Drehmomentmessflansche F1iS /F2iS /F3iS /F4iS /FLFM1xS

Drehmomentmessflansche F1iS /F2iS /F3iS /F4iS /FLFM1xS
Bedienungsanleitung
F1iS/F2iS, F1i/F2i, FLFM1iS, FLFM1eS
Stator All-In-One
Software Version 2.63
Sehr geehrter Kunde,
Jedes Gerät wird vor Verlassen des Hauses umfangreichen Funktions- und Qualitätsprüfungen
unterzogen, welche die Einhaltung der spezifizierten Daten garantieren. Sollten trotzdem Probleme
auftreten, so bitten wir Sie, uns über die Problematik zu informieren.
Vor jedem Verkauf werden die Seriennummern und die von Ihnen bestellten Konfigurationen in
unserem Haus registriert, so dass ein kurzfristiger und individueller Support gewährleistet ist. Über
Neuerungen und Systemänderungen werden Sie selbstverständlich auf dem Laufenden gehalten.
Garantie
Die GIF übernimmt die Garantie für den gesetzlich vorgeschrieben Zeitraum.
Alle Reparaturen werden innerhalb dieser Zeit ohne Berechnung in unserem Hause durchgeführt.
Schäden,
die
durch
unsachgemäßen
Garantieansprüche geltend gemacht werden.
Gebrauch
verursacht
werden,
können
nicht
als
F1iS / F2iS
F1i / F2i
FLFM1iS
FLFM1eS
2
F1is/F2is, F1i/F2i, FLFM1iS, FLFM1eS
2008 / Rev.2.63
INHALT
1
BESCHREIBUNG ............................................................................................. 8
2
SICHERHEITSHINWEISE ................................................................................ 9
3
EINLEITUNG .................................................................................................. 10
3.1
Einkanaltelemetrie (FM) F1i/F2i .......................................................................................................... 11
3.2
Doppel-Telemetrie DT (FM/FM) F1i/F2i ............................................................................................. 12
4
MECHANISCHE INSTALLATION .................................................................. 14
4.1
Bauteilliste .............................................................................................................................................. 14
4.1.1
Bauteilliste F1iS/F2iS ........................................................................................................................ 14
4.1.2
Bauteilliste F1i/F2i............................................................................................................................. 14
4.1.3
Bauteilliste FLFM1iS ......................................................................................................................... 14
4.1.4
Bauteilliste FLFM1eS ........................................................................................................................ 14
4.2
Installation F1iS/F2iS ...................................................................................................................... 15
4.2.1
Montage des Stators ........................................................................................................................... 16
4.2.2
F1iSMontage mit Bodenplatte ........................................................................................................... 17
4.2.3
F2iS Montage mit Bodenplatte .......................................................................................................... 21
4.2.4
Montage des optionalen magnetischen Drehzahlmesssystems .......................................................... 23
4.2.5
Empfohlene Schrauben-Anzugsdrehmomente ................................................................................... 25
4.3
Installation F1i/F2i ........................................................................................................................... 26
4.3.1
Montage des Stators ........................................................................................................................... 28
4.3.2
Empfohlene Schrauben-Anzugsdrehmomente ................................................................................... 28
4.4
Installation FLFM1iS ........................................................................................................................ 29
4.4.1
Montage des Stators ........................................................................................................................... 30
4.4.2
Montage der Messwelle ..................................................................................................................... 31
4.4.3
Montage des optionalen Drehzahlmesssystems ................................................................................. 31
4.4.4
Montage des Stators mit Bodenplatte ................................................................................................ 32
4.4.5
Montage der Messwelle ..................................................................................................................... 35
4.4.6
Empfohlene Schrauben-Anzugsdrehmomente ................................................................................... 36
4.4.7
Montage des optionalen Drehzahlmesssystems ................................................................................. 36
F1is/F2is, F1i/F2i, FLFM1iS, FLFM1eS
2008 / Rev.2.63
3
4.5
Installation FLFM1eS ............................................................................................................................ 37
4.5.1
Montage des Stators ........................................................................................................................... 38
4.5.2
Montage der Messwelle ..................................................................................................................... 38
4.5.3
Montage des optionalen Drehzahlmesssysems .................................................................................. 40
4.5.4
Empfohlene Schrauben-Anzugsdrehmomente ................................................................................... 40
4.5.5
Elektronik........................................................................................................................................... 41
4.5.6
Erdung der Komponenten .................................................................................................................. 41
5
ELEKTRISCHE INSTALLATION ................................................................... 42
5.1
Anschluss an das Netz ............................................................................................................................ 42
5.2
Erdung .................................................................................................................................................... 42
5.3
Verbindung der Auswertungseinheit/Messwelle mit einem Datenverarbeitungssystem ................. 42
5.4
Unfallverhütung ..................................................................................................................................... 43
6
ERSTINSTALLATION .................................................................................... 44
6.1
Erstinstallation F1iS/F2iS...................................................................................................................... 44
6.1.1
Austauschen der Messwelle ............................................................................................................... 44
6.2
Erstinstallation F1i/F2i .......................................................................................................................... 46
6.3
Terminal Einstellungen ......................................................................................................................... 48
6.3.1
HyperTerminal ................................................................................................................................... 48
6.3.2
Terra Term-Einstellungen .................................................................................................................. 50
6.4
Eingabe der Kalibrationsparameter .................................................................................................... 52
7
KONFIGURATION ......................................................................................... 54
7.1
Die Software “TCUConfig”................................................................................................................... 54
4
7.1.1
Einstellung der induktiven Stromversorgung ..................................................................................... 56
7.1.2
Drehmoment Nullabgleich ................................................................................................................. 56
7.1.3
Einstellen der Kalibrationsparameter ................................................................................................. 57
7.1.4
Analogausgangssetup ......................................................................................................................... 57
7.1.5
Stromausgang Setup ........................................................................................................................... 58
7.1.6
Setup Filter ......................................................................................................................................... 58
7.1.7
Setup Alarm ....................................................................................................................................... 59
7.1.8
Setup CAN Interface .......................................................................................................................... 59
F1is/F2is, F1i/F2i, FLFM1iS, FLFM1eS
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7.2
Terminal Programm .............................................................................................................................. 62
7.2.1
Hauptmenü ......................................................................................................................................... 62
7.2.2
Filtereinstellungen.............................................................................................................................. 63
7.2.3
Alarmeinstellungen ............................................................................................................................ 64
7.2.4
Ausgabeeinstellungen ........................................................................................................................ 65
7.2.5
Messwelleneinstellungen ................................................................................................................... 67
7.2.6
Parameter auslesen ............................................................................................................................. 69
7.2.7
Selbsttest ............................................................................................................................................ 70
7.2.8
Analogeinstellungen .......................................................................................................................... 71
7.2.9
CAN Einstellungen ............................................................................................................................ 72
8
NUTZUNG DES CONTROL-SIGNALS / STATUS ......................................... 78
8.1
Selbsttest ................................................................................................................................................. 78
8.2
Nullabgleich ............................................................................................................................................ 79
8.3
Test Signal .............................................................................................................................................. 79
9
LED STATUS ................................................................................................. 80
9.1
Grüne LED ............................................................................................................................................. 80
9.2
Rote LED ................................................................................................................................................ 80
10
DIGITALE ALARMSTELLEN ......................................................................... 81
10.1
Alarm Md/N ........................................................................................................................................... 81
10.2
Alarm IR ................................................................................................................................................. 81
10.3
Reset Alarm ............................................................................................................................................ 81
11
STECKERBELEGUNG .................................................................................. 82
11.1
Steckerbelegung F1iS/F2iS, FLFM1iS, FLFM1eS .............................................................................. 82
11.2
Steckerbelegung F1i/F2i ........................................................................................................................ 84
11.3
Elektrische Spezifikationen ................................................................................................................... 86
11.3.1
RS422 Ausgang ................................................................................................................................. 86
11.3.2
Alarm Ausgang .................................................................................................................................. 86
F1is/F2is, F1i/F2i, FLFM1iS, FLFM1eS
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5
11.3.3
Reset Alarm Eingang ......................................................................................................................... 87
11.3.4
Control Eingang ................................................................................................................................. 87
11.3.5
Analogausgang A/B ........................................................................................................................... 87
11.3.6
Analogausgang C ............................................................................................................................... 87
11.3.7
Stromausgang..................................................................................................................................... 88
11.3.8
RS232................................................................................................................................................. 88
11.3.9
CAN ................................................................................................................................................... 88
12
ALLGEMEINE HINWEISE.............................................................................. 89
12.1
Überspannungsschutz ............................................................................................................................ 89
12.2
Messflansch ohne Kalibriersprung ....................................................................................................... 89
12.3
Hotline ..................................................................................................................................................... 89
12.4
Flash Update ........................................................................................................................................... 90
13
DREHZAHLERFASSUNG.............................................................................. 91
13.1
Drehzahlerfassung F1iS/F2iS ................................................................................................................ 91
13.1.1
Induktiver Sensor ............................................................................................................................... 91
13.1.2
Magnetischer Sensor (F1iS: 1024 Inkremente / F2iS: 1024 Inkremente) .......................................... 92
13.1.3
Abgleich der Drehzahlerfassung bei den Flanschtypen F1iS und F2iS: ............................................ 93
13.1.4
Magnetischer Sensor (F1iS: 480 Inkremente / F2iS: 750 Inkremente) .............................................. 95
13.1.5
Abgleich der Drehzahlerfassung bei den Flanschtypen F1iS und F2iS: ............................................ 96
13.2
Drehzahlerfassung F1i/F2i (1024 Inkremente) .................................................................................... 98
13.2.1
Einstellungen für die Drehzahlmessung der Drehmomentmesswelle F1i und F2i:............................ 98
13.2.2
Einstellung des richtigen Abstands .................................................................................................... 99
13.3
Drehzahlerfassung FLFM1iS, FLFM1eS........................................................................................... 100
13.3.1
Optische Drehzahlerfassung ............................................................................................................ 100
13.3.2
Abgleich der optischen Drehzahl ..................................................................................................... 101
13.3.3
Drehzahlmessung Einstellung .......................................................................................................... 103
14
KALIBRIERUNG DER DREHMOMENTMESSWELLE ................................ 105
15
EMPFEHLUNGEN FÜR DAS RÜCKSETZEN DES NULLPUNKTES EINES
GIF DREHMOMENTMESSFLANSCHES............................................................... 111
6
F1is/F2is, F1i/F2i, FLFM1iS, FLFM1eS
2008 / Rev.2.63
15.1
Thermische Einflüsse ........................................................................................................................... 111
15.2
Hysteresebedingte Einflüsse ................................................................................................................ 111
15.3
Alterung ................................................................................................................................................ 111
15.4
Querkrafteinfluss ................................................................................................................................. 112
15.5
Allgemeines ........................................................................................................................................... 112
16
HERSTELLERERKLÄRUNG: ...................................................................... 113
17
IMPRESSUM ................................................................................................ 114
F1is/F2is, F1i/F2i, FLFM1iS, FLFM1eS
2008 / Rev.2.63
7
1 Beschreibung
Die Drehmomentsmesswellen vom Typ F1iS und F2iS repräsentieren eine Weiterentwicklung in der
Drehmomentmesswellen
mit
integrierter
Auswertungseinheit.
Mit
Ausnahme
der
24VDC
Stromversorgung sind keine externen Komponenten für den Betrieb notwendig.
Die high-end Temperaturkompensation garantiert hervorragende Stabilität und Reproduzierbarkeit der
Ausgangssignale. Das Standardmodell ist mit einem induktiven Drehzahlmesssystemen ausgestattet.
Zusätzlich lässt sich der Stator der F1iS-Serie unabhängig von der Messwelle austauschen.
Spezifikationen
Netzteil
24V DC max. 1A
Abtastrate der Momentenmessung
1000 Messwerte / Sekunde
Abtastrate der Drehzahlmessung f > 1000 Hz
1000 Messwerte / Sekunde
Abtastrate der Drehzahlmessung f < 1000 Hz
f / 2 Messwerte / Sekunde
kleinste Frequenz, die gemessen werden kann
5Hz
(Ausgangsfrequenz für Frequenz < 5 Hz ist 0 Hz)
Analog Ausgang Bereich
wählbar 0 bis 5V, 0 bis 10V, -5 bis +5V, -10 bis +10V
Analogausgangssignal-Auflösung
16 bit
Analogausgangs-Impedanz
50 Ohm
Ausgang Strom (Drehmomente)
Wählbar: 4 bis 20mA, 0 bis 20mA
Drehmomente: Filter erste Ordnung IIR-Filter mit 6
Filter
festgelegten Eckfrequenzen
Drehzahlen: Moving average mit einstellbarer Filtertiefe
CAN2B
CAN Schnittstelle
Identifier frei wählbar
max. 1MBaud
max. 1000 Messungen/Kanal/Sekunde
Serial Anschluss
RS232, 19200 Baud, 8 Data Bit, No Parity Bit,
1 Stop Bit, kein Protokoll
RS422
Frequenzausgänge
Drehmoment
Induktiver Drehzahlsensor
Magnetik Drehzahlsensor (optional)
8
F1is/F2is, F1i/F2i, FLFM1iS, FLFM1eS
2008 / Rev.2.63
2 Sicherheitshinweise
Vor der Inbetriebnahme, vor Wartungs- und Instandhaltungsarbeiten und vor allen
anderen Arbeiten an dem Messsystem ist folgendes zu Beachten:
•
Lesen Sie alle Sicherheitshinweise, inklusiv der Bedienungsanleitung, sorgfältig
durch.
•
Vergewissern Sie sich, dass alle Vorsichtsmaßnahmen getroffen wurden und alle
Sicherheitsvorrichtungen sachgerecht angebracht und funktionsbereit sind.
Hinweis auf zusätzliche Norme:
Niederspannung Direktive 73/23/EWG, EMV-Richtlinie 89/336/EWG elektromagnetische
Verträglichkeit Direktive und die harmonisierte Normen
DIN EN 292-1 Sicherheit von Maschinen, Geräten und Anlagen
DIN EN 292-2 Sicherheit von Maschinen, Geräten und Anlagen
Wartungs- oder Instandhaltungsarbeiten an der elektrischen Ausrüstung dürfen nur
von qualifiziertem Personal durchgeführt werden.
Bei nicht bestimmungsgemäßem Gebrauch und baulichen Veränderungen des
Messsystems wird die EG-Konformitätserklärung unwirksam.
F1is/F2is, F1i/F2i, FLFM1iS, FLFM1eS
2008 / Rev.2.63
9
3 Einleitung
In den folgenden Kapiteln dieses Benutzerhandbuches werden alle Schritte erklärt, die zur
Inbetriebnahme und Einrichtung eines GIF Drehmoment-/Drehzahlmesssystems erforderlich sind.
Dieses Handbuch ist auf folgende Dehmomentmesssysteme anwendbar:
•
Messwelle F1iS
•
Messwelle F2iS
•
Messwelle F1i
•
Messwelle F2i
•
Messwelle FLFM1iS
•
Messwelle FLFM1eS
Alle Messsysteme arbeiten völlig kontaktlos und wartungsfrei.
Die
Datenübertragung
erfolgt
mittels
eines
frequenzmodulierten
Speisespannungsversorgung der rotierenden Elektronik arbeitet induktiv.
10
F1is/F2is, F1i/F2i, FLFM1iS, FLFM1eS
2008 / Rev.2.63
Infrarotsenders.
Die
3.1
Einkanaltelemetrie (FM) F1i/F2i
Merkmale:

drehmomentproportionaler Frequenzausgang [Hz] von 60 kHz ± 20 kHz

drehmomentproportionaler Analogausgang [V] mit 1000 Messwerten pro Sekunde

Frequenzausgang proportional zur Drehzahl

Analogausgang [V] proportional zur Drehzahl

Shunt – Kalibrierung

automatischer Nullpunktabgleich ferngesteuert

serielle Schnittstelle RS232

CAN 2B Schnittstelle
F1is/F2is, F1i/F2i, FLFM1iS, FLFM1eS
2008 / Rev.2.63
11
3.2
Doppel-Telemetrie DT (FM/FM) F1i/F2i
Das Gesamtsystem kann während der Herstellung mit einem zweiten Verstärker und einem zweiten
Infrarotsender ausgestatte werden. Dieser zweite Verstärker verstärkt das Signal der DMS mit einer
sehr hohen Genauigkeit. Das Resultat ist ein zweiter Bereich in dem kleine Drehmomente sehr
genaue gemessen werden können. Damit entfällt das häufige Wechseln der Drehmomentsensoren für
das genau Messen kleiner Drehmomente. Das zweite Messsystem enthält ebenso eine
Temperaturkompensation und eine Shunt-Kalibartion wie das erste Messsystem (siehe Abbildung).
Zur Ausschöpfung der vollen Messgenauigkeit des kleinen Messbereiches ist zu
beachten, dass nach einem Messzyklus, der unter einer hohen
Drehmomentbelastung stattgefunden hat, der Wellenstrang angehalten und lastfrei
gemacht werden sollte. Anschließend ist die Nullpunkttaste zu betätigen. Andernfalls
würden sich prinzipbedingt die zuvor im Federkörper „gespeicherten“ Hysteresewerte
dem empfindlicheren zweiten Messkanal überlagern.
V
+
F
IR-TRANSMISSION 2
V
+
F
IR-TRANSMISSION 1
A
A
D
D
T
D
EEPROM
16 bit
(temperature values)
Mit dem Doppel-Telemetriesystem (FM/FM) ist es möglich mit einer Drehmomentmesswelle sowohl
hohe als auch niedrige Drehmomente mit einer hohen Genauigkeit zu messen.
12
F1is/F2is, F1i/F2i, FLFM1iS, FLFM1eS
2008 / Rev.2.63
Merkmale:

zwei Frequenzausgänge 60 kHz ± 20 kHz proportional zum Drehemoment

Frequenzausgang proportional zur Drehzahl

Analogausgang [V] proportional zum Drehmoment mit 1000 Messwerten pro Sekunde

Analogausgang [V] proportional zur Drehzahl

Shunt – Kalibrierung

automatischer Nullpunktabgleich ferngesteuert

Serielle Schnittstelle RS232.

CAN 2B Schnittstelle
F1is/F2is, F1i/F2i, FLFM1iS, FLFM1eS
2008 / Rev.2.63
13
4 Mechanische Installation
4.1
Bauteilliste
4.1.1
Bauteilliste F1iS/F2iS
Ein vollständiges Messsystem besteht aus:
•
Drehmomentmesswelle (Rotor)
•
Stator All-In-One (Auswertungseinheit)
•
Stecker 16 pol. Stecker/ 12 pol. Buchse
4.1.2
Bauteilliste F1i/F2i
Ein vollständiges Messsystem besteht aus:
•
Drehmomentmesswelle (Rotor)
•
Stator Ober- und Unterteil
•
Stecker 10 pol. Stecker/12 pol. Busche
4.1.3
Bauteilliste FLFM1iS
Ein vollständiges Messsystem besteht aus:
•
Drehmomentmesswelle (Rotor)
•
Stator All-In-One (Auswertungseinheit)
•
Stecker 16 pol. Stecker/ 12 pol. Buchse
4.1.4
14
Bauteilliste FLFM1eS
•
Drehmomentmesswelle (Rotor)
•
Stator FLFM1eS
•
TCU 2 (Torque Control Unit)
F1is/F2is, F1i/F2i, FLFM1iS, FLFM1eS
2008 / Rev.2.63
4.2
Installation F1iS/F2iS
Die folgende Zeichnung zeigt den korrekten Abstand zwischen Maschinenflansch und dem
Maschinengehäuse.
F1iS / F2iS
-
+
Maschinen Welle
Maschinen Gehäuse
Typ
F1iS
F2iS
Soll-Mass S [mm]
+1 ...
-2 … -5
ohne magnetischen Drehzahlaufnehmer
-1 …
-4 … –7
ohne magnetischen Drehzahlaufnehmer
F1iS
-1,5 …
F2iS
-3,5 ...
-2 … -2,5 mit magnetischem Drehzahlaufnehmer
-4 … –4,5 mit magnetischem Drehzahlaufnehmer
Höhe der Stator-Zentrierung
Typ
A [mm]
F1iS
weniger als 2
F2iS
weniger als 4
F1is/F2is, F1i/F2i, FLFM1iS, FLFM1eS
2008 / Rev.2.63
15
4.2.1
Montage des Stators
Wenn es möglich ist sollte der Stator der Drehmomentmesswelle so positioniert werden, dass das
Elektronikgehäuse auf 9 Uhr angebracht wird. So können auslaufende Flüssigkeiten nicht in das
Gehäuse eindringen. Als weitere Vorsichtsmaßnahme sind die elektronischen Komponenten mit
Schutz-Lack überzogen.
2.
1.
4.
3.
16
F1is/F2is, F1i/F2i, FLFM1iS, FLFM1eS
2008 / Rev.2.63
4.2.2
F1iSMontage mit Bodenplatte
Beispiel für ein vollständig zusammengesetztes System:
F1is/F2is, F1i/F2i, FLFM1iS, FLFM1eS
2008 / Rev.2.63
17
Adapterflansch
215
7,5
52,5
(60)
4xM6
18
100
Winkelblech zur Befestigung mit Bodenplatte
F1is/F2is, F1i/F2i, FLFM1iS, FLFM1eS
2008 / Rev.2.63
4x Schrauben DIN912 (Innensechskant) M6
F1is/F2is, F1i/F2i, FLFM1iS, FLFM1eS
2008 / Rev.2.63
19
Drehmomentmessflansch
8x Schrauben DIN912 (Innensechskant)
M12x40 (Die Schraubenlänge hängt von der Dicke des Adapterflansches des Kunden ab).
20
F1is/F2is, F1i/F2i, FLFM1iS, FLFM1eS
2008 / Rev.2.63
4.2.3
F2iS Montage mit Bodenplatte
Beispiel für ein vollständig zusammengesetztes System:
F1is/F2is, F1i/F2i, FLFM1iS, FLFM1eS
2008 / Rev.2.63
21
Adapterflansch
260
12
58
(70)
Winkelblech zur
Befestigung mit Bodenplatte
4xM8
22
F1is/F2is, F1i/F2i, FLFM1iS, FLFM1eS
2008 / Rev.2.63
100
4.2.4
Montage des optionalen magnetischen Drehzahlmesssystems
1.
2.
3.
4.
F1is/F2is, F1i/F2i, FLFM1iS, FLFM1eS
2008 / Rev.2.63
23
5.
6.
Luftspalt
24
F1is/F2is, F1i/F2i, FLFM1iS, FLFM1eS
2008 / Rev.2.63
4.2.5
Empfohlene Schrauben-Anzugsdrehmomente
F1iS
Nenndrehmoment
LKR
Qualität
Anzahl
Drehmoment
Nm
130 mm
bis zu 2.500
8x M12
12.9
8
135
bis zu 2.100
8x M12
10.9
8
115
bis zu 1.400
8x M12
8.8
8
77
12.9
16
380
Nm
F2iS
LKR
196 mm
bis zu 15.000
16x M16x1,5
Feingewinde
bis zu 10.000
16x M16
12.9
16
330
bis zu 9.000
16x M16
10.9
16
280
bis zu 6.000
16x M16
8.8
16
190
F1is/F2is, F1i/F2i, FLFM1iS, FLFM1eS
2008 / Rev.2.63
25
4.3
Installation F1i/F2i
Reihenfolge des Zusammenbaus der F1i- / F2i- Flansche:
1. Statorring
2. Drehmomentmesswelle
3. Statoroberteil
26
F1is/F2is, F1i/F2i, FLFM1iS, FLFM1eS
2008 / Rev.2.63
Die folgende Zeichnung zeigt den korrekten Abstand zwischen Maschinenflansch und dem
Maschinengehäuse.
F1i und F2i
+
-
Gehäuse E-
Flansch E-Maschine
Maschine
Typ
Sollmaß S [mm]
F1 / F1i
-1,5 ..
0 ..
0,2
F2 / F2i
-1,5 ..
0 ..
0,5
F1is/F2is, F1i/F2i, FLFM1iS, FLFM1eS
2008 / Rev.2.63
27
4.3.1
Montage des Stators
Es wird empfohlen den Stator der Messflansche F1i / F2i so zu verbauen, dass sich das
Elektronikgehäuse an der linke Seite befindet, damit eventuell eingedrungene Flüssigkeiten wieder
ablaufen können. Die gesamte Elektronik ist mit einer Vergussmasse ausgefüllt und kann nicht durch
Flüssigkeiten beschädigt werden.
4.3.2
Empfohlene Schrauben-Anzugsdrehmomente
F1i/F2i
Nenndrehmoment
Drehmoment
LKR
Qualität
Anzahl
bis zu 2.500
8x M12
12.9
8
135
bis zu 2.100
8x M12
10.9
8
115
bis zu 1.400
8x M12
8.8
8
77
12.9
16
380
Nm
Nm
F2i/F2i
bis zu 15.000
28
16x M16x1,5
Feingewinde
bis zu 10.000
16x M16
12.9
16
330
bis zu 9.000
16x M16
10.9
16
280
bis zu 6.000
16x M16
8.8
16
190
F1is/F2is, F1i/F2i, FLFM1iS, FLFM1eS
2008 / Rev.2.63
4.4
Installation FLFM1iS
Reihenfolge des Zusammenbaues FLFM1iS Drehmomentmesswelle:
1. Stator
2. Drehmomentmesswelle.
Die folgende Zeichnung zeigt den korrekten Abstand zwischen Maschinenflansch und dem
Maschinengehäuse.
FLFM1iS
+
-
Gehäuse E-Maschine
S
Flansch E-Maschine
Typ
Soll-Mass S [mm]
FLFM1iS
7,7 ...
F1is/F2is, F1i/F2i, FLFM1iS, FLFM1eS
2008 / Rev.2.63
+8,0 … 8,5
29
4.4.1
Montage des Stators
Der Stator der Drehmomentmesswelle muss so positioniert werden, dass das Elektronikgehäuse auf 9
Uhr angebracht wird. So können auslaufende Flüssigkeiten nicht in das Gehäuse eindringen. Als
weitere Vorsichtsmaßnahme sind die elektronischen Komponenten mit Schutz-Lack überzogen.
1.
2.
3.
30
F1is/F2is, F1i/F2i, FLFM1iS, FLFM1eS
2008 / Rev.2.63
4.4.2
Montage der Messwelle
4.4.3
Montage des optionalen Drehzahlmesssystems
F1is/F2is, F1i/F2i, FLFM1iS, FLFM1eS
2008 / Rev.2.63
31
4.4.4
Montage des Stators mit Bodenplatte
Bei Benutzung der optischen Drehzahlerfassung wird empfohlen den Stator nicht am Fußpunkt der
Bodenplatte zu montieren. Die Ausrichtung zwischen Rotor und Stator muss sehr genau sein,
andernfalls ist es möglich, dass die Drehzahlscheibe mechanisch zerstört wird.
Beispiel für ein vollständig zusammengesetztes System:
32
F1is/F2is, F1i/F2i, FLFM1iS, FLFM1eS
2008 / Rev.2.63
Adapterflansch
189
±0,05
0,5
59,5
(60)
4xM8
100
Winkelblech zur Befestigung mit Bodenplatte
F1is/F2is, F1i/F2i, FLFM1iS, FLFM1eS
2008 / Rev.2.63
33
4x Schrauben DIN912 (Innensechskant) M8
34
F1is/F2is, F1i/F2i, FLFM1iS, FLFM1eS
2008 / Rev.2.63
4.4.5
Montage der Messwelle
Drehmomentmessflansch
8x Schrauben DIN912 (Innensechskant)
M10x30 (Die Schraubenlänge hängt von der Dicke des Adapterflansches des Kunden ab.)
F1is/F2is, F1i/F2i, FLFM1iS, FLFM1eS
2008 / Rev.2.63
35
4.4.6
Empfohlene Schrauben-Anzugsdrehmomente
FLFM1iS
Nenndrehmoment
LKR
Nm
75 mm
bis zu 500
Anzahl
8x M10
8.8
8
50
bis zu 800
8x M10
10.9
8
70
bis zu 1.000
8x M10
12.9
8
80
4.4.7
36
Drehmoment
Qualität
Montage des optionalen Drehzahlmesssystems
F1is/F2is, F1i/F2i, FLFM1iS, FLFM1eS
2008 / Rev.2.63
Nm
4.5
Installation FLFM1eS
Reihenfolge des Zusammenbaues FLFM1iS Drehmomentmesswelle:
1. Stator
2. Drehmomentmesswelle
3. Elektronik
Die folgende Zeichnung zeigt den korrekten Abstand zwischen Maschinenflansch und dem
Maschinengehäuse.
FLFM1eS
+
-
Gehäuse E-Maschine
S
Flansch E-Maschine
Typ
Soll-Mass S [mm]
FLFM1eS
7,7 ...
F1is/F2is, F1i/F2i, FLFM1iS, FLFM1eS
2008 / Rev.2.63
8,0 … 8,5
37
4.5.1
Montage des Stators
Der Stator der Drehmomentmesswelle muss so positioniert werden, dass das Elektronikgehäuse auf 9
Uhr angebracht wird. So können auslaufende Flüssigkeiten nicht in das Gehäuse eindringen. Als
weitere Vorsichtsmaßnahme sind die elektronischen Komponenten mit Schutz-Lack überzogen.
1.
4.5.2
2.
Montage der Messwelle
3.
38
F1is/F2is, F1i/F2i, FLFM1iS, FLFM1eS
2008 / Rev.2.63
Drehmomentmessflansch
8x Schrauben DIN912 (Innensechskant)
M10x40 (Die Schraubenlänge hängt von der Dicke des Adapterflansches des Kunden ab.
F1is/F2is, F1i/F2i, FLFM1iS, FLFM1eS
2008 / Rev.2.63
39
4.5.3
Montage des optionalen Drehzahlmesssysems
4.5.4
Empfohlene Schrauben-Anzugsdrehmomente
FLFM1eS
Nenndrehmoment
LKR
Nm
75 mm
bis zu 500
40
Drehmoment
Qualität
Anzahl
8x M10
8.8
8
50
bis zu 800
8x M10
10.9
8
70
bis zu 1.000
8x M10
12.9
8
80
F1is/F2is, F1i/F2i, FLFM1iS, FLFM1eS
2008 / Rev.2.63
Nm
4.5.5
Elektronik
4.5.6
Erdung der Komponenten
Bitte sorgen Sie dafür, dass das Gehäuse der TCU2 mit dem Statorring auf gleichem Potential liegen.
Da die Maschinenteile oft lackiert sind, empfiehlt es sich eine zusätzliche elektrische Verbindung
zwischen diesen beiden Komponenten herzustellen
.
F1is/F2is, F1i/F2i, FLFM1iS, FLFM1eS
2008 / Rev.2.63
41
5 Elektrische Installation
Welche Teile zum Lieferumfang gehören hängt von der Bestellung der Kunden ab. Wenn Sie ein
vollständiges Messsystem erworben haben sind alle elektrischen und softwarebedingten Parameter
bereits vorkonfiguriert.
5.1
Anschluss an das Netz
Das von Ihnen erstandene GIF-Messgeräte F1iS/F2iS, F1i/F2i, FLFM1iS,
FLFM1eS müssen mit 24-30V / 1A Gleichspannung betrieben werden. Die
Eingangsstromversorgung ist vom Sensorsystem abhängig. Der Verbrauch liegt
zwischen 4 und 10 Watt. Die Gesamt-Stromversorgung muss mit einer 1ATSicherung gegen Überlastung versehen sein.
5.2
Erdung
Das Drehmomentmesswellengehäuse muss auf jeden Fall mit der Prüfstandsmasse verbunden
werden. Die interne Masse ist getrennt von der Erde.
Die Abschirmung der Zuleitung muss auf beiden Seiten aufgelegt und geerdet sein.
5.3
Verbindung der Auswertungseinheit/Messwelle mit einem Datenverarbeitungssystem
Um die EMV – Normen EN61000-6-4 / VDE 0839 Teil 6 bis 4 einzuhalten, wird folgende
Vorgehensweise beim Anschluss und beim Verlegen des Zentralkabels empfohlen:
Bitte verwenden Sie abgeschirmtes Kabel mit 4x 2x 0.14mm² (paarweise verdrillt) + 4x 0,5mm² für die
Verbindung zu X750 und abgeschirmtes Kabel mit 8x 2x 0.25mm² Draht (paarweise verdrillt) für die
Verbindung zu X 751/752.
Die Abschirmung der Kabel muss an beiden Enden mit aufgelegt werden.
42
F1is/F2is, F1i/F2i, FLFM1iS, FLFM1eS
2008 / Rev.2.63
Das folgende Grundschema wird empfohlen:
Netzteil 24V
Empfänger
Stator
RS422
Abschirmung
Zentraler Erdpunkt
Messschrank,
Abschirmung
auflegen
Prüfstand
Erdverbindung
Der Schirm muss auch auf der Messwellenseite und im Messschrank aufgelegt werden.
5.4
Unfallverhütung
Der Gebrauch dieses Gerätes setzt das Einhalten der allgemein zu Grunde liegenden
Unfallverhütungsvorschriften voraus.
F1is/F2is, F1i/F2i, FLFM1iS, FLFM1eS
2008 / Rev.2.63
43
6 Erstinstallation
6.1
Erstinstallation F1iS/F2iS
ACHTUNG!!!
Wenn Sie ein vollständiges Drehmomentmesssystem bestehend aus Messwelle und
zugehörigem Stator gekauft haben, sind die folgenden Abschnitte für Sie nicht wichtig.
Anderenfalls sind die im Folgenden beschriebenen Einstellungen absolut notwendig zur
sachgerechten Inbetriebnahme!
Mit jedem Messflansch wird ein Kalibriationsprotokoll geliefert.
Die Daten des Kalibrationsprotokolls (eine Beispielabbildung finden Sie auf der nächsten Seite)
müssen mit Hilfe eines Terminalprogramms oder der von der GIF bereitgestellten Software
„TCUConfig“ im Stator abgespeichert werden.
6.1.1
Austauschen der Messwelle
Alle Messwellen bieten den besonderen Komfort mit jedem Stator der gleichen Baureihe kombinierbar
zu sein. Um Stator und Messwelle aufeinander anzupassen ist ausschließlich die Eingabe der
Parameter aus dem mitgelieferten Kalibrationsprotokoll notwendig.
44
F1is/F2is, F1i/F2i, FLFM1iS, FLFM1eS
2008 / Rev.2.63
TORQUE TRANSDUCER TEST REPORT
P/N : 4831
Serial number S/N :
F1iS - 1721
Range1
Rated Torque
500
Nm
Calibrated Torque
500
Nm
Sensitivity clockwise
38.9442
Hz/Nm
Sensitivity anticlockwise
38.9365
Hz/Nm
Calibration Jump
255.75
Nm
related to calibrated torque
9960
Accuracy (Nonlinearity and hysteresis):
0.05%
Temperature Effect On Zero :
0.05% of rated torque / 10°C
Compensated Temperature Range :
10°C to 70°C
Hz
of rated torque
Gravitational Constant Alsdorf :
9,8107 m/s²
Ambient Temperature:
22,2 °C
REMARKS:
Maximum Speed:
25000 rpm
Speed Encoder:
M1024 ppr
Warming Up Time:
30 minutes
Date of calibration:
24.10.2006
Date of Delivery:
19.10.2006
Tested By:
F1is/F2is, F1i/F2i, FLFM1iS, FLFM1eS
2008 / Rev.2.63
45
6.2
Erstinstallation F1i/F2i
Mit jedem Messflansch wird ein Kalibrierprotokoll geliefert.
Die Daten des Kalibrierprotokolls müssen via RS232 Schnittstelle in dem Stator gespeichert werden.
Im Messflansch befindet sich die Elektronik zur Messung und Übertragung des Drehmomentes. Diese
Elektronik wird mit einer Referenzspannung von 10V gespeist. Damit diese Spannung stabil ist, muss
die Eingangsspannung ca. 15V betragen. Der Schalter für die Shunt-Kalibration ist ab einer
Eingangsspannung von 17V geschlossen. Im Normalbetrieb liegt die Frequenz des Infrarotsignals
zwischen 60 kHz ± 20 kHz.
46
F1is/F2is, F1i/F2i, FLFM1iS, FLFM1eS
2008 / Rev.2.63
Die Tabelle zeigt die Funktion des automatischen Abgleichs.
Sp. Amplitude
Frequenz/ Hz
Bedeutung
11,0
40000
11,2
45120
Amplitude zu niedrig
11,4
50350
Amplitude zu niedrig
12,0
54780
Amplitude zu niedrig
12,5
58340
Amplitude zu niedrig
12,7
60090
Amplitude richtig; normaler Arbeitsbereich
13,7
60090
Amplitude richtig; normaler Arbeitsbereich
14,7
60090
Amplitude richtig; normaler Arbeitsbereich
15,0
63100
Amplitude richtig; Kalibriersprung
16,0
63100
Amplitude richtig; Kalibriersprung
17,0
63100
Amplitude richtig; Kalibriersprung
18,0
63100
Amplitude richtig; Kalibriersprung
20,1
0
Amplitude zu niedrig; keine stabile Versorgungsspannung
für die rotierende Electronic
Amplitude zu hoch; Überspannungsschutz
Die richtige Einstellung der Speisespannung wäre in diesem Fall
(s) = 13,7 (PS. Voltage)
(7) = 17,0 (Calibration jump [V])
F1is/F2is, F1i/F2i, FLFM1iS, FLFM1eS
2008 / Rev.2.63
47
6.3
Terminal Einstellungen
6.3.1
HyperTerminal
Zur Verbindung dient ein 1:1 Kabel. Für Details zur Verschaltung beachten Sie bitte das Kapitel
„Elektrische Spezifikationen“.
Das Programm ist Bestandteil des Windows Betriebssystem und wird z.B. unter Windows XP wie folgt
aufgerufen:
START→PROGRAMME→ZUBEHÖR→KOMMUNIKATION (HyperTerminal)
Geben Sie einen Namen ein.
Wählen Sie den richtigen seriellen Anschluss.
48
F1is/F2is, F1i/F2i, FLFM1iS, FLFM1eS
2008 / Rev.2.63
Anschlusseinstellungen:
Danach Datei Eigenschaften auswählen
und als Emulation ANSI eingeben.
Nun ist das Terminalprogramm richtig
konfiguriert.
F1is/F2is, F1i/F2i, FLFM1iS, FLFM1eS
2008 / Rev.2.63
49
6.3.2
Terra Term-Einstellungen
Dieses Programm ist Freeware und befindet sich auf der mitgelieferten CD.
Font-Einstellungen:
Terminal-Einstellungen:
50
F1is/F2is, F1i/F2i, FLFM1iS, FLFM1eS
2008 / Rev.2.63
Einstellungen des
seriellen Anschlusses:
F1is/F2is, F1i/F2i, FLFM1iS, FLFM1eS
2008 / Rev.2.63
51
6.4
Eingabe der Kalibrationsparameter
Verbinden Sie die Messwelle vom Typ F1iS/F2iS, F1i/F2i, FLFM1iS oder FLFM1eS mit der seriellen
Schnittstelle (RS232 19200 Baud, 8bit, kein Parität, kein Protokoll).
Um die Verbindung zu aktivieren, drücken Sie die Taste „#“, danach „T“ um das Setup-Menü zu
öffnen.
Mit Hilfe des Terminalprogramms kann man die Daten des Kalibrationsprotokolls eingeben. Die zu
ändernden Parameter (1, 2, 3, b) lassen sich wie folgt übernehmen:
TORQUE TRANSDUCER TEST REPORT
P/N : 4831
Serial number S/N :
F1iS - 1721
Range1
52
Rated Torque
500
Nm
Calibrated Torque
500
Nm
Sensitivity clockwise
38.9442
Hz/Nm
Sensitivity anticlockwise
38.9365
Hz/Nm
Calibration Jump
255.75
Nm
Sensitivity clockwise
=
Sensitivity +
Sensitivity anticlockwise
=
Sensitivity -
related to calibrated torque
9960
F1is/F2is, F1i/F2i, FLFM1iS, FLFM1eS
2008 / Rev.2.63
Hz
Drücken Sie die “y”-Taste um die
Speisespannung automatisch einzustellen
Nach Abschluss dieses Vorganges muss unter „Frequenz Md1“ ca. 60000 Hz gemessen werden.
Bei jeder Neuinstallation (Anpassung Stator / Messwelle) empfehlen wir die induktive Speisespannung
einzustellen. Die entsprechende Amplitude wird dabei automatisch eingestellt durch Drücken der
Taste „y“.
F1is/F2is, F1i/F2i, FLFM1iS, FLFM1eS
2008 / Rev.2.63
53
7 Konfiguration
7.1
Die Software “TCUConfig”
Verbinden sie die Messwelle mit der seriellen Schnittstelle. Installieren Sie “TCUConfig” auf ihrem PC
und starten sie das Programm.
Das “TCUConfig”-Programm scannt alle seriellen Schnittstellen, wenn sie „Search“ drücken. Wählen
sie die Schnittstelle aus mit der die Messwelle verbunden ist. Es ist auch möglich offline mit dem
Setup-Programm zu arbeiten. So können Sie z.B. eine Parameterliste für den späteren Gebrauch
erstellen.
Wenn Sie Bluetooth benutzen oder andere Messgeräte an den seriellen Schnittstellen angeschlossen
haben, kann es passieren, dass die „Search Routine“ nicht arbeitet oder das Programm sich aufhängt.
In diesem Fall wählen Sie die benutzte serielle Schnittstelle manuell.
54
F1is/F2is, F1i/F2i, FLFM1iS, FLFM1eS
2008 / Rev.2.63
Nachdem
der
richtige
Anschluss
ausgewählt
wurde,
erscheint
eine
Übersicht
über
alle
vorgenommenen Einstellungen:
F1is/F2is, F1i/F2i, FLFM1iS, FLFM1eS
2008 / Rev.2.63
55
7.1.1
Einstellung der induktiven Stromversorgung
Der Stator stellt nach dem Einschalten die induktive Spannungsversorgung automatisch ein. Die
Frequenz des Momentensignals liegt dann ungefähr bei 60000 Hz. Unter dem Menüpunkt „Service
Setup inductive Power supply“ kann dieser Vorgang manuell ausgelöst werden
7.1.2
Drehmoment Nullabgleich
Mit rechts Klick auf den Drehmomentwert (oder „Menü Torquemeter, set torque output = 0) kann die
Frequenz angezeigt werden und das Drehmoment auf 0 Nm gestellt werden. Stellen Sie bitte
Drehmoment = 0 ein nur wenn Sie 100% sicher sind, dass die Messwelle drehmomentfrei ist.
56
F1is/F2is, F1i/F2i, FLFM1iS, FLFM1eS
2008 / Rev.2.63
7.1.3
Einstellen der Kalibrationsparameter
Die Parameter, die im Kalibrationsprotokoll enthalten sind, werden wie im obigen Schema gezeigt,
eingetragen. Diese Eingabedaten sind grundlegend für die Umrechnung der Signale in physikalische
Größen sowohl an den Analogausgängen, wie auch auf dem Display und an der CAN-Schnittstelle.
7.1.4
Analogausgangssetup
Die Messwellen F1iS/F2iS, F1i/F2i, FLFM1iS beinhalten bis zu drei (A / B / C) Analogausgänge.
Hierbei ist es möglich verschiedene Signale für den Analogausgang auszuwählen. Je nachdem,
welches Zubehör angeschlossen ist, zeigt das Menü unterschiedliche Wahlmöglichkeiten für den
zugehörigen analogen Ausgang.
Für Out1 / Out2 es ist es möglich zu wählen zwischen:
•
Drehmoment 1 Filter A
•
Drehmoment 1 Filter B
•
Drehzahl
F1is/F2is, F1i/F2i, FLFM1iS, FLFM1eS
2008 / Rev.2.63
57
Es besteht nicht die Möglichkeit ein und den selben Kanal an zwei Ausgängen ausgeben zu lassen.
Der Ausgabebereich kann ausgewählt werden zwischen:
•
-10V bis 10V
•
-5V bis 5V
•
0 bis 5V
•
0 bis 10V
Für Schaltungsdetails und Schaltkreisbeispiele beachten Sie bitte das Kapitel „Elektrische
Spezifikationen“.
7.1.5
Stromausgang Setup
Der Stromausgang kann hier ein oder ausgeschaltet werden. Außerdem kann zwischen 0-20mA und
4-20 mA gewählt werden. Wird der Stromausgang genutzt, dann steht der Analogausgang A nicht
mehr zur Verfügung.
7.1.6
Setup Filter
Die hier eingestellten Filter wirken auf die analogen Ausgänge und auf den CAN-Ausgang, nicht aber
auf den Frequenzausgang. Für das Drehmomentsignal stehen zwei Filter gleichzeitig zur Verfügung.
So kann ein Filter für das Automatisierungsprogramm und ein anderer für die Messwerterfassung
benutzt werden. Die Filter A und B des Momentensignals sind IIR-Filter. Die Drehzahlsignale werden
mit einem moving average Filter gefiltert.
58
F1is/F2is, F1i/F2i, FLFM1iS, FLFM1eS
2008 / Rev.2.63
7.1.7
Setup Alarm
An dieser Stelle ist die Einstellung der Alarmgrenzen für Drehzahl- und das Drehmomentsignal
möglich.
Zu
Schaltungsdetails
und
Schaltkreisbeispielen
beachten
Sie
bitte
Kapitel
„Elektrische
Spezifikationen“.
7.1.8
Setup CAN Interface
F1is/F2is, F1i/F2i, FLFM1iS, FLFM1eS
2008 / Rev.2.63
59
Bitte wählen Sie die Parameter aus, die zu ihrem Messsystem gehören.
Hier können Sie auswählen, welche Signale auf CAN-BUS ausgegeben werden sollen und mit
welcher Datenrate diese ausgegeben werden.
Der Wert der Ausgangsdaten hängt vom ausgewählten Format und dem gemessenen Wert ab. Wenn
der Datentyp „Long“ ausgewählt ist, werden die gemessenen Werte mit einem festgelegten Faktor
multipliziert um Dezimalstellen zu erhalten. Nachdem der Wert übermittelt wurde, muss er durch den
entsprechenden Faktor geteilt werden um das eigentliche Messergebnis zu erhalten.
Messgrösse als float
Messgrösse als long (x Faktor)
Einheit
Drehzahl, induktiv
Drehzahl, induktiv x 10
rpm
Drehzahl, magnetisch\optisch
Drehzahl, magnetisch\optisch x 10
rpm
Drehmoment
Drehmoment x 1000
Nm
Drehmoment Min/Max (int)
Drehmoment Min/Max (int) x 10
Nm
Drehzahl Min/Max (int)
Drehzahl Min/Max (int) x 10
rpm
Temperatur des Stators
Temperatur des Stators x 1000
°C
Status (long)
Status
Alarm (long)
Alarm
Diese Tabelle zeigt die möglichen Werte, die per CAN-Interface gesendet werden können. Jede CANBotschaft besteht aus einem Identifier und zwei verschieden gemessen Werten. Für jedes Paar
gemessener Werte kann ein separates Datenübertragungsintervall gewählt werden.
60
F1is/F2is, F1i/F2i, FLFM1iS, FLFM1eS
2008 / Rev.2.63
Wie im Beispiel zu sehen wird die folgende Botschaften gesendet:
Long
0
Integer
Byte
1
0
0
1
1
2
100 values / s
2
3
Drehzahl Max/Min
4
3
5
6
7
Drehmoment Max/Min
Identifikator ID 0x109
F1is/F2is, F1i/F2i, FLFM1iS, FLFM1eS
2008 / Rev.2.63
61
7.2
Terminal Programm
Steht das Programm “TCUConfig” nicht zur Verfügung, dann können alle Einstellungen auch über ein
Terminalprogramm vorgenommen werden.
7.2.1
Hauptmenü
Um die serielle Schnittstelle zu aktivieren, drücken Sie die Taste “#”.
Auf der linken Seite sind die Werte für Drehmoment und Drehzahl angegeben so wie die interne
Stator Temperatur und die Statussignale.
Taste
a
Nullkalibration. Setzt den Wert des Moments auf Null.
Achtung: Stellen Sie sicher, dass kein Moment wirkt, wenn sie den Wert einstellen!
b
Aktiviert das Testsignal. Der Rotor sendet den im Kalibrierprotokoll angegebene Testwert.
c
Resetet den Status (shunt calibration) (siehe das Kapitel 5.8.3).
F
Untermenü: Filtereinstellungen für Drehmoment und Drehzahl.
A
Untermenü: Alarmgrenzen für Drehmoment und Drehzahl.
O
Untermenü: Einstellung der Analog- und Digitalausgänge (analog/CAN).
T
Untermenü: Messwelleneinstellungen (Parameter/Messbereich).
S
Untermenü: Setup-Einstellungen und Kalibrationsprozeduren (analog/CAN).
Can error
62
Beschreibung
0– kein Fehler 1- <128 Fehler 2- >128 Fehler/s
3-Bus off
F1is/F2is, F1i/F2i, FLFM1iS, FLFM1eS
2008 / Rev.2.63
7.2.2
Filtereinstellungen
Im Stator können verschiedene digitale Filter aktiviert wurden.
•
Zwei unabhängige IIR Filter sind mit 6 verschiedenen Eckfrequenzen für den MomentenKanal wählbar.
•
Jeweils ein moving average Filter für F1i/F2i, F1iS/F2iS jeden installierten Drehzahlsensor.
(Der magnetische Drehzahlsensor ist auf Wunsch erhältlich).
Taste
1
2
3
4
Beschreibung
Eckfrequenz (-3dB) des Filters A für die Messung des Drehmoments.
Filtereinstellungen:
-0- off
-1- 250Hz
-2- 150Hz
-3- 100Hz
-4- 50Hz
-5- 10Hz
-6- 1Hz
Eckfrequenz (-3dB) des Filters B für die Messung des Drehmoments .
(Filtereinstellungen wie oben)
Moving average: Filtertiefe der induktiven Drehzahlmessung (Standard).
-0- off
Moving average: Filtertiefe der magnetischen Drehzahlmessung (Optisch).
F1is/F2is, F1i/F2i, FLFM1iS, FLFM1eS
2008 / Rev.2.63
63
7.2.3
Alarmeinstellungen
Um den Messaufnehmer nicht zu überlasten, können die Messwerte überwacht werden. Mit Hilfe
diese Ausgänge können Schäden an der Messwelle und am Prüfstand verhindert werden.
Alarmschwellen können für die Drehzahl und für das Drehmoment definiert werden. Die Alarmsignale
können über die Ausgänge des 16 pol. Steckers X752 und als CAN-Signal ausgegeben werden.
Zu Schaltungsdetails und Schaltkreisbeispielen beachten Sie bitte das Kapitel „Elektrische
Spezifikationen“.
Taste
Beschreibung
'1'
Alarmschwelle max. Drehmoment
'2'
Alarmschwelle min. Drehmoment
'3'
Alarmschwelle max. Drehmoment (induktiv und magnetisch)
'4'
Alarmschwelle min. Drehmoment (induktiv und magnetisch)
64
F1is/F2is, F1i/F2i, FLFM1iS, FLFM1eS
2008 / Rev.2.63
7.2.4
Ausgabeeinstellungen
Die gemessenen Werte für Drehzahl und Drehmoment können sowohl als Analogsignal als auch als
CAN-Wert ausgegeben werden. Jeder Ausgabekanal kann individuell eingestellt werden.
Insgesamt sind drei Analogausgänge verfügbar:
Kanal A und B sind einstellbar für Drehzahl und Drehmomentausgabe mit verschieden definierten
Ausgangsspannungsbereichen.
Ist der Stromausgang aktiv, dann kann am Analogausgang A keine Spannung mehr ausgegeben
werden.
Über Kanal C kann die interne Statortemperatur oder die Statusinformation ausgeben werden. Beträgt
die Ausgangsspannung 4.9V, dann liegt kein Fehler vor. Eine Spannung von 0.1V weißt auf einen
Fehler hin und die Messwelle sollte dann überprüft werden.
Falls die ausgegebene Spannung unter 0.1V fällt, wurde die Leitung unterbrochen.
Ausgangsspannung Kanal C
Beschreibung
<0.1V
Kabelbruch. Kontrollieren Sie die elektrischen Verbindungen.
0.1V
Fehler! Sehen Sie sich den ausgegebenen Fehlercode an, um den
Fehler näher bestimmen zu können.
4.9V
Kein Fehler.
Um die Werte als CAN Botschaft auszugeben genügt es den Identifier und die Abstatsrate
einzustellen. Als minimales Zeitintervall kann 1ms gewählt werden. Die Anzahl der insgesamt
übermittelten Daten pro Sekunde ist durch die CAN-Bus-Geschwindigkeit begrenzt, daher wird die
laufend übermittelte Datenrate berechnet und angezeigt als „aktuelle Messrate“. Die voreingestellte
maximale Datenrate kann weder überschritten noch geändert werden. Um die CAN-Bus-Einstellungen
zu verändern beachten Sie bitte das Kapitel „CAN-Einstellungen“.
Sollte der montierte Drehzahlaufnehmer nicht in der Auswahl erscheinen dann muss diese mit der
Software „TCUConfig“ aktiviert werden, Menü „Service“ „Setup Speed Sensor“ oder in Terminal
„output settings“ „x“.
Zu Schaltungsdetails und Schaltkreisbeispielen beachten Sie bitte das Kapitel „Elektrische
Spezifikationen“.
F1is/F2is, F1i/F2i, FLFM1iS, FLFM1eS
2008 / Rev.2.63
65
Taste
Beschreibung
Signalaswahl für den analogen Ausgang A / B
-0- Md1 Filter A
'a', 'b'
-1- Md1 Filter B
-2- N mag Filter (optional)
-3- N ind Filter
'1'..'7'
CAN- Identifier
'f'..'l'
CAN-Abtastrate
'x'
Installierter Drehzahlsensor
Maximal einstellbare “Messrate”
Aktuelle
Messrate
66
1Mbps
6500msg/s
500kbps
3700msg/s
250kbps
1850msg/s
125kbps
1000msg/s
100kbps
800msg/s
10kbps
76msg/s
F1is/F2is, F1i/F2i, FLFM1iS, FLFM1eS
2008 / Rev.2.63
7.2.5
Um
Messwelleneinstellungen
die
Messwelle
und
die
Auswertungseinheit
aufeinander
anzupassen,
müssen
die
Kalibrationsdaten, die im mitgelieferten Kalibrationsprotokoll enthalten sind, in das Menü
„Torquemeter settings“ eingegeben werden. Die als „Zero Output“ festgelegte Frequenz wird
automatisch bei der Null-Kalibration [ (a) Set Zero) ] gespeichert.
F1is/F2is, F1i/F2i, FLFM1iS, FLFM1eS
2008 / Rev.2.63
67
Taste
'b'
'1'
'2'
'3'
'x'
'z'
'm'
'7'
Beschreibung
Seriennummer: die Seriennummer der angeschlossenen Messwelle wird angezeigt
Sensitivity + Karakteristischer Wert: Drehmomentmesswelle, Drehmoment im
Uhrzeigersinn (pos)
Sensitivity - karakteristischer Wert: Drehmomentmesswelle, Drehmoment gegen den
Uhrzeigersinn (neg)
Nennmoment (höchste Anzeigewert des Analogsignals )
Anzahl der Impulse pro Umdrehung des induktiven Drehzahlsensors (festgelegt durch das
mechanische Design der Messwelle)
Impulse pro Umdrehung (magn./opt. Drehzahlerfassung)
Maximale Drehzahl
höchster Anzeigewert des Analogsignals
Zero Output (Nullfrequenz)
Dieser Wert wird automatisch bestimmt, sobald ein Nullabgleich durchgeführt wird
Kalibrationssprung [V]
'9'
Notwendige induktive Speisespannungsamplitude um das Testsignal auszulösen
Dieser Parameter wird automatisch errechnet und sollte nicht vom Anwender geändert
werden!
Kalibrationssprung [Hz]
'0'
Die Testsignalfrequenz in Hz umgerechnet
Dieser Parameter wird automatisch errechnet und sollte nicht vom Anwender geändert
werden!
'p'
's'
PS. on/off
Schaltet die induktive Stromversorgung an/aus.
PS. Spannung
Spannungsamplitude der induktiven Stromversorgung
PS. Auto-Spannung
Setzt die Werte der induktiven Stromversorgung automatisch.
Die folgenden Parameter werden angepasst:
'y'
(s) PS. Spannung
(7) Zero Output
(9) Kalibrationssprung [V]
(0) Kalibrationssprung [Hz]
'a'
68
Nullabgleich. Ordnet dem aktuellen Messwert den Wert 0 für das Moment zu; Achtung:
Stellen Sie sicher, dass während dieser Aktion keine Momente wirken!
'r'
Liest die in der Rotorelektronik gespeicherten Parameter aus.
'S'
Führt einen Selbsttest des Messsystems durch
F1is/F2is, F1i/F2i, FLFM1iS, FLFM1eS
2008 / Rev.2.63
7.2.6
Parameter auslesen
Die Kalibrationsparameter können sowohl dem Kalibrationsprotokoll entnommen als auch direkt von
der Messwelle abgelesen werden. Nach der Datenübertragung wird der Benutzer gefragt ob die
ausgelesenen Werte in den Stator übernommen werden sollen.
Nach betätigen der “y”-Taste werden die Parameter von der Messwelle in der Auswertungseinheit
(Stator) abgespeichert.
F1is/F2is, F1i/F2i, FLFM1iS, FLFM1eS
2008 / Rev.2.63
69
7.2.7
Selbsttest
Der Selbsttest ist eine Testprozedur, die die meisten Funktionen des Messsystems überprüft. Die
folgenden Einstellungen werden dabei überprüft:
•
Speisespannungseinstellung
•
Überprüfung der gespeicherten Seriennummer mit der Messwellenseriennummer. Sind die
Seriennummern unterschiedlich, werden die Kennwerte für die angeschlossene Messwelle
automatisch übernommen.
•
Überprüfung, ob der eingestellt Arbeitspunkt für die Speisespannung stabil ist.
Falls ein Fehler auftritt, wird dieser als Fehlercode angegeben.
70
F1is/F2is, F1i/F2i, FLFM1iS, FLFM1eS
2008 / Rev.2.63
7.2.8
Analogeinstellungen
Um die Analogausgänge auf die vorhandene Messwerterfassung anzupassen ist es möglich, die
Offset-Spannung und den Ausgabe-Spannungsbereich einzustellen. Der Ausgabebereich des
Stromausgang ist wählbar zwischen 0 bis 20 mA und 4 bis 20 mA.
Bemerkung:
Die
Analogausgänge
werden
während
des
Produktionsprozesses
der
Auswertungseinheit kalibriert. Es wird nicht empfohlen die Analogausgänge von nicht
unterwiesenen Personen kalibrieren zu lassen.
Für Schaltungsdetails und Schaltkreisbeispiele beachten Sie bitte das Kapitel „Elektrische
Spezifikationen“.
'A'..'C'
'1'..'3',
Kalibration des Analogausgangs. Die Kalibrationsparameter wurden von der GIF festgelegt und
gespeichert. Eine weitere Kalibration ist nicht erforderlich!
Es ist an dieser Stelle möglich, eine Offset-Spannung für jeden Analogausgang vorzugeben.
'5', '6'
'9'
'0'
'I'
‘4’ (für
F1i/F2i)
Achtung: Wenn der Stromausgang aktiv ist, wird die Ausgangsspannung in Kanal A nicht
korrekt ausgegeben!
Wählt den Ausgabebereich des Stromausgangs.
Kalibration des Stromausgangs. Die Kalibrationsparameter wurden von der GIF festgelegt und in
der Einheit abgespeichert. Eine weitere Kalibration ist nicht erforderlich!
Der Control Eingang dient zum Umschalten der Messbereiche bei einem Doppeltelemetriesystem
F1is/F2is, F1i/F2i, FLFM1iS, FLFM1eS
2008 / Rev.2.63
71
7.2.9
CAN Einstellungen
Die CAN-Bus Einstellung gibt dem Benutzer die Möglichkeit das Messwellen-CAN Interface an die
eigenen Bedürfnisse anzupassen. Hier kann die Baudrate, die Identifier Länge sowie das
Zahlenformat eingestellt werden.
Zu Schaltungsdetails und Schaltkreisbeispielen beachten Sie bitte das Kapitel „Elektrische
Spezifikationen“.
72
F1is/F2is, F1i/F2i, FLFM1iS, FLFM1eS
2008 / Rev.2.63
Taste
'1'
Beschreibung
Falls aktiviert, werden alle zuvor bestimmten Werte übertragen
Baudrate auf dem CAN-Bus:
-1000-
1Mbps
-500- 500kbps
'2'
-250- 250kbps
-125- 125kbps
-100- 100kbps
-10-
10kbps
Länge des Botschaft-Identifiers
'3'
-11- 11 bit
-29- 29 bit
Datenformat der Messwerte
'4'
-long-
32bit signed integer
-float-
32bit IEEE754 floating point value
Byte Anordnung in einer CAN message
'5'
-Intel-
Die Übertragung beginnt mit LSB (‚least significant byte’)
-Motorola- Die Übertragung beginnt mit dem MSB. (‚most significant byte’)
'6'
CAN-Identifier zum Empfang von Botschaften
F1is/F2is, F1i/F2i, FLFM1iS, FLFM1eS
2008 / Rev.2.63
73
Folgende Werte können zum Steuern der Auswerteeinheit benutzt werden:
Die Werte müssen in dem eingestellten Datenformat gesendet werden und die Botschafts- ID muss
die eingestellte Länge (11 oder 29 Bit) besitzen.
Identifikator: 11Bit / 29Bit
Long
0
Integer
Byte
1
0
0
1
1
2
2
3
4
3
5
6
0
2000
0
2001
7
CAN-Botschaft Übertragung
starten
CAN-Botschaft Übertragung
stoppen
Nullkalibrierung
0
Achtung: Stellen Sie sicher,
1201
dass während dieser Aktion
keine Momente wirken!
0
1202
Test Signal aktivieren
0
1203
Test Signal deativieren
0
1211
Reset Status
0
1212
Status lesen
Seriennummer der
0
1213
Drehmomentmessewelle
auslesen.
0
1214
Selbsttest ausführen
Antwort von der Drehmomentmesswelle (rx-identifier + 1)
Long
0
Integer
Byte
1
0
0
1
1
2
2
3
4
Letzter Befehl
5
6
X
Seriennummer auslesen:
Antwort von der Drehmomentmesswelle (rx-identifier + 1)
Long
0
Integer
Byte
1
0
0
1
1
2
3
Letzter Befehl
74
2
4
3
5
6
7
Seriennummer
F1is/F2is, F1i/F2i, FLFM1iS, FLFM1eS
2008 / Rev.2.63
Status auslesen:
Antwort von der Drehmomentmesswelle (rx-identifier + 1)
Long
0
Integer
0
Byte
0
1
1
1
2
2
3
3
4
5
Letzter Befehl
6
7
Status
8
7
6
5
0
Alarm Md max
Testsignal
21
1
20
19
18
17
16
Alarm Md max
9
22
Nullpunkt reset
10
23
2
Alarm Md min
11
24
3
Alarm Md min
25
Overflow
26
4
Alarm N max
27
5
Alarm N max
28
Fehler 0
29
6
Alarm N min
30
7
Alarm N min
31
8
Fehler 1
9
Alarm IR
ST Bit 1
10
Alarm IR
ST Bit 2
11
Auswahl 0
ST Bit 3
12
Auswahl 1
ST Bit 4
13
Selbsttest aktiv
ST Bit 5
14
ST Bit 0
ST Bit 6
15
Simulation
ST Bit 7
Status 32 Bit (Format Long)
4
3
2
1
0
Alarm 32 Bit (Format Long)
15
14
13
12
(Oberhalb von 16 Bits nicht belegt)
F1is/F2is, F1i/F2i, FLFM1iS, FLFM1eS
2008 / Rev.2.63
75
Min/Max (format int)
min. Drehzahl
31
max. Drehzahl
16
15
min. Drehmoment
63
0
max. Drehmoment
48
47
Beim Nullabgleich wird das Statusbit ‚Nullabgleich’ am Ende des Nullabgleichs gesetzt. Anhand des
Fehlercodes kann dekodiert werden, ob der Nullabgleich ordnungsgemäß durchgeführt wurde.
Das Statusbit „Nullabgleich“ muss separat durch den Befehl „Status Reset“ zurückgesetzt werden.
Fehler 0/1:
Fehler 1
Fehler 0
0
1
Nullabgleich ist nicht möglich
1
0
Kein Kalibriersprung
Auswahl 0/1:
Auswahl 1
Auswahl 0
0
0
Md1 / N1
0
1
Md2 / N1
1
0
Md1 / Md2
76
F1is/F2is, F1i/F2i, FLFM1iS, FLFM1eS
2008 / Rev.2.63
32
ST bits:
ST
ST
ST
ST
ST
ST
ST
ST
Bit7
Bit6
Bit5
Bit4
Bit3
Bit2
Bit1
Bit0
1
1
1
1
SP + 0,5V
Md1 nicht stabil
SP + 0,5V
Md1 nicht stabil
SP CAL
Kein Kalibriersprung
Selbsttest ist nicht aktiviert
neue Einstellwerte für
1
Speisespannung gefunden
Seriennummer gleich
1
sensitivity nicht gleich
Kennwert kann nicht gelesen
1
werden
neue Messwelle eingebaut.
1
Kennwerte wurden übernommen
F1is/F2is, F1i/F2i, FLFM1iS, FLFM1eS
2008 / Rev.2.63
77
8 Nutzung des Control-Signals / Status
Das Control Eingangssignal kann benutzt werden um den Selbsttest, den Nullabgleich oder das
Testsignal auszuführen. Wenn Analogausgang C auf Status eingestellt ist gibt er den Status über den
Stator aus. Bei einer Ausgangsspannung von 4,9V arbeitet die Drehmomentmesswelle fehlerlos
während bei einer Spannung von 0,1V ein Fehler vorliegt und die Drehmomentmesswelle geprüft
werden muss.
Wenn die Ausgangsspannung unter 0,1V fällt liegt ein Leitungsbruch vor.
Zu Schaltungsdetails und Schaltkreisbeispielen beachten Sie bitte das Kapitel „Elektrische
Spezifikationen“.
8.1
Selbsttest
Test Drehmomentmesswelle
Control = 24V
für 3 Sekunden setzen
Analogausgang C = 0.1V


Analogausgang C
= 4.9V
78
ja
Die induktive Spannungsversorgung wird getestet
Die Drehmomentmesswelle wird getestet (shunt calibration)
Alle Tests
O.K.
F1is/F2is, F1i/F2i, FLFM1iS, FLFM1eS
2008 / Rev.2.63
nein
Analogausgang C
= 0.1V
8.2
Nullabgleich
Control = 24V für 5 Sekunden setzen. Mit der fallenden Flanke des Eingangssignals wird der
Nullpunkt kalibriert.
8.3
Test Signal
Control = 24V größer 7 Sekunden. Nach 7 Sekunden wird das Testsignal eingeschaltet. Es bleibt so
lange eingeschaltet bis Control = 0V gesetzt wird.
F1is/F2is, F1i/F2i, FLFM1iS, FLFM1eS
2008 / Rev.2.63
79
9 LED Status
9.1
Grüne LED
Im normalen Betriebsmodus blinkt die grüne LED mit einer Frequenz von 1Hz. Während der
Einschaltphase, wenn die Speisespannung automatisch justiert wird (Auto Setup = ON), blinkt die LED
schneller.
9.2
Rote LED
Wenn kein Fehler vorliegt ist die rote LED aus.
Wenn ein Fehler bei der Speisspannungseinstellung aufgetreten ist, dann leuchtet die rote LED
dauernd.
Wenn der Rotor keine Signale sendet oder die automatische Suche für die Stromversorgung die
Amplitude einstellt, oder Daten Transfer zwischen Stator und Rotor statt findet, blinkt die rote LED.
80
F1is/F2is, F1i/F2i, FLFM1iS, FLFM1eS
2008 / Rev.2.63
10 Digitale Alarmstellen
10.1
Alarm Md/N
Wenn der Alarmschwellwert während einer Überlast oder Überdrehzahl erreicht wurde, dann wird
"Alarm Md" oder "Alarm N" gesetzt. Die Digitalausgänge sind vom Typ “open Kollektor”, so dass das
gemessene Signal invertiert ist. Die max. Kollektor-Emitter-Spannung ist max. 36V (50mA).
Zu Schaltungsdetails und Schaltkreisbeispielen beachten Sie bitte das Kapitel „Elektrische
Spezifikationen“.
10.2
Alarm IR
Falls die Datenübertragung zwischen Rotor und Stator nicht fehlerfrei garantiert werden kann, wird der
„Alarm IR” ausgegeben. Dazu wird die Intensität des Infrarotsignals überwacht. Diese Alarmstelle ist
werksseitig kalibriert und kann nicht verändert werden.
Zu Schaltungsdetails und Schaltkreisbeispielen beachten Sie bitte das Kapitel „Elektrische
Spezifikationen“.
10.3
Reset Alarm
Sobald eine Alarmgrenze überschritten wurde, wird der zugehörige Alarmausgang gesetzt. Mit dem
Eingang “Reset Alarm” ist es möglich, die angegebenen Alarmstellen zurückzusetzen. Die Status-Bits
werden mit dieser Aktion ebenfalls gelöscht. Die Funktion wird ausgelöst, wenn die Eingangspannung
> 4V ist. Die maximale Eingangsspannung beträgt 30V.
Zu Schaltungsdetails und Schaltkreisbeispielen beachten Sie bitte das Kapitel „Elektrische
Spezifikationen“.
F1is/F2is, F1i/F2i, FLFM1iS, FLFM1eS
2008 / Rev.2.63
81
11 Steckerbelegung
11.1
Steckerbelegung F1iS/F2iS, FLFM1iS, FLFM1eS
X750
1 N induktiv -
12 pol. Buchse
2 N induktiv +
Conivers
3 N2+ (magn./opt., optional)
kombiniert
4 N2- (magn./opt., optional)
Netzanschluss
5 N1+ (magnetisch/optisch, optional)
Messsignale
6 N1- (magn./opt., optional)
RS422
7 Mdf1-
Md – Drehmoment
8 Mdf1+
N - Drehzahl
9 Control
10 VCC 24V
11 GND (24V)
12 GND (24V)
X 751/ X752
1 TXD RS232
16 pol.Stecker
2 RXD RS232
Conivers UC Sockel
3 Ground
kombiniert
4 Ground
Analog/Digital
5 CANH
Messsignale
6 CANL
7 MD I out
8 Analogausgang B
Md – Drehmoment
9 Analogausgang C
N - Drehzahl
10 Analogausgang A
11 Alarm Md
12 Ground
13 Alarm N
14 Alarm IR
15 Alarm reset
16 24V (out) / DT2 (in)
82
F1is/F2is, F1i/F2i, FLFM1iS, FLFM1eS
2008 / Rev.2.63
Steckerbelegung F1iS / F2iS, FLFM1iS, FLFM1eS
12 pol., Conivers Verbindungsbuchse
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
RS422
RS422
RS422
RS422
RS422
RS422
RS422
RS422
U in
LI-2YC11Y 250V
si/gr
4x0.5+4x2x0.14
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
RS232
RS232
16
LIYCY 250V 8x2x0.25
nur DT2 Messwellen
verdrilltes
Paar
N induktivN induktiv+
N2+
N2N1+
N1Mdf1Mdf1+
Control
24V 2A
GND
GND
0.14mm²
verdrilltes
Paar
0.14mm²
verdrilltes
Paar
0.14mm²
verdrilltes
Paar
0.14mm²
0.5mm²
0.5mm²
0.5mm²
0.5mm²
Weiss
Braun
Grau
Rosa
Blau
Rot
Gelb
Grün
Weiss
Grün
Gelb
Braun
16 pol. Conivers,
Steckerbelegung
TXD
RXD
GND
GND
CANH
CANL
MD I out
Analogout B
Analogout C
Analogout A
Alarm Md
GND
Alarm N
Alarm IR
Reset Alarm
24V out /
DT2 in
D
verdrilltes
Paar
0.25mm²
verdrilltes
Paar
0.25mm²
verdrilltes
Paar
0.25mm²
verdrilltes
Paar
0.25mm²
verdrilltes
Paar
0.25mm²
verdrilltes
Paar
0.25mm²
verdrilltes
Paar
0.25mm²
verdrilltes
Paar
0.25mm²
Weiss
Braun
Grün
Gelb
Grau
Rosa
Blau
Rot
Schwarz
Violett
Grau / Rosa
Rot /Blau
Weiss /Grün
Braun /Grün
Weiss/Grün
Gelb/Braun
F1is/F2is, F1i/F2i, FLFM1iS, FLFM1eS
2008 / Rev.2.63
83
11.2
Steckerbelegung F1i/F2i
X740
A Mdf2-
X740
A Mdf2-
12 polig Mil Stecker
B Mdf2+
12 polig Mil
B Mdf2+
kombiniert
C N1+
kombiniert
C N1+
Spannungsversorgung
D N1-
Spannungsversorgung
D N1-
Messsignale
E N2+
Signal
E N2+
(Zentralkabel)
F N2-
(Zentralkabel)
F N2-
G Mdf1-
G Mdf1-
H Mdf1+
H Mdf1+
J Control
J Control
K VCC 24V
K VCC 24V
L GND (24V)
L GND (24V)
M GND (24V)
M GND (24V)
X 741
A Analogausgang C
X 741
A Analogausgang C
10-polig Buchse
B TXD RS232
10-polig kombiniert
B TXD RS232
kombiniert
C RXD RS232
Anlogue /Digital
C RXD RS232
Analog / Digital
D Ground
Messsignale
D Ground
Messsignale
E CANH
E CANH
F CANL
F CANL
G MD I out
G MD I out
H Analogausgang B
H Analogausgang B
I Analogausgang A
I Analogausgang A
K Ground
K Ground
84
F1is/F2is, F1i/F2i, FLFM1iS, FLFM1eS
2008 / Rev.2.63
Steckerbelegung F1i/F2i
12 pol. Mil Eibaustecker
Anschlusskabel (Kabelbusche)
A
RS422
Mdf2-
B
RS422
Mdf2+
C
RS422
N1+
D
RS422
N1-
E
RS422
N2+
F
RS422
N2-
G
RS422
Mdf1-
H
RS422
Mdf1+
J
weiss
braun
grau
rosa
blau
rot
gelb
grün
Control
weiss 0,5
24V 2A
grün 0,5
L
GND
gelb 0,5
M
GND
braun 0,5
K
U in
10 polige Mil Einbaubusche
A
Anschlusskabel (Kabelstecker)
Analogout C
weiss 0,5
B
RS232
TXD
C
RS232
RXD
blau
rot
D
GND
braun 0,5
E
CANH
gelb
F
CANL
grün
G
MD I out
H
Analogout B
rosa
I
Analogout A
weiss
K
GND
grau
gelb 0,5
braun
Aderfarben gültig für Kerpenkabel LI-2YC11Y 250V si/gr 4x0,5+4x2x0,14
gleichfarbig unterlegte sind verdrillte Aderpaare 0,14
F1is/F2is, F1i/F2i, FLFM1iS, FLFM1eS
2008 / Rev.2.63
85
11.3
Elektrische Spezifikationen
11.3.1
RS422 Ausgang
11.3.2
Alarm Ausgang
86
F1is/F2is, F1i/F2i, FLFM1iS, FLFM1eS
2008 / Rev.2.63
11.3.3
Reset Alarm Eingang
11.3.4
Control Eingang
11.3.5
Analogausgang A/B
11.3.6
Analogausgang C
F1is/F2is, F1i/F2i, FLFM1iS, FLFM1eS
2008 / Rev.2.63
87
11.3.7
Stromausgang
11.3.8
RS232
11.3.9
CAN
88
F1is/F2is, F1i/F2i, FLFM1iS, FLFM1eS
2008 / Rev.2.63
12 Allgemeine Hinweise
12.1
Überspannungsschutz
Um eine Zerstörung des rotierenden Sendermoduls zu vermeiden, schaltet die Elektronik auf der
Sendeseite bei Überspannung ab. Der Analogausgang des Drehmomentmesssignals zeigt dann
undefinierte Werte an. Sollte dieser Fall eintreten, muss die Amplitude der Speisespannung verringert
werden. Manchmal kann es vorkommen, dass das Gerät danach noch einmal kurz aus- und wieder
eingeschaltet werden muss, um den Überspannungsschutz zu deaktivieren.
12.2
Messflansch ohne Kalibriersprung
In manchen Fällen kann es vorkommen, dass der Messflansch keinen Kalibriersprung hat (siehe
Kalibrierprotokoll).
12.3
Hotline
Bei Problemen steht Ihnen unsere Hotline unter der Nummer +49 (0)2404 / 9870-583/582 zur
Verfügung. Diese erreichen Sie werktags von 8:00 Uhr bis 17:00 Uhr. Oder schreiben Sie eine Mail an
uns: service-de@gif.net
F1is/F2is, F1i/F2i, FLFM1iS, FLFM1eS
2008 / Rev.2.63
89
12.4
Flash Update
Auf der Platine befindet sich ein Mikrokontroller mit integriertem Flash-Speicher.
Ein Update der Software kann mit Hilfe einer speziellen Software über die RS232 serielle Schnittstelle
durchgeführt werden.
Flash update:
1. Messflansch ausschalten.
2. Stator via RS232 mit PC verbinden.
3. Die Flash Software auf dem PC starten.
4. Device Type“ auf „MB=91F364“ einstellen und mit „Browse“ das zu programmierende File
auswählen.
5. Den Button 'Automatic Mode’ drücken und die Drehmomentmesswelle in weniger als 2
Sekunden einschalten
6. Wenn das Update korrekt durchgeführt wurde zeigt das Programm ‘ALL OK’.
7. Drehmomentmesswelle ausschalten.
8. Drehmomentmesswelle einschalten.
Die neue Software ist nun installiert.
90
F1is/F2is, F1i/F2i, FLFM1iS, FLFM1eS
2008 / Rev.2.63
13 Drehzahlerfassung
13.1
Drehzahlerfassung F1iS/F2iS
13.1.1
Induktiver Sensor
Der induktive Drehzahlsensor ist standardmäßig in die Messwelle integriert
(60 Inkremente pro Umdrehung beim F1iS und 120 Inkremente pro Umdrehung beim F2iS. Es erfolgt
keine Drehrichtungserkennung). Angebracht ist der Sensor auf der Innenseite des Startorrings.
Induktiver
Drehzahlsensor
Der Luftspalt zwischen Drehzahlring und Sensor sollte zwischen 0,5 und 2,5 mm liegen. Er kann nicht
eingestellt werden. Die Signale des Drehzahlsensors werden als RS422-Signale als CAN-Werte
Analogausgänge bereitgestellt. Auf die RS422 Signale kann über den Stecker X750 zugegriffen
werden.
F1is/F2is, F1i/F2i, FLFM1iS, FLFM1eS
2008 / Rev.2.63
91
13.1.2
Magnetischer Sensor (F1iS: 1024 Inkremente / F2iS: 1024 Inkremente)
Der magnetische Drehzahlsensor ist optional erhältlich. Es ist ein hochauflösender Sensor, der über
zwei Spuren mit 1024 Inkrementen pro Umdrehung verfügt. Durch den Phasenversatzt von 90° kann
auch die Drehrichtung gemessen werden. Der Sensor wird mit Hilfe einer Montagebrücke oberhalb
der elektronischen Komponenten angebracht. Der Sensor selbst besteht aus einem Modul, das über
einen 7 pol. Stecker mit der Statorelektronik verbunden wird.
Magnetischer
Drehzahlsensor
Die Drehzahlsensorausgangssignale werden als RS422-Signale, als CAN-Werte und Analog
ausgegeben. Zu Schaltungsdetails und Schaltkreisbeispielen beachten Sie bitte das Kapitel
„Elektrische Spezifikationen“.
92
F1is/F2is, F1i/F2i, FLFM1iS, FLFM1eS
2008 / Rev.2.63
13.1.3
Abgleich der Drehzahlerfassung bei den Flanschtypen F1iS und F2iS:
Bei jedem Umbau des Messflanschgehäuses an eine neue Maschine muss der Abstand zwischen
dem Drehzahlmodul und der Impulsgeberring kontrolliert und gegebenenfalls neu eingestellt werden.
Der optimale Abstand zwischen Drehzahlmodul und Impulsgeberring liegt für den Flanschtyp F1iS bei
0.32mm und für F2iS bei 0.53mm. Weitere Einstellungen müssen nicht vorgenommen werden.
F1iS -> 0.32mm (Toleranz ±0.14mm)
F2iS -> 0.53mm (Toleranz ±0.22mm)
Drehzahlmodul einer F1iS-Messwelle
Drehzahl-
3x
modul
Befestigungsschrauben
F1is/F2is, F1i/F2i, FLFM1iS, FLFM1eS
2008 / Rev.2.63
93
Zur Abstandseinstellung wie folgt vorgehen:
Lösen Sie bitte die in den obigen Abbildungen zu sehenden drei Innensechskantschrauben. Das
Drehzahlmodul kann jetzt radial verschoben und damit der Abstand zum Impulsgeberring verändert
werden.
Durch geeignetes Unterlegen mit GIF-Unterlegblechen (Blechdicke: 0,1mm)
zwischen Stator und
Drehzahlmodul justierten Sie jetzt den Abstand zum Impulsgeberring auf das Nennmaß. Durch
Festziehen der Innensechskantschrauben wird die Einstellung fixiert und abgeschlossen.
GIF
Unterlegbleche
Für eine erste Kontrolle drehen Sie den Flansch von Hand.
Luftspalt Drehzahlmodul / Impulsgeberring
GIF
Unterlegbleche
94
F1is/F2is, F1i/F2i, FLFM1iS, FLFM1eS
2008 / Rev.2.63
13.1.4
Magnetischer Sensor (F1iS: 480 Inkremente / F2iS: 750 Inkremente)
Der magnetische Drehzahlsensor ist optional erhältlich. Es ist ein hochauflösender Sensor, der über
zwei Spuren mit 480 Inkrementen pro Umdrehung beim F1iS bzw. 750 Inkrementen pro Umdrehung
beim F2iS verfügt. Durch den Phasenversatzt von 90° kann auch die Drehrichtung gemessen werden.
Der Sensor wird mit Hilfe einer Montagebrücke oberhalb der elektronischen Komponenten
angebracht. Der Sensor selbst besteht aus einem Modul, das über einen 7 pol. Stecker mit der
Statorelektronik verbunden wird.
Magnetischer
Drehzahlsensor
Die Drehzahlsensorausgangssignale werden als RS422-Signale, als CAN-Werte und Analog
ausgegeben. Zu Schaltungsdetails und Schaltkreisbeispielen beachten Sie bitte das Kapitel
„Elektrische Spezifikationen“.
F1is/F2is, F1i/F2i, FLFM1iS, FLFM1eS
2008 / Rev.2.63
95
13.1.5
Abgleich der Drehzahlerfassung bei den Flanschtypen F1iS und F2iS:
Bei jedem Umbau des Messflanschgehäuses an eine neue Maschine muss der Abstand zwischen
dem Drehzahlmodul und der Impulsgeberring kontrolliert und gegebenenfalls neu eingestellt werden.
Der optimale Abstand zwischen Drehzahlmodul und Impulsgeberring liegt für die Flanschtypen F1iS
sowie F2iS bei 0.3mm. Weitere Einstellungen müssen nicht vorgenommen werden.
F1iS -> 0.3mm (Toleranz ±0.2mm)
F2iS -> 0.3mm (Toleranz ±0.2mm)
Drehzahlmodul einer F1iS-Messwelle
Drehzahl-
3x
modul
Befestigungsschrauben
96
F1is/F2is, F1i/F2i, FLFM1iS, FLFM1eS
2008 / Rev.2.63
Zur Abstandseinstellung wie folgt vorgehen:
Lösen Sie bitte die in den obigen Abbildungen zu sehenden drei Innensechskantschrauben. Das
Drehzahlmodul kann jetzt radial verschoben und damit der Abstand zum Impulsgeberring verändert
werden.
Durch geeignetes Unterlegen mit GIF-Unterlegblechen (Blechdicke: 0,1mm)
zwischen Stator und
Drehzahlmodul justierten Sie jetzt den Abstand zum Impulsgeberring auf das Nennmaß. Durch
Festziehen der Innensechskantschrauben wird die Einstellung fixiert und abgeschlossen.
GIF
Unterlegbleche
Luftspalt Drehzahlmodul / Impulsgeberring
GIF
Unterlegbleche
Für eine erste Kontrolle drehen Sie den Flansch von Hand.
F1is/F2is, F1i/F2i, FLFM1iS, FLFM1eS
2008 / Rev.2.63
97
13.2
Drehzahlerfassung F1i/F2i (1024 Inkremente)
13.2.1
Einstellungen für die Drehzahlmessung der Drehmomentmesswelle F1i und F2i:
Bei jedem Umbau des Messflanschgehäuses an eine neue Maschine muss der Abstand zwischen
dem Drehzahlmodul und der Impulsgeberring kontrolliert und gegebenenfalls neu eingestellt werden.
Der optimale Abstand zwischen Drehzahlmodul und Impulsgeberring liegt für den Flanschtyp F1i bei
0.32 mm und für F2i bei 0.53mm. Weitere Einstellungen müssen nicht vorgenommen werden.
Drehzahlmodul für Flanschtyp F1
Luftspalt
Drehzahlmodul
Drehzahlmodul für Flanschtyp F2
Luftspalt
Drehzahlmodul
98
F1is/F2is, F1i/F2i, FLFM1iS, FLFM1eS
2008 / Rev.2.63
13.2.2
Einstellung des richtigen Abstands
Lösen Sie bitte die in den obigen Abbildungen zu sehenden Innensechskantschrauben. Das
Drehzahlmodul kann jetzt radial verschoben und damit der Abstand zum Impulsgeberring verändert
werden. Mit den speziellen Unterlegblechen der GIF kann der Abstand auf die normalen Dimensionen
eingestellt werden. Wenn der Abstand richtig ist müssen die Schrauben wieder angezogen werden;
dann sind die Einstellungen abgeschlossen.
GIF- Unterlegbleche für das Drehzahlmodul F1/F1i and F2/F2i
GIFUnterlegblech
FlanschtypF2
FlanschtypF1
Für eine erste Kontrolle drehen Sie den Flansch von Hand.
F1is/F2is, F1i/F2i, FLFM1iS, FLFM1eS
2008 / Rev.2.63
99
13.3
Drehzahlerfassung FLFM1iS, FLFM1eS
13.3.1
Optische Drehzahlerfassung
Der optische Drehzahlsensor für eine hochauflösende Drehzahlerfassung erzeugt 2 Drehzahlsignale
mit 400 Impulsen pro Umdrehung und 90° Phasenversatz zur Drehrichtungserkennung. Er ist an der
inneren Seite des Statorrings angebracht.
Optische
Drehzahldisk
Die Drehzahlsensorausgangssignale werden als RS422-Signale, als CAN-Werte und Analog
ausgegeben. Die RS422-Signale können am Stecker X750 abgegriffen werden.
Zu Schaltungsdetails und Schaltkreisbeispielen beachten Sie bitte das Kapitel „Elektrische
Spezifikationen“.
100
F1is/F2is, F1i/F2i, FLFM1iS, FLFM1eS
2008 / Rev.2.63
13.3.2
Abgleich der optischen Drehzahl
Bei jedem Umbau des Messflanschgehäuses an eine neue Maschine muss die optische
Drehzahlerfassung neu abgeglichen werden. Dies ist notwendig, weil eine Abstandsänderung
zwischen der Drehzahlscheibe und der Blende auf der Empfängerseite eine Amplitudenänderung des
Signals hervorruft. Außerdem können die elektrischen Eigenschaften von Modul zu Modul
unterschiedlich sein.
Um die Signalaufbereitungsplatine abzugleichen benötigen Sie ein Oszilloskop.
Zum Abgleichen wie folgt vorgehen:
Den Deckel der Signalaufbereitungseinheit entfernen.
GND
MP1
MP2
MP3
MP4
TRM100
Um den Abgleichvorgang durchzuführen, muss mit dem Oszilloskop an den Messpunkten gemessen
werden. An MP1 bis MP4 werden 4 Spannungssignale an den Empfangstransistoren der Optik
gemessen. Bei Drehzahl sind es sinusförmige Signale, wobei MP1 zu MP2 und MP3 zu MP4 180°
Phasenversatz und die beiden Paare zueinander 90° Phasenversatz haben.
Wenn der Messflansch während der Messung von Hand gedreht wird, ist dies vollkommen
ausreichend für die Grundeinstellung.
F1is/F2is, F1i/F2i, FLFM1iS, FLFM1eS
2008 / Rev.2.63
101
Ziel der Einstellung ist, dass alle Drehzahlspuren ein sinusförmiges Signal mit etwa gleich großer
Amplitude in den Grenzen von ca. 0,8V bis ca. 6V am Ausgang liefern.
Mit dem Potentiometer TRM100 wird der Strom, der durch die Sendedioden fließt, eingestellt. Durch
Erhöhung des Stromes steigt die Amplitude der Wechselspannung und der Gleichspannungsanteil
aller Drehzahlspuren fällt (MP1 bis MP4). Der Strom sollte so eingestellt werden, dass die minimale
Spannung an MP1 bis MP4 0,8V bis 1V beträgt. Das sinusförmige Spannungssignal darf dabei weder
im oberen noch im unteren Maximalpunkt abgeschnitten sein.
Die Amplitude muss so eingestellt werden, dass der Sendestrom möglichst
groß ist. Die sinusförmigen Spannungssignale der Drehzahlspuren haben
dann den kleinstmöglichen Gleichspannungsoffset.
102
F1is/F2is, F1i/F2i, FLFM1iS, FLFM1eS
2008 / Rev.2.63
13.3.3
Drehzahlmessung Einstellung
Die Position der optischen Drehzahlblende am Drehzahlmodul ist werksseitig eingestellt und muss
nicht nachgestellt werden.
Drehzahlmodul den FLFM1iS und FLFM1eS Messwellen.
Optisch
Drehzahlblende
4xIR Übertragungsdiode
F1is/F2is, F1i/F2i, FLFM1iS, FLFM1eS
2008 / Rev.2.63
103
Die optimale Position der Drehzahlerfassung wird über die Positionierung Rotor zu Stator bestimmt.
Folgende Maße müssen eingehalten werden.
A: axiale Vershiebung
Rotor-Stator
B: axiale Achabweichung
ohne optische Drehzahlerfassung
28... 28,3...29,5
±0,3 mm
mit optische Drehzahlerfassung
28,3...28,5...29
±0,3 ´mm
Für eine erste Kontrolle drehen Sie Flansch von Hand.
104
F1is/F2is, F1i/F2i, FLFM1iS, FLFM1eS
2008 / Rev.2.63
14 Kalibrierung der Drehmomentmesswelle
Im folgenden wird beispielhaft die Kalibrierungsmethodik geschildert.
Vorbereitung:
•
Die Drehmomentmesswelle ist an der Maschine angeschraubt und unbelastet. Die Maschine
ist blockiert.
•
Die Speisespannungseinstellung sollte überprüft werden. Wenn die Spannung zu niedrig ist
kann es sein das die Messfehler steigen.
•
Der Hebelarm muss an seiner Auflage zur Drehmomentmesswelle vollkommen Plan sein.
•
Es muss die gleiche Schraubenverbindung gewählt werden, die auch im späteren Betrieb
vorgeschrieben ist.
•
Die Schrauben sind mit einem Drehmomentschlüssel mit dem vorgeschriebenen Drehmoment
anzuziehen.
F1is/F2is, F1i/F2i, FLFM1iS, FLFM1eS
2008 / Rev.2.63
105
Kalibrierung
Pos.
Arbeitsschritt
Bemerkung
Frequenz
Drehmomentmesswelle ohne Hebelarm
Nullpunkt festhalten
59998 Hz
Mit dem Ausgleichgewicht den
1
Kalibriervorrichtung anschrauben
ursprünglichen Nullpunkt
wieder herstellen
60000 Hz ->
59998 Hz
Drehmomentmesswelle mit
2
Rechtsmoment (positiv) = Nennmoment
Dauer ca. 2 Minuten
80000 Hz
vorbelastet
3
3
Drehmomentmesswelle entlasten
Kalibriervorrichtung für Linksmoment
umbauen
Drehmomentmesswelle mit
4
Linksmoment (negativ) = Nennmoment
Dauer ca. 2 Minuten
vorbelastet
5
5
6
Drehmomentmesswelle entlasten
Kalibriervorrichtung für Rechtsmoment
umbauen
Drehmomentmesswelle mit
Ablesung des Messwertes
Rechtsmoment (positiv) = Nennmoment
nach ca. 1 Minute.
belasten
Maxwert P1.
P1=80000 Hz
Ablesung des Messwertes
7
Drehmomentmesswelle entlasten
nach ca. 1 Minute.
N1=60008 Hz
Nullpunkt1 N1.
8
Kalibriervorrichtung für Linksmoment
Mit dem Ausgleichgewicht N1
umbauen
wieder herstellen
Drehmomentmesswelle mit
Ablesung des Messwertes
Linksmoment (negativ) = Nennmoment
nach ca. 1 Minute.
belasten
Minwert P2.
Ablesung des Messwertes
9
Drehmomentmesswelle entlasten
nach ca. 1 Minute.
60008 Hz
P2=40000 Hz
N2=59992 Hz
Nullpunkt1 N2.
Kalibriervorrichtung für Rechtsmoment
umbauen
106
Nullpunkt auf
N0 = (N1+N2)/2
Einstellen
F1is/F2is, F1i/F2i, FLFM1iS, FLFM1eS
2008 / Rev.2.63
N0=60000 Hz
Calibration Torquemeter (example rated Torque 1000 Nm)
1500
Maxwert P1
Nullpunkt1 N1
1000
Drehmoment
Drehmoment/Nm
500
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
-500
Nullpunkt2 N2
-1000
Minwert P2
-1500
Damit ist die Einstellung beendet und die Kennwerte für die Drehmomentmesswelle können berechnet
werden.
Nullpunkt
N0 =
60008 Hz + 59992 Hz
N 2 + N1
; N0 =
= 60000
2
2
Steigung1 (positiv)
S1 =
P1 − N 0
80000 Hz − 60000 Hz
Hz
; S1 =
= 20.000
Mdnenn
1000 Nm
Nm
Steigung2 (negativ)
S1 =
P2 − N 0
40000 Hz − 60000 Hz
Hz
; S1 =
= −20.000
Mdnenn
1000 Nm
Nm
Diese Werte müssen jetzt als neue Kennwerte eingegeben werden.
F1is/F2is, F1i/F2i, FLFM1iS, FLFM1eS
2008 / Rev.2.63
107
Mit der nachfolgenden Prozedur wird die Fehlerkurve ermittelt und die Kalibration überprüft.
Calibration Torquemeter (example rated Torque 1000 Nm)
1500
Maxwert P1
Nullpunkt1 N1
1000
Drehmoment/Nm
Drehmoment
500
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
-500
Nullpunkt2 N2
-1000
Minwert P2
-1500
108
F1is/F2is, F1i/F2i, FLFM1iS, FLFM1eS
2008 / Rev.2.63
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
Pos.
Arbeitsschritt
Bemerkung
Frequenz/Hz
Torque /Nm
Stellen Sie sicher, dass Schritt
Nullpunkt mit
1-9 durchgeführt wurden
Ausgleichgewicht einstellen
69992
-0,4
63991
199,55
67992
399,6
600 Nm
71994
599,7
800 Nm
75997
799,85
80000
1000
76003
800,15
72004
600,2
400 Nm
68007
400,35
200 Nm
64008
200,4
0 Nm
60008
0,4
60008
0,4
56008
-199,6
-400 Nm
52007
-399,65
-600 Nm
48004
-599,82
-800 Nm
44002
-799,9
Belastung Rechtsmoment =
10
200Nm
(Nennmoment / 5)
Belastung Rechtsmoment =
11
400Nm
(Nennmoment / 5)
Ablesen nach
ca. 1 Minute
Ablesen nach
ca. 1 Minute
Belastung Rechtsmoment
12 –
19
19
1000 Nm
Ablesen nach je.
800 Nm
ca. 1 Minute
600 Nm
Kalibriervorrichtung für
Linksmoment umbauen
Belastung Linksmoment =
20
-200Nm
(-Nennmoment / 5)
Letzten Messwert aus
vorheriger Messung mit
Ausgleichgewicht einstellen
Ablesen nach
ca. 1 Minute
Belastung Linksmoment
21 –
-1000 Nm
Ablesen nach je.
40000
-1000
29
-800 Nm
ca. 1 Minute
43996
-800,2
-600 Nm
47996
-600,2
-400 Nm
51993
-400,35
-200 Nm
55992
-200,4
0 Nm
59991
-0,45
F1is/F2is, F1i/F2i, FLFM1iS, FLFM1eS
2008 / Rev.2.63
109
Daraus ergibt sich folgende Fehlerkurve:
Fehlerkurve
0.1
0.08
0.06
Fehler / %v.E.
0.04
0.02
0
-1100
-600
-100
400
900
-0.02
-0.04
-0.06
-0.08
-0.1
Drehmoment / Nm
Diese Fehlerkurve entspricht der Linearitäts- / Hysteresekurve der Drehmomentmesswelle.
In diesem Beispiel handelt es sich um eine Drehmomentmesswelle mit der Genauigkeitsklasse 0,05.
Hinweise zu Hysterese
Die Hysterese wird Hauptsächlich durch das Material hervorgerufen. Oft ist zu beobachten, dass
ältere Drehmomentmesswellen Ihr Hystereseverhalten deutlich verbessern. Die Hysterese wird
hauptsächlich durch statisches Drehmoment hervorgerufen und ist abhängig vom maximal
angelegtem Drehmoment.
Halbiert man die Wechsellast im obigen Beispiel auf ±500 Nm, dann beträgt auch die Hysterese nur
noch ±0,02% v.E. Wird eine Drehmomentmesswelle nur in einer Richtung (Linksmoment oder
Rechtsmoment) betrieben, dann kann die Hysterese sogar vernachlässigt werden.
Um die größtmögliche Genauigkeit zu erhalten ist es deshalb immer Wichtig die Messaufgabe zu
betrachten und dementsprechend auch den Nullpunkt der Drehmomentmesswelle festzulegen.
110
F1is/F2is, F1i/F2i, FLFM1iS, FLFM1eS
2008 / Rev.2.63
15 Empfehlungen für das Rücksetzen des Nullpunktes eines GIF
Drehmomentmessflansches
Bei jedem Messglied, das aus einem elastischen Federkörper besteht und dessen Messgröße aus der
Verformung dieses Federkörpers abgeleitet wird, gibt die Anzeige, ohne dass eine mechanische
Belastung vorliegt, oft einen von Null abweichenden Messwert aus.
Bezogen auf DMS basierende Drehmomentmesssysteme werden Nullpunktabweichungen im
belastungsfreien Zustand im Wesentlichen durch folgende Ursachen hervorgerufen:
15.1
Thermische Einflüsse
Trotz einer aufwändig durchgeführten Temperaturkompensation ist in Abhängigkeit der
Messflanschtemperatur immer eine mehr oder weniger hohe temperaturbedingte Nullpunktdrift
festzustellen. Da der Messflansch dauernd anderen Temperatureinflüssen ausgesetzt ist, tritt diese
Drift sowohl während des Betriebes als auch während der Stillstandzeiten auf. Die in den technischen
Daten angegebene Temperaturstabilität von z.B. 0,1%/10K bezieht sich auf eine erlaubte
Temperaturdrift von ±0,1% vom Messbereichsendwert pro 10 Kelvin Temperaturveränderung. Bei der
Ermittlung dieses Kennwert wird von einer homogenen Temperaturverteilung des Messflansches
ausgegangen.
15.2
Hysteresebedingte Einflüsse
Wird ein Messflansch während des Prüfstandsbetriebes vornehmlich in einer Drehmoment-richtung
betrieben, so kann nach Beendigung des Prüflaufes ein Drehmomentwert angezeigt werden, dessen
Betrag nicht auf temperaturbedingte Einflüsse zurückzuführen ist. Vielmehr leitet sich dieser Effekt auf
hysteresebedingte Einflüsse her und wird sowohl durch die Hystereseeigenschaften des eigentlichen
Messkörper als auch durch den Sensor (DMS) bzw. dessen Applikation hervorgerufen.
Der Betrag des ausgegebenen Restmomentes ist dabei abhängig von der Höhe und Dauer des zuletzt
während des Versuchsbetriebes aufgetretenen Drehmomentes und kann maximal dem in der
Genauigkeitsklasse angegebenen Wert entsprechen.
15.3
Alterung
Werden mit DMS applizierte Messaufnehmer über längere Zeiträume dynamischen Beanspruchungen
unterworfen, so tritt im Laufe der Zeit eine Nullsignaldrift auf, dessen Betrag von der Lastwechselzahl
und von der Dehnungsamplitude abhängig ist.
Diese Nullsignaldrift tritt umso früher ein, je höher die typische Empfindlichkeit des eigentlichen
Aufnehmers ist. Obwohl dieser Effekt prinzipiell für alle DMS Aufnehmer zutrifft, ist der Einfluss auf die
Drehmomentaufnehmer der GIF als äußerst gering einzuschätzen, da die typischen Dehnungen unter
Volllast erheblich geringer sind als die typischen Dehnungswerte vergleichbarer Aufnehmer.
F1is/F2is, F1i/F2i, FLFM1iS, FLFM1eS
2008 / Rev.2.63
111
15.4
Querkrafteinfluss
Da jeder Messflansch Bestandteil eines Antriebstranges ist, wirkt immer eine mehr oder weniger
große anteilige Masse des angekuppelten Wellenstranges in Form einer zusätzlichen Querkraft
auf den Messkörper ein. Diese Querkraft oder das daraus resultierende Biegemoment überlagert sich
dem eigentlichen Nutzsignal und führt auch bei Stillstand der Anlage in Abhängigkeit der
Drehlage zu einem von Null abweichenden Drehmomentsignal. Da dieser Wert extrem klein ist,
braucht er bei normalen Einsatzbedingungen nicht weiter berücksichtigt zu werden.
15.5
Allgemeines
Für alle oben genannten Faktoren, die den Nullpunkt des Drehmomentmessflansches
beeinflussen gilt, dass der aus der Kalibration abgeleitete Empfindlichkeitskennwert dadurch
nicht beeinflusst wird. Voraussetzung dazu ist, dass während der Betriebszeit keine
Schädigungen des Messkörpers und der DMS Applikationsstelle aufgetreten sind.
Dadurch, dass jede der oben genannten Einflussgrößen sich gleichzeitig, aber mit unterschiedlichen
Wertigkeiten auf den Nullpunkt und auf die Nullpunktstabilität auswirken, kann keine allgemeingültige
Empfehlung für das Rücksetzen dieses Ausgabewertes genannt werden.
Anhand unserer Erfahrungen und der uns von unseren Kunden zurückgeflossenen Informationen
können lediglich einige Empfehlungen bzw. Anmerkungen für das Zurücksetzen auf Null
ausgesprochen werden.
•
•
•
•
•
112
Eine Nullung bzw. Tarierung des Systems darf grundsätzlich nur dann durchgeführt werden,
wenn sichergestellt ist, dass keine Drehmomente auf den Messkörper einwirken.
Wenn eine hohe Nullpunktabweichung (>10 Hz) während der Montage der
Drehmomentmesswelle festgestellt wird, prüfen Sie bitte die mechanischen Eigenschaften des
Adapterflansches. Eine kleinere Nullpunktabweichung kann nachgestellt werden.
Der Prüfingenieur hat zu entscheiden, ob die Genauigkeitsanfoderungen der Messaufgabe ein
Zurücksetzen des Nullpunktes erforderlich machen. Generell kann die temperaturabhängige
Nullpunktabweichung bei einem durchzuführenden Prüflauf weiter verbessert werden, wenn
vor dem Beginn der eigentlichen Messung, dass System warm gefahren wird.
Treten generell Nullpunktabweichungen auf, die mehr als 2% vom Messbereichsendwert
betragen, so ist der Messflansch auszubauen und zu überprüfen. Diese Prüfung, die neben
einer Kalibration auch noch weitergehende Untersuchungen beinhaltet, sollte beim Hersteller
erfolgen, damit hier die Ursachen für dieses Verhalten gefunden und behoben werden
können.
Eine Nullpunktabweichung von 0,05% von Nenndrehmoment pro Monat hat kein Einfluss auf
die Genauigkeit des Systems.
F1is/F2is, F1i/F2i, FLFM1iS, FLFM1eS
2008 / Rev.2.63
16 Herstellererklärung:
Herstellererklärung
nach Anhang II B der EG Maschinenrichtlinie (89/392/EG)
Die Firma:
erklärt, dass das Drehmomentmesssystem
bezeichnet als:
GIF – Gesellschaft für Industrieforschung
mbH
F1iS, F2iS, F23iS, F3iS, F4iS, F1i, F2i,
FLFM1iS, FLFM1eS
den Bestimmungen der EG-Maschinenrichtlinie nur unter den genannten Voraussetzungen
entspricht.
Das Messsystem ist nur zum Einbau in Prüfstande bestimmt. Die Inbetriebnahme ist erst dann
erlaubt, wenn sichergestellt ist, dass die gesamte Maschine oder Maschinenanlage, in der
Drehmomentmesssysteme eingebaut wurden, den Bestimmungen der EG-Maschinenrichtlinie
entspricht.
Die folgenden Normen wurden angewandt:
 DIN EN 292 Teil 1 und 2,
grundlegendes zur Sicherheit von
Maschinen
 DIN EN 50081-2, Noise
Geräuschausbreitung
 DIN EN 60204-1, elektrische Ausrüstung
von Maschinen
 DIN EN 50082-2, Geräushsicherheit
Zusätzlich angewandte Richtlinien und Spezifikationen:
 Unfallverhütungsvorschrift für
elektrische Anlagen VGB 4
 EMC 89/336/EEC
 Niederspannungsrichtlinie 73/23/EEC
Alsdorf, 10.01.2005
i. V.
Herbert Meuter
(Bereichsleiter Messtechnik)
F1is/F2is, F1i/F2i, FLFM1iS, FLFM1eS
2008 / Rev.2.63
113
3x
Befestigung
s-schraube
17 Impressum
GIF mbH
Konrad-Zuse-Str.3
52477 Alsdorf
Germany
+49 (0) 2404 9870 – 570
Email
service-de@gif.net
Internet
www.gif.net
114
F1is/F2is, F1i/F2i, FLFM1iS, FLFM1eS
2008 / Rev.2.63
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