W.E.St. CSC-152 U, P Gleichlaufregelbaugruppe Technische Dokumentation
Hier finden Sie kurze Informationen zu Gleichlaufregelbaugruppe CSC-152 U, Gleichlaufregelbaugruppe CSC-152 P. Diese Module wurden zur Steuerung von hydraulischen Positionierantrieben mit der Möglichkeit einer überlagerten Gleichlaufregelung entwickelt. Stetigventile mit integrierter oder externer Elektronik können mit dem Differenzausgang angesteuert werden.
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Technische Dokumentation
CSC-152-U
CSC-152-P
Universelle Gleichlaufregelbaugruppe für analoge Signale, alternativ mit Leistungsendstufe
INHALT
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1 Allgemeine Informationen
1.1 Bestellnummer
CSC-152-U
1
-2030
2
- mit parametrierbarem Ausgang (±10 V Differenzsignal oder 4… 20 mA Stromsignal) und analoger Sensorschnittstelle
- mit integrierter Leistungsendstufe bis 2,6 A (siehe Zusatzinformation)
CSC-152-P-2030
Erweiterte, alternative Versionen
POS-124-PDP
- Zwei-Achs-Positionierregelmodul mit analogem ±10 V Differenzausgang oder 4… 20 mA Ausgang, SSI oder analoger Sensorschnittstelle, Profibusschnittstelle und
Gleichlaufregelfunktion.
CSC-156-SSIC
- Gleichlaufregelung inkl. Druckbegrenzungsregelung mit analogem ±10 V Differenzausgang oder 4… 20 mA Ausgang, SSI oder analoger Sensorschnittstelle und Profi-
busschnittstelle (Koppelmodul notwendig) für bis zu 4 Achsen.
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 Steuerung von hydraulischen Positionierantrieben mit der Möglichkeit einer
überlagerten Gleichlaufregelung entwickelt. Stetigventile mit integrierter oder externer Elektronik können mit dem Differenzausgang angesteuert werden.
Die interne Profilgenerierung ist optimiert für das wegabhängige Bremsen oder den NC Regelmodus. Der Regler und die Reglereinstellung sind an die typischen Anforderungen angepasst und ermöglichen so eine schnelle und unkritische Optimierung des Regelverhaltens. Die zeitoptimale Regelfunktion bietet dabei eine hohe Genauigkeit bei gleichzeitig hoher Stabilität für hydraulische Antriebe. Über die externe Hubvorgabe und Geschwindigkeitsvorgabe wird der Bewegungszyklus gesteuert.
Die Signale werden als analoge Signale mit hoher Auflösung vorgegeben.
Der überlagerte Gleichlaufregler beeinflusst die Geschwindigkeit der angekoppelten Slave Achse. Positionsfehler während der Fahrt bewirken eine Geschwindigkeitserhöhung oder Geschwindigkeitsverringerung, so dass der Gleichlauffehler ausgeregelt wird. Die Achsen können über den externen analogen Geschwindigkeitseingang in der Geschwindigkeit begrenzt werden.
Alternativ ist die P-Version mit integrierter Leistungsendstufe (siehe Zusatzinfo: LEISTUNGSENDSTUFE) verfügbar. Der Vorteil der integrierten Leistungsendstufe liegt in dem integrierten Regelverhalten ohne zusätzliche
Totzeiten. Hierdurch wird bei „einfachen“ Proportionalventilen eine höhere Dynamik bzw. höhere Stabilität erreicht.
Die Parametrierung (USB Schnittstelle) wird durch unser WPC-300 Programm unterstützt. Diverse Funktionen unterstützen die Inbetriebnahme und Fehlersuche.
Typische Anwendungen: Gleichlauf und Positionierung für zwei Achsen (bis zu 4 Achsen im Master/Slave-Modus).
Merkmale
Analoge Positions- und Geschwindigkeitsvorgabe
Analoge Wegsensoren
Einfache und intuitive Skalierung des Sensors
Datenvorgabe für die Bewegung in mm bzw. mm/s
Interne Profildefinition durch Vorgabe von Beschleunigungen, Geschwindigkeit und Verzögerungen
Prinzip des wegabhängigen Bremsens für kürzeste Hubzeiten
NC Profilgenerator für konstante Geschwindigkeit
Übergeordnete Gleichlaufregelung
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. b. Verbesserter Profilgenerator. c. Bessere Trennung zwischen dem SDD und NC Modus.
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:
ID:
V:
Add.:
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) Proportionalventile mit oder ohne integrierter Elektronik
(*2) Zylinderantrieb
(*3) Regelbaugruppen CSC-152 -P
(*4) Schnittstelle zur SPS mit analogen und digitalen Signalen
(*5) Positionssensoren
3.3 Typische Systemstruktur
Die Struktur des Gleichlaufreglers ist von unseren Positionierbaugruppen abgeleitet. Über die Eingänge 13
(Sollposition der Achse) und 14 (Istposition der Achse) wird der Positionsregler gesteuert. Über den Eingang 6
(Istposition der anderen Achse (normalerweise Masterachse)) wird zusätzlich die aktuelle Positionsinformation der anderen Achse dem Modul zur Verfügung gestellt.
Durch die Aktivierung des Eingangs GL-Aktiv greift der Gleichlaufregler in den Regelprozess ein. Wird die Istposition der Master-Achse auf die Slave-Achsen gegeben so folgen alle Slave-Achsen der Master-Achse.
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Bei zwei Achsen im Gleichlauf kann die Istposition über Kreuz der anderen Achse zur Verfügung gestellt werden. So ist zum Beispiel dann eine Master/Master Gleichlaufregelung (Mittelwertbildung) möglich. Oder es kann der jeweilige Master über den Schalteingang GL-Aktiv (Master = deaktiviert, Slave = aktiviert) gewählt werden.
Die Funktion des Statusausgangs wird automatisch umgeschaltet. Ist der Eingang GL-Aktiv deaktiviert, so wird mit dem Statussignal das InPos Signal (Fehler zwischen Sollposition (13) und Istposition (14)) generiert. Ist der
Eingang GL-Aktiv aktiviert, so wird der Gleichlauffehler (Istposition (14) und Master Istposition (6)) überwacht.
Soll die Gleichlaufregelung zuverlässig arbeiten, so ist die maximale Geschwindigkeit auf etwa 70... 80 % der möglichen Geschwindigkeit zu reduzieren. Um Fehler auszugleichen, müssen die jeweiligen Slave-Achsen schneller fahren können als die Masterachse. Diese Regelreserve ist notwendig und muss bei der Auslegung des Systems berücksichtigt werden.
Bei Einsatz von Sensoren mit 4... 20 mA Stromsignal wird der Eingang 6 ebenfalls parallel zu 14 (der Masterachse) geschaltet. Beide Eingänge messen so das Eingangssignal über den gleichen Messwiderstand, wodurch eine höhere Genauigkeit erreicht wird.
Der Eingang 6 ist standardmäßig für 4… 20 mA zu parametrieren.
P-A
und B-T
Einflüsse auf die Positioniergenauigkeit:
Die Genauigkeit der Positionierung wird im Wesentlichen durch die hydraulischen und mechanischen Gegebenheiten bestimmt. So ist die richtige Ventilauswahl ein entscheidender Punkt. Weiterhin sind zwei sich widersprechende Anforderungen (kurze Hubzeit und hohe Genauigkeit) bei der Systemauslegung zu berücksichtigen.
Die Einschränkungen auf der elektronischen Seite liegen bei der Auflösung der analogen Signale, wobei eine
Auflösung von < 0,01 % unserer Module nur bei langen Hüben berücksichtigt werden muss. Weiterhin ist die
Linearität der einzelnen Signalpunkte (SPS, Sensor und Regelmodul) zu beachten.
Es ist auf jeden Fall zu empfehlen, das statische und dynamische Verhalten der hydraulischen Achse bei der
Systemauslegung zu berechnen. Um dies zu unterstützen benötigen wir als Basisinformationen folgende Kenndaten:
- die minimale Zylindereigenfrequenz,
- die maximale theoretische Geschwindigkeit beim Ausfahren und die maximale theoretische Geschwindigkeit beim Einfahren,
- die Ventileigenschaften (Eigenfrequenz, Nullschnitt oder positive Überdeckung, Hysterese und Durchflussverstärkung),
- Versorgungsdruck und Pumpenvolumenstrom, ggf. Informationen, ob ein Speicher vorhanden ist
- und das allgemeine Anforderungsprofil (welche Genauigkeit wird gewünscht, was ist die Funktion/Aufgabe der Achse (Positionieren, Positionieren unter Berücksi chtigung einer Gegenkraft, …))
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3.4 Inbetriebnahme
Schritt
Installation
Erstes Einschalten
Aufbau der
Kommunikation
Vorparametrierung
Stellsignal
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 SENSOREINSTELLUNG, das AUSGANGSSIGNAL sowie die BESCHLEUNIGUNG und VERZÖGERUNG.
Diese Vorparametrierung ist notwendig, um das Risiko einer unkontrollierten Bewegung zu minimieren.
Parametrieren Sie die für das Stellglied spezifischen Einstellungen (MIN für die
Überdeckungskompensation und MAX für die maximale Geschwindigkeit).
Reduzieren Sie die Geschwindigkeit (Kommando VELO) auf einen für die Anwendung unkritischen Wert.
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 sollte ca. 0 mA fließen.
Hydraulik einschalten
ENABLE aktivieren
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! Der Antrieb kann jetzt seine Position verlassen und mit voller Geschwindigkeit in eine Endlage fahren. Ergreifen Sie Sicherheitsmaßnahmen, um
Personen- und Sachschäden zu verhindern.
Der Antrieb steht in der aktuellen Position (mit ENABLE wird die Istposition als
Sollposition übernommen). Sollte der Antrieb in eine Endlage fahren, so ist vermutlich die Polarität falsch.
Geschwindigkeitsvorgabe Über den Parameter VELO oder die externe Geschwindigkeitsvorgabe (abhängig von SIGNAL:V) kann die Geschwindigkeit begrenzt werden.
START aktivieren
GL-ACTIVE
Mit dem Startsignal wird der Sollwert des analogen Sollwerteingangs übernommen und die Achse fährt zu der vorgegebenen Zielposition. Wird START deaktiviert, so stoppt die Achse über den eingestellten Bremsweg D:S.
Gleichlaufregler aktivieren. Fahren die Achsen geregelt ein und aus, so kann der
überlagerte Gleichlaufregler aktiviert werden. Eventuell vorhandene Gleichlauffehler sollten dann minimiert werden.
Regler optimieren Optimieren Sie jetzt die Regelparameter entsprechend Ihrer Anwendung bzw. Ihren Anforderungen.
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4 Technische Beschreibung
4.1 Eingangs- und Ausgangssignale
Anschluss
PIN 3
Versorgung
Spannungsversorgung (siehe technische Daten)
PIN 4
Anschluss
PIN 9 / 10
PIN 13
PIN 14
PIN 6
PIN 11 / PIN 12
PIN 15 / 16
Anschluss
PIN 8
PIN 7
PIN 5
PIN 1
PIN 2
0 V (GND) Anschluss
Analoge Signale
Externe Geschwindigkeitsvorgabe (V), Signalb ereich 0… 10 V, skalierbar
Position Sollwert (W), Signalbereich
0… 10 V oder 4… 20 mA, skalierbar
Position Istwert (X), Signalbereich
0… 10 V oder 4… 20 mA, skalierbar
Position Master-Istwert (K), Signalbereich
0… 10 V oder 4… 20 mA, skalierbar
0 V (GND) Anschluss für die analogen Signale
Stellgröße, Ausgang zum Ventil.
Signalart und Polarität wählbar mit dem Parameter SIGNAL:U.
Digitale Ein- und Ausgänge
Enable Eingang:
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.
Als Sollposition wird die aktuelle Istposition übernommen und der Antrieb bleibt geregelt an der aktuellen Position stehen. Bei deaktiviertem Eingang ist der Ausgang (Stellsignal) abgeschaltet (Achtung, EOUT Kommando beachten).
START (RUN) Eingang:
Der Positionsregler ist aktiv, die externe analoge Sollposition wird als Sollwert übernommen.
Wird der Eingang während der Bewegung deaktiviert, so wird das System innerhalb des eingestellten Notbremswegs (D:S) gestoppt.
GL-Aktiv:
ON:
Der Gleichlaufregler wird über diesen Eingang aktiviert.
OFF:
Der Gleichlaufregler ist deaktiviert, das Modul verhält sich wie ein normaler Positionsregler
READY Ausgang:
ON:
Modul ist freigegeben, es liegt kein erkennbarer Fehler vor.
OFF: Enable (PIN 8) ist deaktiviert oder ein Fehler (Sensorfehler oder interner Fehler) wurde erkannt (abhängig vom SENS-Kommando).
STATUS Ausgang:
INPOS-Meldung: Abhängig von PIN 5 für den Positions- oder den Gleichlauffehler (ON).
ON: Die Achse steht innerhalb des INPOS Fensters.
OFF: Die Achse steht außerhalb des INPOS Fensters.
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4.2 LED Definitionen
LEDs
GRÜN
GELB A
GRÜN + GELB A
GELB A + GELB B
Beschreibung der LED-Funktion
Identisch mit dem READY Ausgang.
AUS:
AN:
Keine Stromversorgung oder ENABLE ist nicht aktiviert
System ist betriebsbereit
Blinkend: Fehler erkannt.
(Abhängig vom SENS-Kommando)
Identisch mit dem STATUS Ausgang.
AUS:
AN:
Die Achse steht außerhalb des INPOS Fensters.
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
n tio ut ita tp lim
Ou d ee Sp
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4.4 Typische Verdrahtung
24V Schaltausgänge zur SPS
InPos
Ready
24V Schalteingänge von der SPS
Enable
Run
GL-Aktiv
1 2 3 4
5 6 7 8
24V
0V
Spannungsversorgung
Analoge Masteristposition
(0..10 V, 4..20 mA)
Analoge Geschwindigkeit
(0... 10 V, 4... 20 mA)
Analoge Sollposition
(0..10 V, 4..20 mA)
Analoge Istposition
(0..10 V, 4..20 mA)
4.5 Anschlussbeispiele
SPS 0... 10 V Geschwindigkeitssignal
+In PIN 10
-In PIN 9
GND PIN 11
SPS 0... 10 V Sensor- / Sollwertsignal
+In PIN 13 oder PIN 14
In PIN 12 (GND)
Ventile (6 + PE Stecker) mit integrierter Elektronik
PIN 12
PIN 15
PIN 16
A : 24 V Versorgung
B : 0 V Versorgung
C : GND oder Enable
D : + Differenzeingang
E : - Differenzeingang
F : Diagnosesignal
PE -
9 10 11 12
0V 0V
13 14 15 16
Schirm
Zum Leistungsverstärker /
Stetigventil.
Differenzeingang verwenden.
z. B. 24 V z. B. 24 V
SPS oder Sensor 4... 20 mA zwei Leitertechnik
+In PIN 13 oder 14
PIN 12 (GND)
SPS oder Sensor 4... 20 mA drei Leitertechnik
+In PIN 13 oder 14
AIN:W 2000 1600 2000 C ( für 0... 100%)
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
AXES
Eingangssignalanpassung
Sensorskalierung
Sollwertsignal
Masterposition
Geschwindigkeitsvorgabe
Profilgenerator
Reglerparametrierung
V0:RES
PT1
Einheit
EN -
STD -
2 -
ON -
0 0,01 %
200 µm
100 mm
U0-10
100 mm
0 µm
U0-10 -
U0-10 -
0 µm
OFF -
10000 0,01 %
200 ms
SDD -
250 mm/s²
50 mm/s
100
100 ms ms
25
25
10 mm mm mm
10
10
1
1/s
1/s
-
1 ms
SQRT1 -
Beschreibung
Sprachumschaltung
Umfang der Parameteransicht.
Anzahl der Achsen.
Fehlerüberwachung
Ausgangssignal bei fehlender Freigabe.
Bereich für das InPos Signal
Arbeitshub der Achse
Typ des Eingangssignals
Nennlänge des Sensors
Offset des Sensors
Typ des Eingangssignals
Typ des Eingangssignals
Offset des Sensors der Masterachse
Typ des Eingangssignals
Interner Geschwindigkeitswert (SIGNAL:V = OFF)
Rampenzeit für den externen Eingang.
Positioniermethode
Beschleunigung im NC Modus
Maximale Geschwindigkeit im NC Modus
Beschleunigungszeiten im SDD Modus
Bremsweg und Nachlaufweg im SDD Modus
Kreisverstärkung im NC Modus
Zeitkonstante (Dämpfung) des Reglers
Regelcharakteristik
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Gruppe Kommando Werkseinstellung Einheit
Gleichlaufregelparameter
GL:P
GL:V0
GL:T1
Ausgangssignalanpassung
Sonderkommandos
AINMODE
25
25 mm mm
10
10
1/s
1/s
30 ms
0
0
0,01 %
0,01 %
10000
10000
0,01 %
0,01 %
200 0,01 %
0 0,01 %
U+-10 -
EASY -
I= W|X|V|K
A: 1000
B: 1000
C: 0
X: V
-
-
0,01 %
-
Beschreibung
Verzögerungsweg im SDD-Modus
Kreisverstärkung im NC-Modus.
Zeitkonstante
Überdeckungskompensation bzw. Kennlinienlinearisierung
Ausgangssignalskalierung.
Ansprechschwelle der Überdeckungskompensation
Offsetwert (wird zum Stellsignal addiert)
Typ und Polarität des Ausgangssignals
Modus der Eingangsskalierung
Freie Skalierung der analogen Eingänge
(AINMODE = MATH).
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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 sind verschiedene Kommandos (definiert über STD/EXP) ausgeblendet.
Die Kommandos im „Expert“ Modus haben einen erweiterten
Einfluss auf das Systemverhalten und setzen entsprechende Kenntnisse voraus. Sie sollten entsprechend vorsichtig verändert werden.
5.2.3 AXES (Anzahl der Achsen)
Kommando
AXES x
Parameter
x= 1… 6
Einheit
-
Gruppe
STD
Über dieses Kommando wird die Anzahl der Achsen definiert. Diese dient dazu einen Korrekturfaktor für den
Istwert der Masterachse (K) zu errechnen, wenn Stromsignale verwendet werden. Wird “1“ gewählt, so wird keine automatische Anpassung durchgeführt (Kompatibilität zur Vorgängergeneration).
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5.2.4 SENS (Fehlerüberwachung)
Kommando
SENS x
Parameter Einheit
x= ON|OFF|AUTO -
Gruppe
STD
Über dieses Kommando werden Überwachungsfunktionen (4… 20 mA Sensoren, 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.
5.2.5 EOUT (Ausgangssignal bei fehlender Bereitschaft)
Kommando Parameter Einheit Gruppe
EOUT x
x= -10000… 10000 0,01 %
EXP
Ausgangswert bei fehlender Bereitschaft (READY Ausgang ist deaktiviert). Hier kann ein Wert (Öffnungsgrad des Ventils) für den Fall eines Fehlers oder bei deaktiviertem ENABLE Eingang definiert werden. Diese Funktion kann verwendet werden, wenn z. B. bei einem Sensorfehler der Antrieb (mit vorgegebener Geschwindigkeit) in eine der beiden Endlagen fahren soll.
|EOUT| = 0 Ausgang wird im Fehlerfall abgeschaltet. Dies ist das normale Verhalten.
ACHTUNG!
Handelt es sich bei dem Ausgangssignal um einen 4… 20 mA Ausgang, so wird bei
|EOUT| = 0 der Ausgang abgeschaltet. Soll ein Stellsignal von 12 mA im Fehlerfall ausgegeben werden, so ist EOUT auf 1 einzustellen
3
.
Der hier definierte Ausgangswert wird permanent (unabhängig vom Parametersatz) gespeichert.
Die Auswirkungen sind für jede Anwendung in Bezug auf die Sicherheit vom Anwender zu bewerten.
Ist das EOUT Kommando aktiv, so sollte der Handbetrieb nicht verwendet werden. Nach dem Deaktivieren der Handgeschwindigkeit wird der Ausgang wieder auf den programmierten EOUT Wert gesetzt.
3
Dies ist notwendig, wenn das Proportionalventil keine Fehlererkennung - das Eingangssignal ist kleiner als 4 mA - implementiert hat. Ist eine Fehlererkennung im Proportionalventil vorhanden, so geht es nach dem Abschalten des Ausgangs in eine definierte Position.
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5.2.6 INPOS (In-Positions Überwachungsbereich)
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 INPOS Meldung generiert wird. Die
Funktion überwacht die Regelabweichung zwischen Soll- und Istwert. Befindet sich die Regelabweichung innerhalb des INPOS-Fensters, so wird dies über den Status-Ausgang bzw. die Status-LED signalisiert. Der Positioniervorgang wird von dieser Meldung nicht beeinflusst, die Regelung bleibt aktiv.
Ist der Gleichlaufregler aktiv, so wird dieses Fenster für den Gleichlauffehler verwendet
Die INPOS Meldung wird nur bei aktiviertem START-Signal angezeigt.
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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:i x
i= W|X|V|K x= OFF
U0-10
I4-20
U10-0
I20-4
-
EASY
Über dieses Kommando wird der Typ des Eingangssignals (Strom oder Spannung) definiert. Gleichzeitig kann die Signalrichtung umgekehrt werden. Dieses Kommando steht für die Eingänge W (Sollwert), X (Istwert) und V
(Geschwindigkeitsbegrenzung) zur Verfügung. Im Modus OFF ist der analoge Eingang deaktiviert
4
.
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 Parameter N_RANGE sollte immer gleich oder größer als der Parameter SYS_RANGE sein.
4
Das Abschalten des analogen Eingangs ist bei diesem Modul nur für den Geschwindigkeitseingang vorgesehen. Bei deaktiviertem Geschwindigkeitseingang wird automatisch der programmierte Geschwindigkeitssollwert „VELO“ verwendet.
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5.3.4 OFFSET:X (Sensoroffset)
5.3.5 OFFSET:K (Sensoroffset, Eingang Masterachse)
Kommando Parameter Einheit Gruppe
OFFSET:X x x= -100000… 100000 µm
OFFSET:K x x= -100000… 100000 µm
EASY
EASY
Über dieses Kommando wird der Nullpunkt des Sensors eingestellt.
Der OFFSET:X ist intern auf SYS_RANGE begrenzt.
Für den OFFSET:K kann im Idealfall der Wert des OFFSET:X von der Masterachse übernommen werden.
5.3.6 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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5.3.7 Geschwindigkeitsvorgabe
Die Umschaltung zwischen interner und externer Geschwindigkeitsvorgabe wird über das Kommando
SIGNAL:V definiert.
SIGNAL:V = OFF Die Geschwindigkeitsvorgabe erfolgt intern über VELO.
Andernfalls wird über SIGNAL:V der Signaltyp gewählt und mit VRAMP steht ein Rampengenerator für das externe Geschwindigkeitssignal zur Verfügung 5 .
5.3.8 VELO (Interner Geschwindigkeitswert)
Kommando Parameter Einheit Gruppe
VELO x
x= 1… 10000 0,01 %
SIGNAL:V = OFF
Vorgabe der internen Geschwindigkeitsbegrenzung im SDD Mode oder der Sollgeschwindigkeit im NC Mode.
5.3.9 VRAMP (Rampenzeit der Geschwindigkeitsvorgabe)
Kommando Parameter Einheit Gruppe
VRAMP x
x= 10… 5000 ms
SIGNAL:V
Die Änderungsgeschwindigkeit der externen Geschwindigkeitsvorgabe kann über diese Rampenzeit begrenzt werden. Das Kommando ist nur aktiv, wenn die externe Geschwindigkeitsvorgabe parametriert wurde.
5
Im SDD Modus (normaler Modus) wird mit diesem Signal das Ausgangssignal zum Ventil direkt begrenzt. Im NC Modus wird nicht das Ausgangssignal begrenzt, sondern die Geschwindigkeit im Profilgenerator. D. h., die vorgegebene Geschwindigkeit VMAX wird über dieses Signal reduziert. Die kleinste mögliche Geschwindigkeit beträgt 0,01 mm/s (VMAX = 1 mm/s,
VELO = 1 %).
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5.4 Profilgenerator
5.4.1 VMODE (Positioniermethode)
Kommando Parameter Einheit Gruppe
VMODE x
x= SDD|NC -
EXP
Mit diesem Parameter kann die grundsätzliche Regelstruktur umgeschaltet werden.
SDD: Stroke-Dependent-Deceleration
. In diesem Modus wird das “wegabhängige Bremsen” aktiviert. Dieser
Modus ist der Standard Modus und für die meisten Anwendungsfälle geeignet. Beim wegabhängigen
Bremsen fährt der Antrieb gesteuert zur Zielposition. Ab dem eingestellten Bremspunkt geht der Antrieb dann in die Regelung über und fährt zielgenau die gewünschte Position an. Diese Regelstruktur ist sehr robust und reagiert unempfindlich auf externe Einflüsse wie zum Beispiel schwankende Drücke.
Die Geschwindigkeit ist nicht geregelt.
NC: Numeric Controlled. In diesem Modus wird intern ein Positionsprofil generiert. Das System arbeitet immer geregelt und folgt dem Positionsprofil über den Nachlauffehler. Die Größe des Nachlauffehlers wird durch die Dynamik und die eingestellte Regelverstärkung bestimmt. Der Vorteil ist, dass durch die Profilvorgabe die Geschwindigkeit konstant ist (unabhängig von externen Einflüssen). Infolge der permanenten Regelung ist es notwendig, dass nicht mit 100 % Geschwindigkeit gefahren wird, da sonst ein Fehler nicht ausregelbar ist. Typisch sind
70… 80 % der maximalen Geschwindigkeit, es sind aber das Systemverhalten und besonders der Lastdruck bei der Geschwindigkeitsvorgabe zu berücksichtigen.
5.4.2 ACCEL (Beschleunigung)
Kommando Parameter Einheit Gruppe
ACCEL x
x= 1… 20000 mm/s²
VMODE=NC
Vorgabe der Sollbeschleunigung im NC Modus. Die maximale Beschleunigung muss
– um ein stabiles und schwingfreies Verhalten sicherzustellen
– kleiner als die technisch mögliche Beschleunigung eingestellt werden.
Erfahrungswerte zeigen, dass ein Faktor von 3… 5 berücksichtigt werden sollte.
5.4.3 VMAX (Maximale Geschwindigkeit im NC Modus )
Kommando Parameter Einheit Gruppe
VMAX x
x= 1… 2000 mm/s
VMODE=NC
Vorgabe der maximalen Geschwindigkeit im NC Modus. Dieser Wert wird durch das Antriebssystem definiert und sollte möglichst genau (auf keinen Fall zu hoch) vorgegeben werden. Die Geschwindigkeit wird über den
VELO Wert oder über die externe Geschwindigkeitsvorgabe skaliert. Das Kommando ist nur aktiv, wenn der
VMODE auf NC parametriert wurde. Bei unterschiedlichen Geschwindigkeiten des Antriebs zwischen Ein- und
Ausfahren muss die niedrigere Geschwindigkeit eingestellt werden.
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5.5 Positionsregler
5.5.1 A (Beschleunigungszeit)
Kommando Parameter Einheit Gruppe
A:i x
i= A|B x= 1… 5000 ms
VMODE=SDD
Rampenfunktion für den 1. und 3. Quadranten im SDD Mode.
Die Beschleunigungszeit für die Positionierung ist abhängig von der Richtung. A entspricht Anschluss 15 und B entspricht Anschluss 16 (bei positiver Polarität).
Üblich ist: A = Durchfluss P-A, B-T und B = Durchfluss P-B, A-T.
Für die Quadranten 2 und 4 werden die Parameter D:A und D:B als Bremswegvorgabe verwendet.
5.5.2 D (Bremsweg)
Kommando Parameter Einheit Gruppe
D:i x
i= A|B|S x= 1… 10000 mm
VMODE = SDD
Dieser Parameter wird in mm vorgegeben 6 .
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.
Der Parameter D:S wird als Nachlaufweg beim Deaktivieren des START Signals verwendet. Nach der Deaktivierung wird eine in Relation zur Geschwindigkeit neue Zielposition (aktuelle Position plus D:S) berechnet und als Sollwert vorgegeben.
G
Intern
N
_
RANGE
:
X
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.
6
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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5.5.3 V
0
(Kreisverstärkung)
Kommando Parameter Einheit Gruppe
V0:i x
i= A|B x= 1… 400 s
-1
VMODE = NC
Dieser Parameter wird in s -1 (1/s) vorgegeben.
Im NC Modus wird normalerweise nicht der Bremsweg vorgegeben, sondern die Kreisverstärkung
7
.
Zusammen mit den Parametern VMAX und SYS_RANGE wird aus diesem Verstärkungswert die interne Verstärkung berechnet.
D
G
Intern i
v
max
V
0
N
_
RANGE
:
X
D i
Berechnung der internen Regelverstärkung
Im NC Modus wird anhand der Kreisverstärkung der Schleppfehler bei der maximalen Geschwindigkeit berechnet. Dieser Schleppfehler entspricht dem Bremsweg beim wegabhängigen Bremsen. Die Umrechnung und damit die regelungstechnisch korrekten Datenvorgaben gestalten sich relativ einfach, wenn man die hier beschriebene Beziehung berücksichtigt.
5.5.4 V0:RES (Auflösung der Kreisverstärkungseingabe)
Kommando Parameter Einheit Gruppe
V0:RES x
x= 1|100 -
VMODE = NC
V0:RES = 1 Die Kreisverstärkung wird in der Einheit s -1 (1/s) vorgegeben.
V0:RES = 100 Die Kreisverstärkung wird in der Einheit 0,01 s
-1
vorgegeben
8
.
Diese Umschaltung auf 100 sollte nur bei sehr kleinen Werten (V
0
< 4) durchgeführt werden, da der
Eingabebereich auf 400 begrenzt ist.
7
Die Kreisverstärkung wird alternativ als KV Faktor mit der Einheit (m/min)/mm definiert oder als V0 in 1/s. Die
Umrechnung ist KV = V0/16,67.
8
Bei sehr kleinen Kreisverstärkungen kann es vorkommen, dass ein Wert im Bereich von 1 s
-1
bis 3 s
-1
eingestellt werden muss. Für diesen Fall kann dann die Auflösung der Eingabe umgeschaltet werden.
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5.5.5 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.
5.5.6 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 9 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)
9
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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5.6 Gleichlaufregler
5.6.1 GL:P (Gleichlaufverstärkung SDD-Modus)
5.6.2 GL:V0 (Gleichlaufverstärkung NC-Modus)
5.6.3 GL:T1 (Gleichlauf-Regeldämpfung)
Commands
GL:P
GL:V0
GL:T1 x x x
Parameter
x= 1… 10000 x= 1… 400 x= 1… 300
Units
mm s-1 ms
Group
VMODE = SDD
VMODE = NC
STD
Diese Parameter stellen die Gleichlaufregelverstärkung ein. Der Gleichlaufregler arbeitet als PT1 Regler, wodurch ein optimales Verhalten mit hydraulischen Antrieben erzielt wird.
Im SDD-Modus wird der Parameter GL:P in mm als Verzögerungsweg vorgegeben. 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.
Im NC-Modus wird der Parameter GL:V0 in s -1 (1/s)vorgegeben. In diesem Modus wird normalerweise nicht der
Bremsweg vorgegeben, sondern die Kreisverstärkung.
Der Parameter T1 bewirkt ein verzögertes Eingreifen des Gleichlaufreglers. Die Stabilität des Reglers kann durch das vorgeschaltete T1-Filter in kritischen Fällen erhöht werden. w Sollwert
Rampenfunktion w e
A:A, A:B
D:A, D:B c u
x x Istwert
e_s GL:P, GL:V0
GL:T1 c_s k k Istwert
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5.7 Ausgangssignalanpassung
5.7.1 MIN (Kompensation der Überdeckung)
5.7.2 MAX (Ausgangsskalierung)
5.7.3 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
10
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
10
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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5.7.4 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.
5.7.5 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 11 ) definiert.
Differenzausgang ± 100 % entspricht ± 10 V (0… 10 V an PIN 15 und PIN 16).
Stromausgang: ± 100 % entspricht 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).
11
Das bisherige POL Kommando entfällt, da das SIGNAL Kommando universeller für alle Module einsetzbar ist.
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5.8 Sonderkommandos
5.8.1 AINMODE (Umschaltung der Signalskalierung)
Kommando
AINMODE x
Parameter
x= EASY|MATH
Einheit
-
Gruppe
TERMINAL
Der AINMODE schaltet zwischen den beiden Modi EASY und MATH um. Im EASY Zustand (ist DEFAULT) wird die einfachere anwendungsorientierte Skalierung der analogen Signaleingänge unterstützt.
Im MATH Modus ist die freie Skalierbarkeit über eine lineare Gleichung möglich. Dieses 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.
5.8.2 AIN (Freie Skalierung der analogen Eingänge)
Kommando Parameter Einheit Gruppe
AIN:I a b c x
i= W|X|V|K a= -10000… 10000 b= -10000… 10000 c= -10000… 10000 x= V|C
-
-
0,01 %
-
MATH
Über dieses Kommando können die einzelnen analogen Eingänge individuell skaliert werden. Dieses Kommando steht für die Eingänge W (Sollwert), X (Istwert), K (Masteristwert) und V (Geschwindigkeitsbegrenzung) zur Verfügung 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 (nicht beim Masteristwert K, da dieser parallel zum Istwert dieses angeschlossen wird).
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.
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Typische Einstellungen:
Kommando
AIN:X 1000 1000 0 V
AIN:X 10 8 1000 V ODER
AIN:X 1000 800 1000 V
AIN:X 10 4 500 V ODER
AIN:X 1000 400 500 V
AIN:X 20 16 2000 C ODER
AIN:X 2000 1600 2000 C ODER
AIN:X 1250 1000 2000 C
Eingang
0… 10 V
1… 9 V
0,5… 4,5 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 %
Der 4 mA Offset entspricht bei 20 mA einem Signal von
20 % (2000). Dieses Signal muss dann mit dem Faktor
20 mA / (20 mA
– 4 mA) = 1,25 verstärkt werden, um den
Bereich 0… 100 % zu ermöglichen.
Jede Einstellung ergibt den gleichen Signalbereich.
5.9 PROCESS DATA (Monitoring)
Kommando Parameter
WA
W
V
X
E
C
K
E_S
C_S
U
IA
IB
Sollwert (Eingangssignal)
Sollwert (nach dem Profilgenerator)
Geschwindigkeitsvorgabe
Istwert
Positionsfehler
Ausgang des Positionsreglers
Istwert Masterachse
Gleichlauffehler
Ausgang des Gleichlaufreglers
Stellsignal
Magnetstrom A
Magnetstrom B
Einheit
mm mm
% mm 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
Geschwindigkeitssollwert PIN 10
4...20 mA
Positionssollwert PIN 13
4...20 mA
Positionsistwert PIN 14
4… 20 mA
P-VERSION
Magnete an PIN 17 - 20
EEPROM
(beim Einschalten)
Fehler
Nicht im gültigen Bereich bzw.
Kabelbruch
Nicht im gültigen Bereich bzw.
Kabelbruch
Nicht im gültigen Bereich bzw.
Kabelbruch
Kabelbruch bzw. falsche Verdrahtung
Datenfehler
Verhalten
Der Ausgang wird deaktiviert.
Der Ausgang wird deaktiviert.
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.
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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.
Wenn die Spannungsversorgung vorhanden ist, sollte versucht werden, ob das System über Die HAND+ und HAND- Eingänge gefahren werden kann (Messen des
Ausgangssignals zum Ventil ist hilfreich).
ENABLE ist aktiv, die
READY LED blinkt.
Mit der blinkenden READY LED wird signalisiert, dass vom Modul ein Fehler erkannt wurde. Fehler können sein:
Kabelbruch oder fehlendes Signal an einem der Eingänge, 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.
ENABLE ist aktiv, die
READY LED leuchtet, das System fährt in eine
Endlage.
Die Polarität des Regelkreises ist falsch. Durch das SIGNAL:U Kommando oder durch Vertauschen der beiden Anschlüsse PIN 15 und PIN 16 kann die Polarität ge-
ändert werden.
ENABLE ist aktiv, die
READY LED leuchtet, die STATUS LED leuchtet nicht, das System fährt zur Zielposition, erreicht sie aber nicht (Positionsfehler).
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
12
)?
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.
ENABLE ist aktiv, die
READY LED leuchtet,
System schwingt in der
Position.
Das System arbeitet und steuert auch das Ventil an.
Die diversen möglichen Probleme könnten sein:
Die Parametrierung (zu hohe Verstärkung) ist noch nicht auf das System abgestimmt.
Spannungsversorgung stark gestört.
Sehr lange Leitungen des Sensors (> 40 m) und Störungen auf dem Sensorsignal.
Die MIN Einstellung zur Kompensation der Ventilüberdeckung ist zu hoch.
Grundsätzlich ist die Parametrierung der Sensordaten und der Reglereinstellung als
Erstes (vor dem Einschalten) vorzunehmen. Eine falsche Vorgabe entspricht einer falschen Systemauslegung, die dann zu einer fehlerhaften Funktion führt. Schwingt das System, so sollte als Erstes die Verstärkung reduziert werden (D:A und D:B längere Bremswege) und bei überdeckten Ventilen sollte auch der MIN Parameter verringert werden.
12
Das Stabilitätskriterium der hydraulischen Achse ist dabei zu berücksichtigen.
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FEHLER
Geschwindigkeit zu gering
Geschwindigkeit zu hoch
Positionierung ist OK, der Gleichlauffehler ist zu hoch.
URSACHE / LÖSUNG
Der Antrieb sollte einen Positioniervorgang ausführen können, nur die Geschwindigkeit ist zu gering.
Ansteuersignal zum Ventil kontrollieren:
Über das integrierte Oszilloskop (U Variable).
Mit einem externen Oszilloskop / Spannungsmessgerät das Signal zum
Ventil messen.
Ist die Ansteuerung im Bereich von ± 100 % (± 10 V), so ist der Fehler in der
Hydraulik zu suchen.
Ist das Ansteuerungssignal relativ gering, so sind folgende Punkte zu untersuchen:
Begrenzt das interne/externe Geschwindigkeitssignal die Geschwindigkeit?
Welche Einstellung ist für den Bremsweg im Verhältnis zum Hub (STROKE) eingestellt?
Der Antrieb sollte einen Positioniervorgang ausführen. Der Antrieb fährt mit zu hoher
Geschwindigkeit aus und ein, wodurch es zu einem unkontrollierten Verhalten kommt. Die Reduzierung der Geschwindigkeit (MAX oder VELO Parameter) hat keinen bzw. nur einen sehr geringen Einfluss.
Hydrauliksystem ist überdimensioniert. Die gesamte Parametrierung des
Bewegungszyklus ist nicht reproduzierbar (Überdeckungseinstellung und
Bremswegeinstellung).
Hier kann es verschiedene Gründe geben. Die Gleichlaufgenauigkeit wird durch den
Parameter GL:P beeinflusst. Je höher der Wert, umso kleiner wird der Gleichlauffehler (innerhalb der physikalischen Grenzen).
1. Die Parametereinstellung ist zwischen den beiden Achsen unterschiedlich.
2. Die hydraulische Druckversorgung ist nicht ausreichend. Der Versorgungsdruck bricht während der Fahrt an einer Achse deutlich ein
13
.
3. Die Slave-Achse kann der Master-Achse bei hohen Geschwindigkeiten nicht folgen. Das bedeutet, dass die natürliche Geschwindigkeit der Master-Achse höher als bei der Slave-Achse ist
14
. In diesem Fall ist die maximale Geschwindigkeit der Master-Achse über die MAX Parameter zu begrenzen.
4. Die Sensorskalierung bzw. die Sensormontage weist einen Offsetfehler auf. Dieser Fehler ist konstant und kann durch eine fehlerhafte Montage des Sensors generiert werden. Abhilfe: Sensor verschieben, oder über das AIN Kommando einen Offset vorgeben.
13
Bei hohen Anforderungen an den Gleichlauf müssen auch hohe Anforderungen an die Druckversorgung gestellt werden.
Druckeinbrüche führen zwangsläufig zu Gleichlauffehlern, auf die der Regler reagieren muss.
14
Grundsätzlich sollte im Master / Slave Betrieb die Master-Achse in der Geschwindigkeit begrenzt werden.
Die Slave-Achse muss die Möglichkeit haben, schneller als die Master-Achse zu fahren. Ansonsten können Regelfehler nicht ausgeregelt werden.
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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
USB
Interface
1 2 3 4 17 18 19 20
5 6 7 8 21 22 23 24
W.E.ST.
Ready A B
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
0… 10 V / 4… 20 mA Ausgang mit dem skalierten Positionssollwert
0… 10 V / 4… 20 mA Ausgang mit dem skalierten Positionsistwert
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
Achtung, SENS = AUTO sollte bei der Endstufe (*-P Module) nicht verwendet werden 15 .
15
Ist Magnet B aktiv und Magnet A inaktiv, so ist z. B. ein Kabelbruch am Magneten A nicht feststellbar. Durch das automatische zurücksetzen des Fehlers ist ein Auswertung nur eingeschränkt möglich.
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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
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]
[A]
60 (je nach Magnettype)
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 Beschreibung
U0-10 -
ON -
Typ des Monitorsignals
1000 mA
2604 Hz
Ausgangsstrombereich
121 Hz
Ditherfrequenz
500 0,01 %
Ditheramplitude
PWM Frequenz
Automatische Berechnung der PPWM und IPWM
Werte
7
40
-
-
PI-Regeldynamik des Stromregelkreises
+ -
Umschaltung der 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 SIGNAL:M (Typ des Monitor Ausgangssignals)
Kommando Parameter Einheit
SIGNAL:M x
x= U0-10|I4-20 -
Über dieses Kommando wird der Typ des Ausgangssignals definiert.
U0-10 -
Spannungssignal 0… 10V für 0… 100%.
I4-20 -
Stromsignal 4… 20mA für 0… 100%.
Gruppe
EXP
7.8.2 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 gewählten Strombereich.
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7.8.3 DFREQ (Ditherfrequenz)
7.8.4 DAMPL (Ditheramplitude)
Kommando Parameter
DFREQ x x= 60… 400
DAMPL x x= 0… 3000
Einheit
Hz
0,01 %
Gruppe
STD
STD
Über dieses Kommando kann der Dither 16 frei definiert werden. Je nach Ventil können unterschiedliche Amplituden oder Frequenzen erforderlich sein. Die Ditheramplitude ist in % (Spitze-Spitze Wert) des nominalen Ausgangsstroms definiert
17
. (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)
18
.
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.
7.8.5 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.
16
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 von einem Dither gesprochen und es ist aber die PWM Frequenz gemeint. Zu erkennen ist dies durch die fehlende Angabe der Ditheramplitude.
17
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.
18
Je niedriger die Ditherfrequenz wird, umso kleiner werden auch die Stufen. Hierdurch ist die Praxistauglichkeit sichergestellt.
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7.8.6 ACC (Automatische Einstellung des Magnetstromreglers)
Kommando
ACC x
Parameter
x= ON|OFF
Einheit
-
Gruppe
EXP
Arbeitsmodus der Magnetstromregelung.
ON: Im AUTOMATIC Modus werden die PPWM und IPWM Werte anhand der PWM Frequenz berechnet.
OFF: Manuelle Einstellung.
7.8.7 PPWM (Magnetstromregler P Anteil)
7.8.8 IPWM (Magnetstromregler I Anteil)
Kommando
PPWM
IPWM x x
Parameter
x= 0… 30 x= 4… 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.
7.9 Geänderte Parameter zur U-Version
7.9.1 SIGNAL:U (Polarität des Ausgangssignals)
Kommando Parameter Einheit Gruppe
SIGNAL:U x
x= +|- -
STD
Über dieses Kommando wird die Polarität des Ausgangssignals definiert umgeschaltet.
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8 HILFSINFORMATION: Prinzipskizzen
8.1 2 Achsen System
Bei zwei Achsen im Gleichlauf kann über den Schalteingang PIN 5 (GL-Aktiv) der Slave definiert werden. Wird bei beiden Modulen PIN 5 aktiviert, so handelt es sich um ein MASTER / MASTER System mit Mittelwertregelung.
Enable / Start /GL
Prinzip, zwei Achsen im Gleichlauf mit der CSC-152-U oder CSC-152-P
8 / 7 /5
13
6
CSC-152
Addr= 1 (...)
14
Output
Positionssensor
Enable / Start / GL
Sollposition (0... 10V)
8 / 7 / 5
CSC-152
Addr= 2 (...)
13
6
14
Output
Positionssensor
Seite 46 von 48 CSC-152-*-2030
8.2 4 Achsen System
Bei vier Achsen ist die Master / Slave Struktur vorgegeben. Andere Regelstrukturen sind nur bei der
CSC-156-SSIC mit CAN-Bus Vernetzung möglich.
Enable / Start
Prinzip, Vier Achsen im Gleichlauf mit der CSC-152-U oder CSC-152-P
8 / 7
13
6
CSC-152
Addr= 1 (Master)
14
Output
Positionssensor
Enable / Start / GL
Enable / Start / GL
8 / 7 / 5
CSC-152
Addr= 2 (Slave)
13
6
14
Output
Positionssensor
8 / 7 / 5
CSC-152
Addr= 3 (Slave)
13
6
14
Output
Positionssensor
Enable / Start / GL
Sollposition (0... 10V)
13
6
8 / 7 / 5
CSC-152
Addr= 4 (Slave)
14
Output
Positionssensor
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9 Notizen
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Öffentlicher Link aktualisiert
Der öffentliche Link zu Ihrem Chat wurde aktualisiert.
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Wichtige Funktionen
- Analoge Positions- und Geschwindigkeitsvorgabe
- Analoge Wegsensoren
- Einfache und intuitive Skalierung des Sensors
- Datenvorgabe für die Bewegung in mm bzw. mm/s
- Interne Profildefinition durch Vorgabe von Beschleunigungen, Geschwindigkeit und Verzögerungen
- Prinzip des wegabhängigen Bremsens für kürzeste Hubzeiten
- NC Profilgenerator für konstante Geschwindigkeit
- Übergeordnete Gleichlaufregelung