W.E.ST. CSC-151 U, P Gleichlaufregelbaugruppe Technische Dokumentation
Im Folgenden finden Sie kurze Informationen zu CSC-151 U und CSC-151 P. Diese Gleichlaufregelbaugruppen sind für die präzise Steuerung von zwei Zylindern im Bypass-Modus konzipiert. Sie ermöglichen eine hohe Gleichlaufgenauigkeit und sind mit einer optionalen Leistungsendstufe ausgestattet. Die CSC-151-U-Variante bietet einen programmierbaren Analogausgang, während die CSC-151-P-Variante eine Leistungsendstufe integriert hat.
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Technische Dokumentation
CSC-151-U
CSC-151-P
Gleichlaufregelbaugruppe für die Gleichlaufregelung von zwei Zylindern im Bypass, alternativ mit Leistungsendstufe
INHALT
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1 Allgemeine Informationen
1.1 Bestellnummer
CSC-151-U
1
-2030
2
- mit analogem ±10 V Differenzausgang oder 4… 20 mA Ausgang und analogen
Sensorschnittstellen
- mit integrierter Leistungsendstufe bis 2,6 A (siehe Zusatzinformation)
CSC-151-P
1.2 Lieferumfang
Zum Lieferumfang gehört das Modul inkl. der zum Gehäuse gehörenden Klemmblöcke.
Profibusstecker, Schnittstellenkabel und weitere ggf. benötigte Teile sind separat zu bestellen.
Diese Dokumentation steht als PDF Datei auch im Internet unter www.w-e-st.de
zur Verfügung.
1.3 Zubehör
WPC-300 - Bedienprogramm (auf unserer Homepage unter Produkte/Software)
1
Gegenüber älteren Versionen, bei denen bei der Bestellung: A für Spannung und I für Strom angegeben werden musste, ist in der Variante U der Ausgang programmierbar (U steht für universell).
2
Die Versionsnummer setzt sich aus der Hardwareversion (die ersten zwei Stellen) und der Softwareversion (die letzten beiden Stellen) zusammen. Infolge der Weiterentwicklung der Produkte können diese Nummern variieren. Sie sind zur
Bestellung nicht grundsätzlich notwendig. Es wird automatisch immer die neueste Version geliefert.
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1.4 Verwendete Symbole
Allgemeiner Hinweis
Sicherheitsrelevanter Hinweis
1.5 Handhabung der Dokumentation
Diese Dokumentation ist derart strukturiert, dass bis zum Kapitel 6 die Standardbaugruppe beschrieben wird.
Erweiterungen, die die Leistungsendstufe oder die SSI Schnittstelle betreffen, werden in den Kapiteln:
„ZUSATZINFORMATION …“ beschrieben.
1.6 Impressum
W.E.St.
Elektronik GmbH
Gewerbering 31
41372 Niederkrüchten
Tel.: +49 (0)2163 577355-0
Fax.: +49 (0)2163 577355 -11
Homepage: www.w-e-st.de
oder www.west-electronics.com
EMAIL: [email protected]
Datum: 30.12.2015
Die hier beschriebenen Daten und Eigenschaften dienen nur der Produktbeschreibung. Der Anwender ist angehalten, diese Daten zu beurteilen und auf die Eignung für den Einsatzfall zu prüfen. Eine allgemeine Eignung kann aus diesem Dokument nicht abgeleitet werden. Technische Änderungen durch Weiterentwicklung des in dieser Anleitung beschriebenen Produktes behalten wir uns vor. Die technischen Angaben und Abmessungen sind unverbindlich. Es können daraus keinerlei Ansprüche abgeleitet werden.
Dieses Dokument ist urheberrechtlich geschützt.
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1.7 Sicherheitshinweise
Bitte lesen Sie diese Dokumentation und Sicherheitshinweise sorgfältig. Dieses Dokument hilft Ihnen, den Einsatzbereich des Produktes zu definieren und die Inbetriebnahme durchzuführen. Zusätzliche Unterlagen
(WPC-300 für die Inbetriebnahme Software) und Kenntnisse über die Anwendung sollten berücksichtigt werden bzw. vorhanden sein.
Allgemeine Regeln und Gesetze (je nach Land: z. B. Unfallverhütung und Umweltschutz) sind zu berücksichtigen.
Diese Module sind für hydraulische Anwendungen im offenen oder geschlossenen Regelkreis konzipiert. Durch Gerätefehler (im Modul oder an den hydraulischen Komponenten), Anwendungsfehler und elektrische Störungen kann es zu unkontrollierten Bewegungen kommen. Arbeiten am Antrieb bzw. an der Elektronik dürfen nur im ausgeschalteten und drucklosen Zustand durchgeführt werden.
Dieses Handbuch beschreibt ausschließlich die Funktionen und die elektrischen Anschlüsse dieser elektronischen Baugruppe. Zur Inbetriebnahme sind alle technischen Dokumente, die das System betreffen, zu berücksichtigen.
Anschluss und Inbetriebnahme dürfen nur durch ausgebildete Fachkräfte erfolgen. Die Betriebsanleitung ist sorgfältig durchzulesen. Die Einbauvorschrift und die Hinweise zur Inbetriebnahme sind zu beachten. Bei Nichtbeachtung der Anleitung, bei fehlerhafter Montage und/oder unsachgemäßer Handhabung erlöschen die Garantie- und Haftungsansprüche.
ACHTUNG!
Alle elektronischen Module werden in hoher Qualität gefertigt. Es kann jedoch nicht ausgeschlossen werden, dass es durch den Ausfall von Bauteilen zu Fehlfunktionen kommen kann.
Das Gleiche gilt, trotz umfangreicher Tests, auch für die Software. Werden diese Geräte in sicherheitsrelevanten Anwendungen eingesetzt, so ist durch geeignete Maßnahmen außerhalb des Gerätes für die notwendige Sicherheit zu sorgen. Das Gleiche gilt für Störungen, die die Sicherheit beeinträchtigen. Für eventuell entstehende Schäden kann nicht gehaftet werden.
Weitere Hinweise
Der Betrieb des Moduls ist nur bei Einhaltung der nationalen EMV Vorschriften erlaubt. Die
Einhaltung der Vorschriften liegt in der Verantwortung des Anwenders.
Das Gerät ist nur für den Einsatz im gewerblichen Bereich vorgesehen.
Bei Nichtgebrauch ist das Modul vor Witterungseinflüssen, Verschmutzungen und mechanischen Beschädigungen zu schützen.
Das Modul darf nicht in explosionsgefährdeter Umgebung eingesetzt werden.
Die Lüftungsschlitze dürfen für eine ausreichende Kühlung nicht verdeckt werden.
Die Entsorgung hat nach den nationalen gesetzlichen Bestimmungen zu erfolgen.
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2 Eigenschaften
Dieses Elektronikmodul wurde zur Regelung von hydraulischen Gleichlaufsystemen entwickelt. Die typische
Gleichlaufgenauigkeit beträgt ca. 0.1 % bis 1 % der Sensorlänge (abhängig vom hydraulischen System).
Bei diesem Steuerungskonzept werden keine absoluten Positionen gefahren, sondern das System regelt den
Gleichlauf von zwei Achsen über ein im Bypass angeordnetes Stetigwegeventil. Der ´grob´ vorgegebene
Gleichlauf wird z. B. über ein Stromteilerventil oder ein Zahnradstromteiler erreicht. Das Bypassventil regelt nur noch den Fehler aus.
Über den AUTO-SETUP Eingang kann der Offsetfehler zwischen den beiden Sensoren automatisch abgeglichen werden. Der Eingang POLARITÄT ermöglicht das Umschalten des Ausgangssignals. Je nach hydraulischem Konzept ändert sich die Polarität abhängig von der Fahrrichtung.
Ein solches System ist extrem stabil und absolut unproblematisch zu handhaben.
Stetigventile mit integrierter oder externer Elektronik können mit dem Differenzausgang angesteuert werden.
Intern wird das System auf diverse Fehler überwacht. Gleichlauf-, Sensor- oder Sollwertfehler werden über die beiden digitalen Ausgangssignale (Ready und Status) angezeigt.
Die Parametrierung (RS232C oder USB Schnittstelle) wird durch unser WPC-300 Programm unterstützt.
Diverse Funktionen zur Inbetriebnahme und Fehlersuche sind ebenfalls integriert.
Typische Anwendungen: Gleichlaufsteuerungen mit Bypassventil.
Merkmale
Analoge Wegmesssysteme
Einfache und intuitive Skalierung der Sensoren
Einfaches und preiswertes System mit nur einem Stetigwegeventil
Prinzip der Bypassregelung (parallel zum Stromteiler)
Ein Notgleichlauf wird durch den Stromteiler sichergestellt
Erweiterbar auf bis zu 4 Achsen mit 3 Regelmodulen
Optimaler Einsatz mit überdeckten Proportionalventilen und mit Nullschnitt Regelventilen
Fehler Diagnostik und erweiterte Funktionsüberprüfung
Vereinfachte Parametrierung mit WPC-300 Software
Optional:
o Integrierte Leistungsendstufe (P-Version)
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2.1 Kompatibilität
Infolge der Weiterentwicklung der Produkte kommt es zu folgenden kleineren Unterschieden bei der Parametrierung und der Funktionalität:
Funktionalität:
1. Abwärtskompatibel zu den älteren Modulen.
2. Anschlusskompatibel.
3. Baudrate: Die Standardbaudrate wurde von 9600 Baud auf 57600 Baud erhöht. Dies ist im WPC-300 unter OPTIONS/SETTINGS/INTERFACE anzupassen.
FIXBAUDRATE = 57600 und/oder AUTO BAUDRATE DETECTION = 57600
4. Regelungstechnische und funktionale Erweiterungen: a. Programmierbarer analoger Ausgang: dadurch vereinfachte Lagerhaltung, da nur noch eine
Version (U statt A und I) notwendig ist.
Parametrierung:
1. Standardisierung von Parameternamen.
2. Einfachere und intuitivere Signalanpassung von Sensoren und analogen Eingängen.
3. Kompatibilitätsmodus für die Eingangssignalskalierung (AINMODE), falls notwendig.
4. Ausgangssignalanpassung über das Kommando SIGNAL:U zur Strom-/ Spannungsumschaltung und zur Anpassung der Polarität (das POL Kommando entfällt).
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2.2 Gerätebeschreibung
Standardmodul, Modul inkl. Leistungsendstufe siehe Punkt 7.2.
99,0000 mm
9 10 11 12
13 14 15 16
23,0000 mm
114,0000 mm
Made in Germany
Date: Add.:
ID:
V:
W .
E .
ST .
Elektronik
D-41372 Niederkrüchten
Homepage: http://www.w-e-st.de
Typenschild und Anschlussbelegung
Type plate and terminal pin assignment
LEDs
1 2 3 4
5 6 7 8
W.E.ST.
Ready A B
USB
Interface
9 10 11 12
13 14 15 16
Klemmblöcke (steckbar)
Terminals (removable)
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3 Anwendung und Einsatz
3.1 Einbauvorschrift
Dieses Modul ist für den Einbau in einem geschirmten EMV-Gehäuse (Schaltschrank) vorgesehen.
Alle nach außen führenden Leitungen sind abzuschirmen, wobei eine lückenlose Schirmung vorausgesetzt wird. Beim Einsatz unserer Steuer- und Regelmodule wird vorausgesetzt, dass keine starken elektromagnetischen Störquellen in der Nähe des Moduls installiert werden.
Typischer Einbauplatz: 24 V Steuersignalbereich (nähe SPS)
Durch die Anordnung der Geräte im Schaltschrank ist eine Trennung zwischen dem Leistungsteil und dem Signalteil sicherzustellen.
Die Erfahrung zeigt, dass der Einbauraum nahe der SPS (24 V-Bereich) am besten geeignet ist. Alle digitalen und analogen Ein-und Ausgänge sind im Gerät mit Filter und Überspannungsschutz versehen.
Das Modul ist entsprechend den Unterlagen und unter EMV-Gesichtspunkten zu montieren und zu verdrahten. Werden andere Verbraucher am selben Netzteil betrieben, so ist eine sternförmige Masseführung zu empfehlen. Folgende Punkte sind bei der Verdrahtung zu beachten:
Die Signalleitungen sind getrennt von leistungsführenden Leitungen zu verlegen.
Analoge Signalleitungen müssen abgeschirmt werden.
Alle anderen Leitungen sind im Fall starker Störquellen (Frequenzumrichter, Leistungsschütze) und Kabellängen > 3 m abzuschirmen. Bei hochfrequenter Einstrahlung können auch preiswerte Klappferrite verwendet werden.
Die Abschirmung ist mit PE (PE Klemme) möglichst nahe dem Modul zu verbinden. Die lokalen Anforderungen an die Abschirmung sind in jedem Fall zu berücksichtigen. Die Abschirmung ist an beiden Seiten mit PE zu verbinden. Bei Potentialunterschieden ist ein Potentialausgleich vorzusehen.
Bei größeren Leitungslängen (> 10 m) sind die jeweiligen Querschnitte und Abschirmungsmaßnahmen durch Fachpersonal zu bewerten (z. B. auf mögliche Störungen und Störquellen sowie bezüglich des Spannungsabfalls). Bei Leitungslängen über 40 m ist besondere
Vorsicht geboten und ggf. Rücksprache mit dem Hersteller zu halten.
Eine niederohmige Verbindung zwischen PE und der Tragschiene ist vorzusehen. Transiente Störspannungen werden von dem Modul direkt zur Tragschiene und somit zur lokalen Erdung geleitet.
Die Spannungsversorgung sollte als geregeltes Netzteil (typisch: PELV System nach IEC364-4-4, sichere Kleinspannung) ausgeführt werden. Der niedrige Innenwiderstand geregelter Netzteile ermöglicht eine bessere Störspannungsableitung, wodurch sich die Signalqualität, insbesondere von hochauflösenden Sensoren, verbessert. Geschaltete Induktivitäten (Relais und Ventilspulen) an der gleichen Spannungsversorgung sind immer mit einem entsprechenden Überspannungsschutz direkt an der Spule zu beschalten.
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3.2 Typische Systemstruktur
Dieses minimale System besteht aus folgenden Komponenten:
(*1) Proportionalventil zum Ausgleichen der Abweichung
(*2) Hydraulikzylinder
(*3) Analoger Sensor, integriert oder extern
(*4) Regelbaugruppe CSC-151
(*5) Schnittstelle zur SPS mit analogen und digitalen Signalen
*3
*3
*2 *2
*1
*4
CSC-151
*5
3.3 Funktionsweise
Beide Zylinder werden mit dem Schaltventil ein
– und ausgefahren. Der Volumenstrom wird mit Hilfe des
Stromteilers in zwei Volumenströme aufgeteilt. Ein Zwangsgleichlauf (spezifische Fehler von 2...10 % sind typisch) ist so sichergestellt. Parallel arbeitet ein Stetigventil, das den spezifischen Teilungsfehler kompensiert.
Je kleiner der Teilungsfehler ist, umso kleiner kann auch das Stetigventil sein. Abhängig vom langsameren oder schnelleren Fahren des zweiten Zylinders, wird ein Volumenstrom zu dem Volumenstrom des Stromteilers addiert oder subtrahiert.
Der Gleichlauf wird über das Modul und die beiden Sensoren geregelt und überwacht.
ENABLE: Dieses digitale Eingangssignal initialisiert die Anwendung und die Fehlermeldungen werden gelöscht. Der Regler und das READY Signal werden aktiviert. Das Ausgangssignal zum Stellglied wird freigegeben. Wird ENABLE deaktiviert, wird der Ausgang abgeschaltet-
Mit den START Signal wird der Regler aktiviert. Die Sensoren werden ausgewertet und das Ausgangssignal abhängig von der Abweichung und Parametrierung generiert.
Bei Wartungsarbeiten bzw. Einbau / Ersatz der Sensoren kann ein automatischer Offsetabgleich mit dem Eingang AUTO-SETUP durchgeführt werden. Hierzu müssen die beiden Zylinder in die obere oder untere Endlage gefahren werden. Die Steuerung misst den Fehler und generiert automatisch einen Korrekturwert.
Mit dem POLARITÄT Eingang kann das Ausgangssignal gedreht werden.
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3.4 Inbetriebnahme
Schritt
Installation
Erstes Einschalten
Aufbau der
Kommunikation
Vorparametrierung
Stellsignal
Hydraulik einschalten
ENABLE aktivieren
START aktivieren
Einstellung optimieren
Tätigkeit
Installieren Sie das Gerät entsprechend dem Blockschaltbild. Achten Sie dabei auf die korrekte Verdrahtung und eine gute Abschirmung der Signale. Das Gerät muss in einem geschützten Gehäuse (Schaltschrank oder Ähnliches) installiert werden.
Sorgen Sie dafür, dass es am Antrieb zu keinen ungewollten Bewegungen kommen kann (z. B. Abschalten der Hydraulik). Schließen Sie ein Strommessgerät an und überprüfen Sie die Stromaufnahme des Gerätes. Ist sie höher als angegeben, so liegen Verdrahtungsfehler vor. Schalten Sie das Gerät unmittelbar ab und
überprüfen Sie die Verdrahtung.
Ist die Stromaufnahme korrekt, so sollte der PC (das Notebook) über die serielle
Schnittstelle angeschlossen werden. Den Aufbau der Kommunikation entnehmen
Sie den Unterlagen des WPC-300 Programms.
Die weitere Inbetriebnahme und Diagnose werden durch diese Bediensoftware unterstützt.
Parametrieren Sie jetzt (anhand der Systemauslegung und der Schaltpläne) folgende Parameter:
Den ARBEITSHUB, die SENSOREINSTELLUNGEN, die für das Stellglied spezifischen Einstellungen (MIN für die Überdeckungskompensation und MAX für die maximale Geschwindigkeit), und das gewünschte Ausgangssignal (SIGNAL:U).
Diese Vorparametrierung ist notwendig, um das Risiko einer unkontrollierten Bewegung zu minimieren.
Starten Sie mit einer für die Anwendung unkritischen Geschwindigkeit.
Kontrollieren Sie das Stellsignal mit einem Spannungsmessgerät. Das Stellsignal
(PIN 15 nach PIN16) liegt im Bereich von ± 10 V. Im jetzigen Zustand sollte es
0 V haben. Respektive bei Stromsignalen (PIN 15 nach PIN 12
) von 4… 20mA sollten ca. 0 mA fließen.
Jetzt kann die Hydraulik eingeschaltet werden. Da das Modul noch kein Signal generiert, sollte der Antrieb stehen oder leicht driften (mit langsamer Geschwindigkeit die Position verlassen).
ACHTUNG! Antriebe können jetzt ihre Position verlassen und mit voller Geschwindigkeit in eine Endlage fahren. Ergreifen Sie Sicherheitsmaßnahmen, um
Personen- und Sachschäden zu verhindern.
Mit dem Startsignal ist das Autosetup Signal gesperrt, so dass es zu keinen versehentlichen Offseteinstellungen kommen kann.
Normalerweise wird der Starteingang mit dem Enable-Eingang parallel geschaltet.
Optimieren Sie jetzt die Regelparameter entsprechend Ihrer Anwendung bzw. Ihren Anforderungen
3
.
3
Achtung! Gegenüber den Vorläuferversionen wird bei diesem Regler nicht mehr die Verstärkung eingestellt, sondern der
Positionsfehler bei dem das Proportionalventil ganz geöffnet ist. Je kleiner dieser Wert wird, umso genauer fährt das System und umso höher ist die Verstärkung.
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4 Technische Beschreibung
4.1 Eingangs- und Ausgangssignale
Anschluss Versorgung
PIN 3
PIN 4
Anschluss
PIN 13
PIN 14
PIN 11
PIN 12
PIN 15 / 16
(PIN 15 / 12)
Anschluss
PIN 8
PIN 7
PIN 6
PIN 5
PIN 1
PIN 2
Spannungsversorgung (siehe technische Daten)
0 V (GND) Anschluss
Analoge Signale
Analoger Istwert (X1), Signalb ereich 0… 10 V oder 4… 20 mA, skalierbar
Analoger Istwert (X2), Signalb ereich 0… 10 V oder 4… 20 mA, skalierbar
0 V (GND) für die analogen Eingänge
0 V (GND) für die analogen Ausgänge
Stellgröße, Ausgang zum Ventil. Signal liegt im Bereich von +/-
10V oder 4… 20mA.
Signalart und Polarität wählbar mit dem Parameter SIGNAL:U.
Digitale Ein- und Ausgänge
Enable Eingang:
Freigabesignal für die Anwendung.
START (RUN) Eingang:
ON: Der Gleichlaufregler ist aktiv.
OFF: Autosetup kann aktiviert werden.
AUTO-SETUP Eingang:
Der Offsetfehler zwischen den beiden Sensoren wird automatisch gemessen und als Korrekturwert gespeichert. Der Eingang muss länger als eine Sekunde aktiviert werden.
POLARITÄTS Eingang:
Die Polarität des Regelkreises kann über diesen Eingang umgeschaltet werden.
READY Ausgang:
ON: Modul ist freigegeben, es liegt kein erkennbarer Fehler vor.
OFF: Enable (PIN 8) ist deaktiviert oder ein Fehler (Stromeingangs- oder interner Fehler)
wurde erkannt (abhängig vom SENS-Kommando).
STATUS Ausgang:
ON: Die Achse ist innerhalb des INPOS Fensters.
OFF: Die Achse ist außerhalb des INPOS Fensters.
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4.2 LED Definitionen
LEDs
GRÜN
Gelb A
GRÜN +
GELB A+B
GELB A +
GELB B
Beschreibung der LED-Funktion
Identisch mit dem READY Ausgang.
AUS: Keine Stromversorgung oder ENABLE ist nicht aktiviert
AN: System ist betriebsbereit
Blinkend: Fehler erkannt.
(Abhängig vom SENS-Kommando)
Identisch mit dem STATUS Ausgang.
AUS: Die Achse steht außerhalb des INPOS Fensters.
AN: Die Achse steht innerhalb des INPOS Fensters.
1. Lauflicht (über alle LEDs): Der Bootloader ist aktiv! Keine normalen Funktionen sind möglich.
2. Alle 6 s blinken alle LEDs dreimal kurz auf: Ein interner Datenfehler wurde entdeckt und automatisch behoben! Das Modul funktioniert weiterhin ordnungsgemäß. Um die
Fehlermeldung zu quittieren, muss die Stromversorgung zum Modul einmal kurz abgeschaltet werden.
Die beiden gelben LEDs blinken abwechselnd im 1 s Takt: Die nichtflüchtig gespeicherten Parameterdaten sind inkonsistent! Um diesen Fehler zu quittieren, müssen die Daten mittels des SAVE Befehls / Buttons im WPC gesichert werden.
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4.3 Blockschaltbild
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4.4 Typische Verdrahtung
zur SPS
InPos
Ready von der SPS
Enable
Run
Auto-Setup
Polarity
1 2 3 4
5 6 7 8
24V
0V
Spannungsversorgung
9 10 11 12
0V
13 14 15 16
PIN 12
PIN 15
PIN 16
Position 1
(0..10V, 4..20mA)
Position 2
(0..10V, 4..20mA)
4.5 Anschlussbeispiele
Ventile (6 + PE Stecker) mit integrierter Elektronik
A : 24 V Versorgung
B : 0 V Versorgung
C : GND oder Enable
D : + Differenzeingang
E : - Differenzeingang
F : Diagnosesignal
PE - z. B. 24 V z. B. 24 V
Zum Leistungsverstärker /
Proportionalventil
+/- 10V (Differenzeingang nutzen)
4... 12... 20mA - PIN 15 gegen PIN 12
Sensor mit 4... 20 mA (Zweileitertechnik)
+In PIN 13 or 14
PIN 12 (GND)
+In PIN 13 or 14
PIN 12 (GND)
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4.6 Technische Daten
Versorgungsspannung (U b
)
Strombedarf
Externe Absicherung
Digitale Eingänge
Eingangswiderstand
Digitale Ausgänge
Maximaler Ausgangsstrom
Analoge Eingänge:
Signalauflösung
Analoge Ausgänge
Spannung
Signalauflösung
Strom
Signalauflösung
Regler Abtastzeit
Serielle Schnittstelle
Gehäuse
Gewicht
Schutzklasse
Temperaturbereich
Lagertemperatur
Luftfeuchtigkeit
Anschlüsse
EMV
[VDC]
12… 30 (inkl. Rippel)
[mA]
< 100
[A]
1 mittel träge
[V]
[V]
[kOhm]
OFF : < 2
ON : > 10
25
[V]
[V]
[mA]
[V]
[mA]
[%]
OFF: < 2
ON: max. U b
50
0… 10; min. 25 kOhm
4… 20; 240 Ohm
0,003 incl. Oversampling
[V]
[mA]
[%]
[mA]
[%]
2 x 0… 10; Differenzausgang
10 (max. Last)
0,006
4… 20; 390 Ohm maximale Last
0,006
[ms] 1
USB in RS 232C Emulation
(9600
… 57600 Baud, 1 Stoppbit, no parity, Echo Mode)
Snap-On Modul nach EN 50022
Polyamid PA 6.6
Brennbarkeitsklasse V0 (UL94)
[kg] 0,170
[°C]
[°C]
[%]
IP20
-
20… 60
-
20… 70
< 95 (nicht kondensierend)
USB-B
4 x 4pol. Anschlussblöcke
PE: über die DIN Tragschiene
EN 61000-6-2: 8/2005
EN 61000-6-4: 6/2007 ; A1:2011
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5 Parameter
5.1 Parameterübersicht
Gruppe Kommando Werkseinstellung
Basisparameter
INPOS
Eingansgsignalanpassung
Sensorskalierung
Regler Parametrierung
D:B
Ausgangssignalanpassung
Sonderkommandos
AIN:X2
Einheit
EN -
STD -
AUTO -
200 µm
100 -
U0-10 -
100 mm
0 µm
U0-10 -
100 mm
0 µm
25
25 mm mm
1 ms
SQRT1 -
0
0
0,01 %
0,01 %
10000
10000
0,01 %
0,01 %
200 0,01 %
0 0,01 %
U+-10 -
EASY -
A: 1000
B: 1000
C: 0
X: V
-
-
0,01 %
-
Beschreibung
Sprachumschaltung
Parameteransicht
Fehlerüberwachung
Größe des Regelabweichungsfensters
Arbeitshub der Achsen
Typ des Eingangssignals
Nennlänge des Sensors
Offset des Sensors
Typ des Eingangssignals
Nennlänge des Sensors
Offset des Sensors
Bremswege
Zeitkonstante (dämpfendes Verhalten) des Reglers
Regelcharakteristik
Überdeckungskompensation
Ausgangssignalskalierung
Ansprechschwelle der Überdeckungskompensation
Nullpunktkorrektur
Typ und Polarität des Ausgangssignals
Modus der Eingangsskalierung
Freie Skalierung des analogen Sollwerteingangs. Ersetzt
SIGNAL wenn AINMODE auf MATH parametriert wird.
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5.2 Basisparameter
5.2.1 LG (Sprachumschaltung)
Kommando
LG x
Parameter
x= DE|EN
Einheit
-
Gruppe
STD
Es kann für die Hilfstexte die englische oder deutsche Sprache gewählt werden.
ACHTUNG: Nach Änderung der Spracheinstellung muss der BUTTON [ID] in der Menüleiste
(WPC-300) gedrückt werden (Identifikation des Moduls).
5.2.2 MODE (Parameteransicht)
Kommando
MODE x
Parameter
x= STD|EXP
Einheit
-
Gruppe
STD
Über dieses Kommando wird der Bedienermodus umgeschaltet. Im
„Standard“ Modus (STD) sind verschiedene Kommandos ausgeblendet.
Die Kommandos im „Expert“ Modus (EXP) haben einen erweiterten Einfluss auf das Systemverhalten und setzen entsprechende Kenntnisse voraus. Sie sollten entsprechend vorsichtig verändert werden.
5.2.3 SENS (Fehlerüberwachung)
Kommando
SENS x
Parameter Einheit
x= ON|OFF|AUTO -
Über dieses Kommando werden Überwachungsfunktionen (4… 20 mA Eingang, Magnetstromüberwachungen und interne Modulüberwachungen) aktiviert bzw. deaktiviert.
ON:
OFF:
AUTO:
Alle Funktionen werden überwacht. Die erkannten Fehler können durch Deaktivieren des
ENABLE Eingangs gelöscht werden.
Keine Überwachungsfunktion ist aktiv.
AUTO RESET Modus, alle Funktionen werden überwacht. Nachdem der Fehlerzustand nicht mehr anliegt, geht das Modul automatisch in den normalen Betriebszustand über.
Normalerweise ist die Überwachungsfunktion immer aktiv, da sonst keine Fehler über den Ausgang
READY signalisiert werden. Zur Fehlersuche kann sie aber deaktiviert werden.
Gruppe
STD
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5.2.4 INPOS (Regelabweichungsfenster)
Kommando Parameter Einheit Gruppe
INPOS x x= 2… 200000 µm
STD
Dieser Parameter wird in µm eingegeben.
Das INPOS Kommando definiert einen Überwachungsbereich, für den die STATUS Meldung generiert wird.
Die Funktion überwacht die Regelabweichung zwischen den beiden Istwerten. Befindet sich die Regelabweichung innerhalb des INPOS-Fensters, so wird dies über den Status-Ausgang bzw. die STATUS-LED (GELB
A) signalisiert. Der Regelvorgang wird von dieser Meldung nicht beeinflusst, die Regelung bleibt aktiv.
5.3 Eingangssignalanpassung
5.3.1 SYS_RANGE (Arbeitshub)
Kommando Parameter Einheit Gruppe
SYS_RANGE x x= 10… 10000 mm
STD
Über dieses Kommando wird der Arbeitshub, der 100 % des Eingangssignals entspricht, vorgegeben. Fehlerhafte Vorgaben führen zu einer fehlerhaften Systemeinstellung und die abhängigen Parameter wie Geschwindigkeit und Verstärkung können nicht korrekt berechnet werden.
5.3.2 SIGNAL (Typ des Eingangssignals)
Kommando Parameter Einheit Gruppe
SIGNAL:W x x= OFF|U0-10|I4-20|
U10-0|I20-4
V|mA
EASY
Über dieses Kommando wird der Typ des Eingangssignals (Strom oder Spannung) definiert. Gleichzeitig kann die Signalrichtung umgekehrt werden. Dieses Kommando steht für den analogen Sollwerteingang (W) zur Verfügung. Im Modus OFF ist der analoge Eingang deaktiviert.
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5.3.3 N_RANGE:X (Nennlänge des Sensors)
Kommando Parameter Einheit Gruppe
N_RANGE:X x x= 10… 10000 mm
EASY
Über dieses Kommando wird die nominale Länge des Sensors definiert. Fehlerhafte Vorgaben führen zu einer fehlerhaften Systemeinstellung und die abhängigen Parameter wie Geschwindigkeit und Verstärkung können nicht korrekt berechnet werden. Der N_RANGE sollte immer gleich oder größer als SYS_RANGE sein.
5.3.4 OFFSET:X (Sensoroffset)
Kommando Parameter Einheit
S:i x i= 0… 15 x= -10000… 10000 0,01 %
Über dieses Kommando wird der Nullpunkt des Sensors eingestellt.
Der OFFSET:X ist intern auf SYS_RANGE begrenzt.
Gruppe
EASY
5.3.5 Verwendung der Kommandos SYS_RANGE, N_RANGE:X und OFFSET:X
Über diese Kommandos wird der Sensor für die Anwendung skaliert. Im unteren Beispiel hat der Sensor eine
Länge von 120 mm und der Zylinder einen Hub von 100 mm. Durch die Montage kommt es zu einem Offset
(Nullpunkt des Sensors zum Nullpunkt des Zylinders) von 5 mm. Diese Daten müssen nur noch in dieser Form eingegeben werden, und mit einem Eingangssignal von 0… 10 V kann der Hub von 0… 100 mm (am Sensor von 5… 105 mm) abgedeckt werden.
Korrekte Skalierung:
SYS_RANGE = 100 (mm); N_RANGE:X = 120 (mm); OFFSET:X = -5000 (µm)
100,00 mm
120,00 mm
5,00 mm
Abbildung 1 (Eingangsskalierung des Positionssensors)
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5.4 Regler Parametrierung
5.4.1 D (Bremsweg)
Kommando Parameter Einheit Gruppe
D:i x i= A|B x= 1… 10000 mm
STD
Dieser Parameter wird in mm vorgegeben
4
.
Der Verzögerungsweg wird für jede Bewegungsrichtung (A oder B) eingestellt. Die Regelverstärkung wird abhängig vom Bremsweg intern berechnet. Je kürzer der Bremsweg, desto höher die Verstärkung. Im Fall von
Instabilitäten sollte ein längerer Bremsweg vorgegeben werden.
G
Intern
SYS
_
RANGE
D
i
Die Berechnung der Regelverstärkung
ACHTUNG: Sollte der maximale Hub (SYS_RANGE Kommando) geändert werden, so ist auch der Bremsweg anzupassen. Andernfalls kann es zu Instabilitäten und unkontrollierten Bewegungen kommen.
5.4.2 PT1 (Zeitverhalten des Reglers)
Kommando Parameter Einheit Gruppe
PT1 x x= 0… 300 ms
EXP
Über diesen Parameter kann das Zeitverhalten des Reglers beeinflusst werden. Der hydraulische Antrieb ist relativ schwingungsanfällig, besonders wenn sehr schnelle Ventile verwendet werden. Der PT1 Filter ermöglicht ein besser gedämpftes Regelverhalten und es ist eine höhere Verstärkung einstellbar.
Voraussetzungen für den Einsatz sind: Die Eigenfrequenz des Ventils sollte gleich oder größer der Eigenfrequenz des Antriebs sein.
4
ACHTUNG! Bei älteren Modulen wurde dieser Parameter in % vom maximalen Hub vorgegeben. Da bei diesem Modul die Datenvorgabe auf mm umgestellt wurde, ist das Verhältnis zwischen dem Hub (SYS_RANGE Kommando) und diesen
Parametern zu berücksichtigen.
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5.4.3 CTRL (Charakteristik der Bremsfunktion)
Kommando Parameter Einheit Gruppe
CTRL x x= LIN|SQRT1|SQRT2 -
STD
Mit diesem Parameter wird die Bremscharakteristik eingestellt. Im Fall von positiv überdeckten Proportionalventilen sollte die SQRT Funktion verwendet werden. Die nichtlineare Durchflussfunktion dieser Ventile wird durch die SQRT 5 Funktion linearisiert.
Im Fall von Nullschnittventilen (Regelventile und Servoventile) sollte
– anwendungsabhängig – die LIN oder
SQRT1 Funktion verwendet werden. Die progressive Charakteristik der SQRT1 Funktion weist die bessere
Positioniergenauigkeit auf, kann aber im Einzelfall auch zu längeren Positionierzeiten führen.
LIN: Lineare Bremscharakteristik (Verstärkung beträgt Faktor 1).
SQRT1: Wurzelfunktion für die Bremskurvenberechnung. Die Verstärkung wird um den Faktor 3 (in der Zielposition) erhöht. Dies ist die Standardeinstellung.
SQRT2: Wurzelfunktion für die Bremskurvenberechnung. Die Verstärkung wird um den Faktor 5 (in der Zielposition) erhöht. Diese Einstellung sollte nur bei deutlich progressiver Durchflussfunktion des Ventils verwendet werden.
Braking stroke
D:A or D:B
Deceleration time
D:A or D:B
CTRL = SQRT
CTRL = SQRT
CTRL = LIN
CTRL = LIN
Stroke Time
Abbildung 2 (Gegenüberstellung des Bremsverhaltens über den Hub oder über die Zeit)
5
Die SQRT Funktion generiert eine konstante Verzögerung und erreicht somit schneller die Zielposition. Dies wird erreicht, in dem die Verstärkung während des Bremsvorgangs erhöht wird.
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5.5 Ausgangssignalanpassung
5.5.1 MIN (Kompensation der Überdeckung)
5.5.2 MAX (Ausgangsskalierung)
5.5.3 TRIGGER (Ansprechschwelle für den MIN Parameter)
Kommando Parameter Einheit Gruppe
MIN:i
MAX:i x x
TRIGGER x i= A|B x= 0… 6000 x= 3000… 10000 x= 0… 4000
-
0,01 %
0,01 %
0,01 %
STD
Über diese Kommandos wird das Ausgangssignal an das Ventil angepasst. Bei den Positioniersteuerungen wird eine geknickte Volumenstromkennlinie anstelle des typischen Überdeckungssprungs verwendet. Der Vorteil ist ein besseres und stabileres Positionierverhalten. Gleichzeitig können mit dieser Kompensation auch geknickte Volumenstromkennlinien
6
des Ventils angepasst werden.
ACHTUNG: Sollten am Ventil bzw. am Ventilverstärker ebenfalls Einstellmöglichkeiten für die
Totzonenkompensation vorhanden sein, so ist sicherzustellen, dass die Einstellung entweder am Leistungsverstärker oder im Modul durchgeführt wird.
Wird der MIN Wert zu hoch eingestellt, wirkt sich dies auf die minimale Geschwindigkeit aus, die dann nicht mehr einstellbar ist. Im extremen Fall führt dies zu einem Oszillieren um die geregelte Position.
MAX:A geknickte Volumenstromkennlinie
MIN:B normale Überdeckungskompensation
MIN:A
TRIGGER Werte
Eingang
MAX:B
6
Verschiedene Hersteller haben Ventile mit definierter geknickter Kennlinie: z. B. einen Knick bei 40 oder bei 60 % (korrespondierend mit 10 % Eingangssignal) des Nennvolumenstroms. In diesem Fall ist der TRIGGER Wert auf 1000 und der
MIN Wert auf 4000 (6000) einzustellen.
Bei Einsatz von Nullschnittventilen bzw. leicht unterdeckten Ventilen ist die Volumenstromverstärkung im Nullbereich (innerhalb der Unterdeckung) doppelt so hoch wie im normalen Arbeitsbereich. Dies kann zu Schwingungen bzw. einem nervösen Verhalten führen. Um dies zu kompensieren, ist der TRIGGER Wert auf ca. 200 und der MIN Wert auf 100 einzustellen. Dadurch wird die Verstärkung im Nullpunkt halbiert und es kann oft eine insgesamt höhere Verstärkung eingestellt werden.
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5.5.4 OFFSET (Nullpunktkorrektur des Ausgangssignals)
Kommando Parameter Einheit Gruppe
OFFSET x x= -4000… 4000 0,01 %
STD
Dieser Parameter wird in 0,01 % Einheiten eingegeben.
Der Offsetwert wird am Ausgang zum Stellsignal addiert. Mit diesem Parameter können Nullpunktverschiebungen des Stellgliedes (Ventil) kompensiert werden.
5.5.5 SIGNAL:U (Typ und Polarität des Ausgangssignals)
Kommando Parameter Einheit Gruppe
SIGNAL:U x x= U+-10|I4-12-20|
U-+10|I20-12-4
-
STD
Über dieses Kommando wird der Typ des Ausgangssignals (Strom / Spannung und die Polarität
7
) definiert.
Differenzausgang ± 100 % entspricht ± 10 V (0… 10 V an PIN 15 und PIN 16).
Stromausgang: ± 100 % entspr icht 4… 20 mA (PIN 15 zu PIN 12). 12 mA ist die neutrale Stellung
(U = 0 %, das Ventil sollte in Mittelstellung sein).
STROMAUSGANG: Ein Ausgangsstrom von << 4 mA signalisiert, dass ein Fehler vorliegt bzw. das Modul keine Freigabe hat. Es ist darauf zu achten, dass das Ventil bei < 4 mA abschaltet (falls dies nicht der Fall ist, sollte das EOUT Kommando verwendet werden, um ein definiertes Ausgangssignal zu generieren).
7
Das bisherige POL Kommando entfällt, da das SIGNAL Kommando universeller für alle Module einsetzbar ist.
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5.6 Sonderkommandos
5.6.1 AINMODE (Modus der Eingangsskalierung)
Kommando
AINMODE x
Parameter
x= EASY|MATH
Einheit
-
Gruppe
TERMINAL
Der AINMODE schaltet den Modus der Parametrierung der analogen Eingänge um. Im EASY Zustand (ist
DEFAULT) wird die einfachere anwendungsorientierte Skalierung der analogen Signaleingänge (SIGNAL:W) unterstützt.
Im MATH Modus ist die freie Skalierbarkeit über eine lineare Gleichung (AIN:W) möglich. Dieser Modus kann z. B. bei bekannten Eingangsskalierungen (Kompatibilitätsmodus) verwendet werden.
ACHTUNG: Die Umschaltung kann nur manuell im Terminal durchgeführt werden. Nach dem Zurückschalten in den EASY Mode sollten als erstes DEFAULT Daten geladen werden.
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5.6.2 AIN (Skalierung der analogen Eingänge)
Kommando Parameter Einheit Gruppe
AIN:i a b c x i= X1|X2 a= -10000… 10000 b= -10000… 10000 c= -10000… 10000 x= V|C
-
-
0,01 %
-
MATH
Über dieses Kommando kann der analoge Eingang individuell skaliert werden. Zur Skalierung wird die lineare
Gleichung verwendet.
Output = A/B ∙ (Input – C)
Der „C“ Wert ist der Offset (z. B. um die 4 mA bei einem 4… 20 mA Eingangssignal zu kompensieren). Dieser
Wert wird in Prozent angeben. Die Variablen A und B definieren den Verstärkungsfaktor, mit dem der Signalbereich auf 100 % skaliert wird (z.
B. 1,25 bei 4… 20 mA Eingangssignal, per Werkseinstellung parametriert durch A=1250 und B=1000). Diese beiden Werte sind einheitenlos. Mit X wird von Spannungs- auf Stromsignal umgeschaltet und der interne Messwiderstand aktiviert.
Der Verstärkungsfaktor errechnet sich, indem man den nutzbaren Bereich (A) ins Verhältnis zum real genutzten Bereich (B) setzt. Nutzbar sind 0… 20 mA, was für (A) einen Wert von 20 ergibt. Genutzt werden
4… 20 mA, was für (B) einen Wert von 16 (20-4) ergibt. Nicht genutzt werden 0… 4 mA, was beim Bereich von 20 mA einem Offset von 20 % und somit einem Wert von 2000 für (C) entspricht. Zuletzt (X) umschalten auf C.
Das Kommando sähe also wie folgt aus: AIN:I 20 16 2000 C bzw. AIN:I 1250 1000 2000 C.
Typische Einstellungen:
Kommando
AIN:I 1000 1000 0 V
AIN:I 10 8 1000 V ODER
AIN:I 1000 800 1000 V
AIN:I 10 4 500 V ODER
AIN:I 1000 400 500 V
AIN:I 10 5 500 V ODER
AIN:I 2000 1000 500 V
AIN:I 20
16 2000 C ODER
AIN:I
2000 1600 2000 C ODER
AIN:I 1250 1000 2000 C
Eingang
0… 10 V
1… 9 V
0,5… 4,5 V
0… 5 V
4… 20 mA
Beschreibung
Bereich: 0… 100 %
Bereich: 0… 100 %; 1 V = 1000 entspricht dem Offset und die Verstärkung ist:
10 / 8 (10 V dividiert durch 8 V (9 V -1 V))
Bereich: 0… 100 %; 0,5 V = 500 entspricht dem Offset und die Verstärkung ist:
10 / 4 (10 V dividiert durch 4 V (4,5 V -0,5 V))
Bereich: 0… 100 %, kein Offset.
Verstärkung ist 2 (10 V durch 5 V).
Stromeingang. Verfügbares Signal:
0… 20 mA. Arbeitsbereich von 0… 100 %.
Tatsächlich nutzbar sind nur 4… 20 mA (16 mA). Offset von 4mA sind 20% von 20mA, entspricht 2000 für den Offset.
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5.7 PROZESSDATEN (Monitoring)
Kommando
X1
X2
E
C
U
IA
IB
Parameter
Istwert Achse 1
Istwert Achse 2
Regelfehler
Ausgangssignal Regler
Stellsignal
Magnetstrom A
Magnetstrom B
Einheit
mm mm mm
%
% mA (nur P Version) mA (nur P Version)
Die Prozessdaten sind die variablen Größen, die im Monitor oder im Oszilloskop kontinuierlich beobachtet werden können.
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6 Anhang
6.1 Überwachte Fehlerquellen
Folgende mögliche Fehlerquellen werden bei SENS = ON/AUTO fortlaufend überwacht:
Quelle
Istwert PIN 13, 4...20 mA
Fehler
Nicht im gültigen Bereich bzw.
Kabelbruch
Verhalten
Der Ausgang wird deaktiviert.
Istwert PIN 14, 4...20 mA
P-VERSION
Magnete an PIN 17 - 20
EEPROM
(beim Einschalten)
Nicht im gültigen Bereich bzw.
Kabelbruch
Kabelbruch bzw. falsche Verdrahtung
Datenfehler
Der Ausgang wird deaktiviert.
Die Endstufe wird deaktiviert.
Der Ausgang wird deaktiviert.
Der Ausgang kann nur aktiviert werden, indem die Parameter neu gespeichert werden!
Achtung: Einstellung des EOUT Kommandos beachten. Änderungen beeinflussen das Verhalten.
6.2 Fehlersuche
Ausgegangen wird von einem betriebsfähigen Zustand und vorhandener Kommunikation zwischen Modul und dem WPC-300. Weiterhin ist die Parametrierung zur Ventilansteuerung anhand der Ventildatenblätter eingestellt.
Zur Fehleranalyse kann der RC Modus im Monitor verwendet werden.
ACHTUNG: Wenn mit dem RC (Remote Control) Modus gearbeitet wird, sind alle Sicherheitsaspekte gründlich zu prüfen. In diesem Modus wird das Modul direkt gesteuert und die Maschinensteuerung kann keinen Einfluss auf das Modul ausüben.
FEHLER URSACHE / LÖSUNG
ENABLE ist aktiv, das
Modul zeigt keine Reaktion, die READY LED ist aus.
Vermutlich ist die Spannungsversorgung nicht vorhanden oder das ENABLE Signal
(PIN 8) liegt nicht an.
Wenn keine Spannungsversorgung vorhanden ist, findet auch keine Kommunikation
über unser Bedienprogramm statt. Ist die Verbindung mit WPC-300 aufgebaut, so ist auch eine Spannungsversorgung vorhanden.
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FEHLER
ENABLE und START sind aktiv, die READY
LED blinkt.
URSACHE / LÖSUNG
Mit der blinkenden READY LED wird signalisiert, dass vom Modul ein Fehler erkannt wurde. Fehler können sein:
Kabelbruch oder fehlendes Signal an den Eingängen, wenn
4… 20 mA Signale parametriert sind.
Kabelbruch oder falsche Verdrahtung zu den Magneten (nur in der P Version).
Interner Datenfehler: Kommando/Button SAVE ausführen, um den Datenfehler zu löschen. System hat wieder die DEFAULT Daten geladen.
Mit dem WPC-300 Bedienprogramm kann der Fehler über den Monitor direkt lokalisiert werden.
Die Polarität des Regelkreises ist falsch. Durch das POL Kommando oder durch Vertauschen der beiden Anschlüsse PIN 15 und PIN 16 kann die Polarität geändert werden.
ENABLE und START sind aktiv, die READY
LED leuchtet, das System fährt in eine Endlage.
ENABLE und START sind aktiv, die READY
LED leuchtet, die
STATUS LED leuchtet nicht, der Gleichlauffehler wird nicht ausgeglichen.
ENABLE und START sind aktiv, die READY
LED leuchtet, System schwingt in der Position.
Der Gleichlaufregler arbeitet im Bypass zu einem Stromteiler. Eine Gleichlaufregelung ist nur während der Bewegung möglich. Das bedeutet, dass bei einem korrekt arbeitenden System der Gleichlauffehler während der Fahrt kontinuierlich verringert.
Infolge einer fehlerhaften Parametrierung oder einer fehlerhaften Systemauslegung kann es zu größeren Positionsfehlern kommen.
Ist der Zylinderhub korrekt vorgegeben?
Sind die Bremswege korrekt (zum Starten des Systems sollten die Bremswege auf ca. 20… 25 % des Zylinderhubes eingestellt werden
8
)? Je kleiner der Bremsweg eingestellt wird, umso genauer sollte das System fahren
9
.
Handelt es sich um ein Nullschnitt Regelventil oder um ein Standard Proportionalventil?
Im Fall des Proportionalventils ist die möglicherweise vorhandene Ventilüberdeckung mit den MIN Parametern zu kompensieren. Die typischen Werte sind dem
Datenblatt der Ventile zu entnehmen.
Zu kleiner Bremsweg oder zu großes Korrekturventil. Als Erstes sollte der Bremsweg vergrößert werden.
MIN Parameter wurde zu hoch eingestellt.
8
Das Stabilitätskriterium der hydraulischen Achse ist dabei zu berücksichtigen.
9
ACHTUNG! Bei zu großen Korrekturventilen kann es zu relativ großen Fehlern kommen. Bei der hydraulischen Auslegung ist darauf zu achten, dass das Korrekturventil ca. den doppelten Volumenstrom des Volumenstromfehlers vom
Stromteiler liefern kann. Liefert das Ventil einen deutlich höheren Volumenstrom so wird die Genauigkeit reduziert.
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6.3 Strukturbeschreibung der Kommandos
Die Kommandos für unsere Module sind wie folgt aufgebaut:
[nnnn:i x] oder
[nnnn x]
Bedeutung:
nnnn - steht für einen beliebigen Kommandonamen
nnnn: - steht für einen beliebigen Kommandonamen, der über einen Index erweitert werden kann.
Indizierte Kommandos sind durch das Zeichen „:“ erkennbar.
i oder I - ist ein Platzhalter für den I ndex. Ein Index kann z. B. „A“ oder „B“ für die Richtung sein.
x - ist der Parameterwert. Nur bei speziellen Sonderkommandos sind mehrere Parameter möglich.
Beispiele:
MIN:A 2000 nnnn = “MIN”, i = “A” und x = “2000”
OFFSET 50 nnnn
= „OFFSET“ und x = „50“
C:IC 2000 nnnn = “C”, i = “IC” und x = “2000”
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7 ZUSATZINFORMATION: Leistungsendstufe
7.1 Allgemeine Funktion
Die Leistungsendstufen wurden für die Ansteuerung von Proportionalventilen ohne Kolbenpositionsrückführung entwickelt. Die Endstufe wird durch den Mikrocontroller auf dem Basismodul über pulsweiten modulierte
Signale angesteuert, und der Strom wird kontinuierlich geregelt. Die Zykluszeit für den Magnetstromregler beträgt 0,125 ms.
Über interne Parameter kann die Endstufe an die dynamischen Anforderungen optimal angepasst werden.
Ventiltechnik: Proportionalventile der Hersteller REXROTH, BOSCH, DENISON, EATON, PARKER, FLUID
TEAM, ATOS und andere.
Merkmale
Zwei Leistungsendstufen für 0,5 bis 2,6 A
Hardware Kurzschlussschutz, 3 µs Ansprechzeit
Einstellbare PWM-Frequenz, Ditherfrequenz und Ditheramplitude
Hohe Stromsignalauflösung
Keine zusätzlichen Totzeiten bei der Signalübertragung zwischen der Regelfunktion und dem Leis-
tungsverstärker
Separate Leistungsversorgung für sicherheitsrelevante Anwendungen
Integriert in die Standardsteuerung, keine zusätzliche Verdrahtung erforderlich
Optimales Preis- / Leistungsverhältnis
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7.2 Gerätebeschreibung
99,0000 mm 45,0000 mm
13 14 15 16 25 26 27 28
13 14 15 16
29 30 31 32
114,0000 mm
Made in Germany
Date: Add.:
ID:
V:
W .
E .
ST .
Elektronik
D-41372 Niederkrüchten
Homepage: http://www.w-e-st.de
Typenschild und Anschlussbelegung
Type plate and terminal pin assignment
LEDs
1 2 3 4 17 18 19 20
5 6 7 8 21 22 23 24
W.E.ST.
Ready A B
USB
Interface
9 10 11 12 25 26 27 28
13 14 15 16 29 30 31 32
Klemmblöcke (steckbar)
Terminals (removable)
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7.3 Ein- und Ausgänge
Anschluss Beschreibung der Signale
PIN 22 +
PIN 24 -
Spannungsversorgung: 10… 30 VDC: Durch die separaten Spannungsversorgungseingänge kann bei sicherheitsrelevanten Anwendungen die Endstufe spannungsfrei geschaltet werden.
PIN 17+19
PIN 18+20
Magnetstromausgang A
Magnetstromausgang B
Anschluss Geänderte Signale zum Standard (U - Version)
PIN 15
PIN 16
Nicht anwendbar
Nicht anwendbar
7.4 Blockschaltbild
***-***P
10..30V
0V
Versorgungsspannung
24 V
0 V
22
24
Interne MCU
Schnittstelle
Leistungsstufen ia
17
19
ib
18
20
Magnet A
Magnet B
17
19
20
18
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7.5 Typische Verdrahtung
1 2 3 4
17 18 19 20
24V
0V
Spannungsversorgung
Ventilmagnet A
Ventilmagnet B
5 6 7 8
21 22 23 24
9 10 11 12
25 26 27 28
0V
13 14 15 16
29 30 31 32
ACHTUNG: Aus Gründen der elektromagnetischen Emission sollten die Magnetleitungen abgeschirmt werden.
ACHTUNG: Stecker mit Freilaufdioden sowie mit Leuchtanzeigen sind bei stromgeregelten
Endstufen nicht einsetzbar. Sie stören die Stromregelung und können zu einer Zerstörung der Ausgangsstufe führen.
7.6 Technische Daten
Versorgungsspannung
Leistungsbedarf max.
Absicherung
PWM Leistungsausgänge
PWM Frequenz
Abtastzeit Magnetstromregelung
Temperaturbereich
Gehäuse
Gewicht
Anschlüsse
[VDC]
10... 30
[W]
60 (je nach Magnettype)
[A]
3 (mittelträge)
[A]
[Hz]
0,5 bis 2,6 (per Software parametrierbar);
Kabelbruch und Kurzschluss überwacht
61
… 2604
[ms] 0,125
[°C] -20... 60
Snap-On Module EN 50022
Polyamid PA 6.6
Brennbarkeitsklasse V0 (UL94)
[kg] 0,250 (inkl. dem Basismodul)
3 x 4 pol. Anschlussblöcke
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7.7 Parameterübersicht
Kommando
Werkseinstellung
Einheit
1000 mA
Beschreibung
Nennstrom des Magneten
121 Hz
Ditherfrequenz
500 0,01 %
Ditheramplitude
2604 Hz
PWM Frequenz
ON -
Automatische Einstellung des Magnetstromreglers
7
40
-
-
Manuelle PI-Einstellung der Magnetstromregelung
+ -
Ausgangspolarität
Die Standardparametrierung wurde an einer Vielzahl von Proportionalventilen unterschiedlicher Hersteller eingesetzt. Solange keine speziellen Anforderungen an die Anwendung gestellt werden, hat sich diese Parametrierung in der Praxis bewährt.
7.8 Parameter der Leistungsendstufe
7.8.1 CURRENT (Magnet Nennstrom)
Kommando Parameter
CURRENT x x= 500… 2600
Einheit
mA
Gruppe
STD
Über diesen Parameter wird der Nennstrom des Magneten eingestellt. Dither und auch MIN/MAX beziehen sich immer auf den hier parametrierten Wert.
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7.8.2 DFREQ (Ditherfrequenz)
7.8.3 DAMPL (Ditheramplitude)
Kommando
DFREQ x
DAMPL x
Parameter
x= 60… 400 x= 0… 3000
Einheit
Hz
0,01 %
Gruppe
STD
Über dieses Kommando kann der Dither
10
frei definiert werden. Je nach Ventil können unterschiedliche
Amplituden oder Frequenzen erforderlich sein. Die Ditheramplitude ist in % (Spitze-Spitze Wert) des nominalen Ausgangsstroms definiert
11
. (siehe Kommando CURRENT).
Die Dither Frequenz wird in Hz eingegeben. Infolge interner Berechnungen kann die Frequenz nur in definierten Stufen übernommen werden (sie wird automatisch auf die nächst höhere Stufe gesetzt)
12
.
ACHTUNG: Die Parameter PPWM und IPWM beeinflussen die Wirkung der Dithereinstellung. Nach der Dither Optimierung sollten diese Parameter nicht mehr verändert werden.
ACHTUNG: Wenn die PWM Frequenz kleiner 500 Hz ist, dann sollte die Ditheramplitude auf null gesetzt werden.
7.8.4 PWM (PWM Frequenz)
Kommando
PWM x
Parameter
x= 61… 2604
Einheit
Hz
Gruppe
EXP
Die Frequenz kann in vorgegebenen Stufen definiert werden (61 Hz, 72 Hz, 85 Hz, 100 Hz, 120 Hz, 150 Hz,
200 Hz, 269 Hz, 372 Hz, 488 Hz, 624 Hz, 781 Hz, 976 Hz, 1201 Hz, 1420 Hz, 1562 Hz, 1736 Hz, 1953 Hz,
2232 Hz, 2604 Hz). Die optimale Frequenz ist ventilabhängig.
ACHTUNG: Bei niedrigen PWM Frequenzen sollten die Parameter PPWM und IPWM angepasst werden, da die längeren Totzeiten die Stabilität des Regelkreises verringern.
10
Bei dem Dither handelt es sich um ein Brummsignal, das dem Stromsollwert überlagert wird. Der Dither wird durch
Frequenz und Amplitude definiert. Die Ditherfrequenz sollte nicht mit der PWM Frequenz verwechselt werden. In den Dokumentationen mancher Ventile wird fälschlicherweise von einem Dither gesprochen obwohl die PWM Frequenz gemeint ist. Zu erkennen ist dies durch die fehlende Angabe der Ditheramplitude.
11
Die Ditheramplitude ist ein Sollwert. Je nach Dynamik des Magneten und der eingestellten Ditherfrequenz kann es zu
Abweichungen zwischen der vorgegebenen und der realen Amplitude kommen. Ist die Hysterese arbeitspunktabhängig zu hoch, so sollte als Erstes die Ditherfrequenz verringert werden.
12
Je niedriger die Ditherfrequenz wird, umso kleiner werden auch die Stufen. Hierdurch ist die Praxistauglichkeit sichergestellt.
Seite 37 von 40 CSC-151-*-2030
7.8.5 ACC (Automatische Einstellung des Magnetstromreglers)
Kommando
ACC x
Parameter
x= ON|OFF
Einheit
-
Gruppe
EXP
Arbeitsmodus der Magnetstromregelung.
ON: AUTOMATIC Modus: PPWM und IPWM Werte werden anhand der PWM Frequenz berechnet.
OFF: Manuelle Einstellung: PPWM und IPWM können manuell eingestellt werden.
7.8.6 PPWM (P Verstärkung des Stromreglers)
7.8.7 IPWM (I Verstärkung des Stromreglers)
Kommando
PPWM
IPWM x x
Parameter
x= 0… 30 x= 1… 100
Einheit Gruppe
-
-
EXP
Mit diesen Kommandos wird der PI Stromregler für die Magnete parametriert.
Ohne entsprechende Messmöglichkeiten und Erfahrungen sollten diese Parameter nicht verändert werden.
Achtung, steht der Parameter ACC auf ON, so werden diese Einstellungen automatisch durchgeführt.
Ist die PWM-Frequenz < 250 Hz, so muss die Stromregeldynamik verringert werden.
Typische Werte sind: PPWM = 1… 3 und IPWM = 40… 80.
Ist die PWM-Frequenz > 1000 Hz, so sollten die Standardwerte von PPWM = 7 und IPWM = 40 gewählt werden.
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7.9 Geänderte und zusätzliche Parameter zur U-Version
7.9.1 SIGNAL:U (Ausgangspolarität)
Kommando Parameter
SIGNAL:U x x= +|-
Einheit
-
Gruppe
STD
Über dieses Kommando wird die Polarität des Ausgangssignals definiert umgeschaltet.
Seite 39 von 40 CSC-151-*-2030
8 Notizen / Änderungen
Seite 40 von 40 CSC-151-*-2030

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Wichtige Funktionen
- Präzise Gleichlaufregelung von zwei Zylindern
- Bypass-Modus für hohe Stabilität
- Optionale Leistungsendstufe (CSC-151-P)
- Programmierbarer Analogausgang (CSC-151-U)
- Einfache Parametrierung über RS232C oder USB
- Fehlerüberwachung und -diagnose
- Kompatibilität mit analogen Wegmesssystemen
- Integrierter Sensoroffset-Abgleich
- Skalierbare Sensoren
- Intuitive Bedienung