSYS® können mit den SSI-Registern synchronisiert werden und die gleichen Werte anzeigen. Dies
wird mit dem Kommando SetActualToAbsolutePosition(axisID) bewerkstelligt. Die Positionsanzeige der POSYS®
kann zu jedem anderen Wert geändert werden mit den Kommandos SetActualPosition(axis) oder
AdjustActualPosition(axis). Es ist wichtig, dass die Sollposition und die aktuelle Position im Hauptfenster
identisch sind oder zumindest nicht mehr als ein paar Inkremente voneinander abweichen. Falls sie "OFF" sind, dann
machen Sie bitte folgendes: klicken Sie "MOTORS OFF" und dann wieder auf "MOTORS ON". Dies sollte die beiden
Werte miteinander synchronisieren.
Falls soweit alle Instruktionen sorgfältig befolgt wurden, kann dann für die
entsprechende Achse die Verstärkerfreigabe erteilt und durch Aktivierung der DACOutputsON in der ±10 V Output
Box die Regelung ermöglicht werden. Falls die Enkoder und die Verstärkerausgabe zum Motor korrekt sind, sollte der
Motor sich in der Regelung befinden. Die Filterparameter müssen jetzt für optimale Leistung angepasst werden.Falls
die Phasen falsch oder der Enkoder nicht korrekt angeschlossen wurde, wird der Motor mit hoher Geschwindigkeit
davonlaufen. SOFORT SYSTEM AUSSCHALTEN und die Anschlüsse korrigieren!
-o-
p34
© POSYS Motion Control, 2013
Kommunikationsschnittstellen
Serielle und CAN-Schnittstellen
Die POSYS 1800-B ist eine PC104 Karte mit 16-Bit Busanschluss. Zusätzlich verfügt die POSYS 1800-B über zwei
weitere Schnittstellen, die als primäre oder sekundäre Kommunikationsleitungen verwendet werden können. Der
Anschluss CON400 kann entweder für die serielle Kommunikation (RS232/485) oder für CAN 2.0b verwendet
werden. Alle drei Kommunikationsschnittstellen können parallel zueinander verwendet werden. Dabei ist z.B. möglich
über den PC-Bus die POSYS mit neuen Positionsdaten zu betreiben, während gleichzeitig über die serielle
Schnittstelle Monitoringdaten abgerufen werden.
-o-
Serielle Schnittstelle RS232/RS485: CON400,
CON404 & CON405
Die POSYS® 1800-B verfügt über zwei serielle Schnittstellen die entweder für RS232 (CON400) oder für RS485
(CON405) Verbindungen verwendet werden kann. Wie die Schnittstellen zu verwenden sind, kann über
Softwarekommandos eingestellt werden.
Falls mit festen Konfigurationsparametern gearbeitet werden können, ist es möglich die Karte mit anderen Werten
starten zu lassen, die von Standardwerten im Motion Prozessor abweichen und ansonsten verwendet würden.
Die Standardeinstellungen für die serielle Kommunikation nach dem Einschalten sind (RS232 Modus):
Baudrate: 57600 Baud/Sek.; Parität: keine; Stop Bits: 2; Protokoll: Point-to-Point
Die Belegung ist wie folgt:
Abbildung 7: Anschlüsse für RS232
Um andere Werte einzustellen, verweisen wir hier auf das Programmierhandbuch. Das Kommando
Set/GetSerialPortMode kann verwendet werden diese Einstellungen den eigenen Bedürfnissen anzupassen.
Über CON405 erfolgt die Kommunikation wenn RS485 eingestellt ist. Der Stecker ist ein 6-poliger Stecker (Typ:
TMM-103-01-L-D-SM). Der On-Board Transceiver kann für diesen Modus nicht verwendet werden. Die
Tranceiver-Hardware muss der Anwender in diesem Fall selbst bereitstellen.
Abbildung 8: Anschlüsse für RS485
p35
© POSYS Motion Control, 2013
Setzen des seriellen Kommunikationsschnittstellenmodus
Die Steckbrücke CON404 wird verwendet um die Art der seriellen Kommunikation auszuwählen. Folgende Stellungen
und Modi sind möglich:
RS232: 1-2 (default)
RS485: 2-3
Abbildung 9: Auswahl RS232 oder RS485
-o-
CAN Schnittstelle: CON405
Die Einstellung der CAN-Schnittstelle wird mit dem Kommando Set/GetCANMode konfiguriert bzw. gelesen. Dieses
Kommando wird benötigt um die CAN NodeID einer spezifischen Karte (0-127) zu setzen, als auch die
Übertragungsrate des angeschlossenen CAN-Netzwerkes.
Die Standardwerte sind wie folgt:
Parameter
Standardwert
Übertragungswert
500000
C AN nodeID
0
Tabelle 22: CAN Standardeinstellung
Die Pin-Belegung con CON405 ist der folgenden Abbildung zu entnehmen:
Abbildung 10: Pin-Belegung für CAN-Schnittstelle
-o-
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© POSYS Motion Control, 2013
Zubehör
Interconnect Modul IO700/800-1
Der IO700/800-1 ist ein Interconnect Modul zum leichteren Anschließen der Peripheriekomponenten, wie Verstärker,
Enkoder, E/As usw. Es stellt den zentralen Punkt zum Anschließen dieser Komponenten dar.
Abbildung 11: Lage der Anschlüsse auf IO700/800-1
Das Gehäuse der Platine ist ein Standard Phoenix System für die Hutschienenmontage. Als Alternative stellt die
Platine 4 Löcher zur Befestigung an eine beliebige Unterlage zur Verfügung. Die Löcher haben ein Durchmesser von
3,5 mm.
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© POSYS Motion Control, 2013
Abbildung 12: Interconnect Modul IO700/800-1
-o-
Anschlüsse J4 & J5
Die beiden 50-poligen Wannenstecker J4 und J5 stellen die beiden Basisanschlüsse für die bis zu 4 Achsen
unterstützende POSYS® 1800-B. Der Wannenstecker J5 stellt alle achsen-relevanten Anschlüsse für die Achsen X &
Y zur Verfügung. Der Wannenstecker J4 stellt alle achsen-relevanten Anschlüsse für die Achsen Z & W zur
Verfügung.J1 hat bei der Verwendung mit POSYS PC104 Karten keine Bedeutung. Dieser Anschluss wird nur für die
POSYS 900/1900 Serie benötigt.
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© POSYS Motion Control, 2013
Abbildung 13: Pin-Belegung X/Y-Achsen CON801 der POSYS 1800-B gehen auf J4 vom IO700/800-1
Abbildung 14: Pin-Belegung Z/W-Achsen CON802 der POSYS 1800-B gehen auf J5 vom IO700/800-1
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© POSYS Motion Control, 2013
-o-
Analoge Eingänge
Die 8 analogen Eingänge sind jeweils zur Hälfte auf J4 & J5 aufgeteilt. Die analogen Eingänge 1-4 sind J4 zugeteilt.
Die analogen Eingänge 5-8 sind J5 zugeteilt.
-o-
Schraubklemmenanschluss
Das Interconnect Modul weist einen 3-stöckigen Schraubklemmenanschluss auf, der von 1-108 durchnummeriert ist.
Die Anschlüsse 1-50 sind dem Wannenstecker J4 vom IO700/800-1 und somit den Achsen X & Y zugeordnet. Die
Anschlüsse 51-100 sind dem Wannenstecker J5 vom IO700/800-1 und somit den Achsen Z & W zugeordnet.
Die Pinbelegung ist im Kapitel „Pinout Beschreibungen für POSYS 1800-B Karten“ beschrieben.
Die Schraubklemmenanschlüsse 101, 102, 103, 104 und 105 stellen nochmal eine Anschlussmöglichkeit dar um eine
externe Spannungsversorgung von entweder 5V oder 12V für Enkoder zur Verfügung zu stellen. Für diesen Zweck
müssen dann die Steckbrücken JP1-JP4 auf 2-3 gesteckt werden. Die standardmäßige Belegung dieser Steckbrücken
ist 1-2 und verwendet die von der Karte ausgegebenen 5V. Die Eingänge sind jeweils mit 1A Sicherungen (F1 & F2)
gesichert.
Die externe Spannungsversorgung, falls über 101, 102, 103, 104 und 105 eine andere als die standardmäßigen 5V
zur Verfügung gestellt werden soll, muss an Pin 106 (+) und 107 (GND) angeschlossen werden.
-o-
Resetknopf „S1“
Der Resetknopf S1 resetted die POSYS® 1800-B und stellt fast alle standardmäßigen Einstellungen wieder her. Für
Details bzgl. welche Einstellungen erhalten bleiben und welche zurückgesetzt werden, verweisen wir auf das
Programmierhandbuch und das Kommando „HardReset“.
-o-
OPTO22
Der Wannenstecker J3 ist darauf ausgelegt OPTO22 Verbindungen zu realisieren. Die Pinbelegung ist wie folgt:
p40
© POSYS Motion Control, 2013
Abbildung 15: Pin-Belegung für OPTO22; J3
-o-
Abmessungen
Die mechanischen Dimensionen des Moduls sind wie folgt:
mit Phoenix Gehäuse: 162 x 112 x 50 mm (lxbxh)
ohne Phoenix Gehäuse: 160 x 108 x 12 mm (lxbxh)
-o-
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© POSYS Motion Control, 2013
Interconnect Modul IO50
Das Interconnect Modul IO50 kann für den dritten 50-poligen Stecker der POSYS 1800-B Serie (CON800) verwendet
werden. Diese Anschlüsse werden dann benötigt wenn Achsen bürstenlose Servomotoren regeln und auf der Karte
die Sinuskommutierung erfolgen soll.
Die Pin-Belegung entnehmen Sie bitte dem entsprechenden Kapitel zur Beschreibung von CON800.
Diese VARIOFACE-COMPACT-LINE-Module verbinden Flachbandkabelanschlüsse gemäß IEC 603-1/DIN 41 651 mit
Schraub- oder Zugfederanschlussklemmen für Leiterquerschnitte bis 1,5 mm.
Durch ihre geringe Bautiefe von nur 45 mm gewährleisten sie eine hohe Packungsdichte im Schaltschrank und
tragen damit dem Trend zur Miniaturisierung Rechnung. Das erforderliche Schaltschrankvolumen und alle damit in
Zusammenhang stehenden Kosten können somit erheblich reduziert werden.
Die VARIOFACE-COMPACT-LINE-Module für Flachbandkabelanschlüsse steht zur Verfügung als Standard-FLK-Module
mit Schraubklemmenanschluss (Doppelstockklemmen) in den Polzahlen 50.
Abbildung 16: Standard-FLK-Modul von Phoenix Contact
-o-
Technische Daten
Starr
Anschlußdaten
Flexibel
I
U
[mm²]
AWG
[A]
[U]
0,14 – 1,5
26 – 16
1
60
Tabelle 23: Technische Daten IO50
-o-
Beschreibung
Varioface-Modul mit Schraubklemmenanschluss und Flachbandkabel-Steckverbinder zur Hutschienenmontage:
Typ / Modell
Polzahl
Modulbreite [mm]
IO50
50
151
Allgemeine Daten
Max. zul. Betriebsspannung
25V AC/60 V DC
Max. zul. Strom (pro FLK Pin)
1A
Prüfspannung E/A
0,5 kV AC, 50 Hz, 60 s
Umgebungstemperaturbereich
-20° C bis +50° C
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Typ / Modell
Einbaulage
Polzahl
Modulbreite [mm]
Beliebig
Normen / Bestimmungen
Luft- und Kriechstrecken
IEC 664/IEC 664 A/DIN VDE 0110; DIN VDE 0160 (in
Teilen)
Verschmutzungsgrad 2, Überspannungskategorie II,
DIN VDE 0109, Teil 11
Tabelle 24: Beschreibung IO50
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Installation
Installation
PC104 Karten stellen einen Standard der weltweit anerkannt wird. Es gibt hierzu weitere Gruppierungen wie z.B.
PC104+, PCI-104, PCI104-Express und PCIe104. Weiteres hierzu findet man auf der Website des PC104
C onsortiums unter der Adresse www.pc104.org.
Grundsätzlich können PC104 Karten als Addon-Karten nur auf weiteren PC104 und/oder PC104+ (auch PC104-Plus)
Karten montiert werden. Des Weiteren werden auch SBC-Karten (Single Board Computer) für den industriellen
Einsatz angeboten die zusätzlich über PC104 oder PC104+ Anschlüsse verfügen.
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Karte für Installation vorbereiten und installieren
Die Installation einer PC104 Karte ist einfach zu bewerkstelligen. Aufgrund der Form der Stecker ist bereits
vorgegeben wie die Karte mit seinem Gegenstück verbunden wird. An allen 4 Ecken sind auch speziell leicht versetzt
angeordnete Befestigungslöcher die über Abstandshalter mit Verschraubung die Karten miteinander fest verbinden.
Diese müssen exakt übereinander liegen.
Aber ehe die Karte montiert wird, müssen noch andere Aspekte bedacht und die Karte entsprechend für den
vorgesehenen Betrieb vorbereitet werden. Da nach der Montage die Karte zumindest von einer Seite nicht mehr
zugänglich ist, gilt es folgende Punkte zu beachten und entsprechende Maßnahmen im Vorfeld schon zu ergreifen.
1. Widerstandsnetzwerke korrekt setzen
2. Motor Mode Jumper korrekt setzen
3. DIP-Schalter für die Basisadresse setzen
4. DIP-Schalter für die Basisspeicheradresse korrekt setzen
5. DIP-Schalter für die Zeitkonstante für Filter Delay auf gewünschten Wert setzen.
Die Beschreibung für das korrekte setzen der DIP-Schalter und Steckbrücken ist im Kapitel „Hardware“ dieses
Handbuches beschrieben.
Falls weitere PC104 Karten installiert werden sollen, müssen vorher auch die Kabel für die POSYS 1800-B
aufgesteckt werden.
Jetzt kann die Karte auf seinen vorgesehenen Steckplatz gesteckt werden. Anschließend die Karte an den 4
Abstandshaltern mit entsprechenden Gegenstücken (Schrauben oder weitere Abstandshalter falls weitere Karten
installiert werden) befestigen.
Falls mit der Karte auch die Kabel Cable800B und die Interconnect Module IO700/800-1 und IO50 erworben wurden,
können diese nun miteinander verbunden werden. Bitte beachten Sie die im Kapitel „Pinout Beschreibungen für
POSYS 1800-B Karten“ beschriebenen Bedeutungen der einzelnen Anschlüsse für korrekte Anbindung an Ihre
Peripheriekomponenten (Motoren, Enkoder, Sensoren etc.).
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Software
Die Software für die POSYS 1800-B beinhaltet verschiedene Komponenten:
1. POSYS GUI
dies ist ein Beispiel-Programm welches die meisten der Funktionalitäten der Karte unterstützt und sofort
verwendet werden kann (nach der Treiberinstallation) um eine POSYS 1800-B ausführlich zu testen.
2. MotionScript
Dieses Programm stellt eine zwei-geteilte Bedienoberfläche zur Verfügung. Die linke Seite ist ein einfacher
Editor. Im rechten Fenster können Ausgaben generiert werden. Das Programm beinhaltet einen Compiler mit
dem es möglich ist fast ohne Verzögerung im linken Fenster erstellten Code zu kompilieren und auszuführen. Es
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erlaubt die Programmierung äußerst komplexer Programmabläufe und stellt zusätzliche Kommandos zur
Verfügung die weitere Möglichkeiten eröffnen. Weitere Informationen finden Sie im Programmierhandbuch.
Dieses Programm wird demnächst ein integrierter Bestandteil der POSYS GUI werden.
3. Treiberinstallation
Um eine Kommunikation mit der POSYS 1800-B aufbauen zu können muss auch der Treiber installiert werden.
In diesem Treiber sind u.a. die Informationen hinterlegt unter welcher Basisadresse (inkl. dem zugeordneten
Bereich) die Karte angesprochen werden soll, die Basispeicheradresse für die Verwendung des On-Board
DPRAMs und des zu verwendenden Interrupts. Die Installation des Treibers ist in der README.TXT beschrieben.
Die Kommandos und deren Handhabung sind im Programmierhandbuch beschrieben.
4. Zur Erstellung eigener Programme werden auch die entsprechenden DLLs für Delphi und C/C++ mitgeliefert.
Die Funktionen und Prozeduren mit Aufruf sind im Programmierhandbuch beschrieben.
Die Software für die POSYS 1800-B ist lauffähig auf folgenden Betriebssystemen (andere auf Anfrage): Windows XP,
XPembedded, Windows Vista.
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Elektrische Spezifikationen
Elektrische Spezifikationen
Lagertemperatur:
-40°C bis +125°C (-40°F bis 257°F)
Betriebstemperatur:
0°C bis 70°C (-32°F bis +158°F)
Spannungsversorgung:
+4,75V bis 5,25V, 0,6A bzw. 1A (je nachdem ob Optoschalter Off oder On sind)
Unter-/Überspannungsgrenze
0,3V bis +7V
Analoge Motorsollwertvorgabe
±10V, ±3mA min/Achse, kurzschlußsicher
Spannungsbereich für analoge
Eingänge
0 bis +10V
Spannungsbereich für Digitale
E/A
0V bis 5V, TTL, mit Bustransceiver
Ausgangstrom der digitalen
Ausgänge
±50mA
C AN Kommunikation
2.0B, nicht-isoliert, 1Mps
Serielle Kommunikation
RS232: 3,3V, gebuffert inkl. On-Board Transceiver (Connector: Molex PicoBlade
Buchse 53398-0371 (Gegenstecker: Molex PicoBlade 51021-0300)
RS485: 3,3V; externe Tranceiver Hardware notwendig (Connector: 6-poliger
Stecker, Samtec, 2mm, TMM-103-01-L-D-SM)
Tabelle 25: Elektrische Spezifikationen
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Index
-AAbmessungen 41
Analoge Eingänge 40
Anschlüsse der SSI-Schnittstelle: CON804 33
Anschlüsse J4 & J5 39
-BBeschreibung 43
Betriebsindikator 17
Breakpoints 7
Bürstenbehafteter Servomotor 11
Bürstenloser Servomotor 12
-CCAN Schnittstelle: CON405 36
CON800 (PS 50 D -2.54S ); Option Connector 1 28
CON801 (PS 50 D -2.54S); Achsen X & Y 23, 26, 29
CON802 (PS 50 D -2.54S); Achsen Z & W 24, 27, 30
CON803 (PS 20 D -2.54S) 31
CON803 (PS 20 D -2.54S); für invertierte PWM Signale 25
-DDiagnostische Parameterfassung 7
DIP-Schaltereinstellung für Basisadresse: SW201 19
DIP-Schaltereinstellung für Basisspeicheradresse: SW200 18
DIP-Schaltereinstellungen für Filter Delay: SW600 19
-EEinführung 32
Elektrische Spezifikationen 46
Endschalter 8
-GGewährleistung 5
ghostpage
ghostpage2
-HHaftungsausschluß 5
Hardware 14
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-IInitialisierung 33
Installation 44
Interconnect Modul IO50 42
Interconnect Modul IO700/800-1 37
Interruptauswahl: CON201 21
-KKarte für Installation vorbereiten und installieren 44
Kundenspezifische Lösungen 13
-LLayout obere Seite 14
Layout untere Seite 15
-MMehrfache PID-Fensterparametrisierung (Piezo-Funktionalität) 8
Mikroschrittmotor 12
Modellversionen Überblick
Motor Mode Jumpers CON805 und CON806 20
Multiple Karten-Synchronisation mit SYNC I/O: CON401 & CON402 22
Multiple Motor Positioniersteuerkarten 11
-OOPTO22 41
-RResetknopf „S1“ 40
-SSchleppabstandsfehler, Tracking Window, und Settle Window 8
Schraubklemmenanschluss 40
Schrittmotor 12
Serielle Schnittstelle RS232/RS485: CON400, CON404 & CON405 35
Serielle und CAN-Schnittstellen 35
Sicherheitshinweis 5
Software 44
Spezifikationen 10
Systemüberblick 7
-TTechnische Daten 42
-VVerwendete Symbole 5
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-WWeiteres 8
Widerstandsnetzwerke 17
-ÄÄnderungen zu vorhergehenden Handbüchern 6
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w w w .halbeck.com
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