Léptetőmotor vezérlő

Átírás

1 MiniStep-5 Léptetőmotor vezérlő Hw. verzió: V 1.2 Dátum: 2006 február 3. Doku verzió: V

2 Leírás. A MiniStep-5 léptetőmotor vezérlő széles körben alkalmazható, általános célra gyártott léptetőmotor meghajtó egység. Egyedülálló tulajdonsága, hogy rendelkezik egy saját programnyelvvel, melyben önálló mozgásvezérlési és logikai funkciókat lehet megvalósítani. A programozás egy pc-n futó FlexiStep program segítségével lehetséges. A vezérlő kétféle kiépítésben kerül forgalomba: -C rendelési kód: RS 232 soros porton át kezelhető, utasításkészlettel rendelkező változat. Ennél a kiépítésnél lehetőség van egy RS232 porton keresztül max. 16 db MiniStep-5 ös vezérlőt kezelni. -S rendelési kód: Egyedi programmal ellátott verzió, speciális programozással. Be és kimenetein keresztül képes önálló vezérlési és mozgatási feladatokat ellátni. A bemenetek lehetnek 5 ill. 24V-os szintűek (-v rendelési kód), PNP ill. NPN jellegűek a közös bemeneti pont bekötése függvényében. MS5IOEXT modul alkalmazásával a vezérlő bővíthető további 4 optóbemenettel, és 4 db PNP típusú tranzisztor kimenettel. Alkalmazási példák: XY rendszerek Lineáris mozgatások Pontos forgatási műveletek Kivágó és marógépek. Precíziós mozgatások, előtolások Rendelési kód: MiniStep-5-x-x C: Protokolvezérelt x=24 Bemenetek 24V-os szintűek S spec. programozású x=5 Bemenetek 5V-os szintűek (pl: MiniStep-5-C-24) Rendelhető kiegészítők: Termék Szerelt motorkábel, 2m. Léptetőmotorok Tápegység, 230VAC/24VDC, 2A Tápegység, 230VAC/24VDC, 4A Be és kimeneti bővítő, (4 be, 4 kimenet) Rendelési kód MK-OP2OP Lásd később TE50/24 TE100/24 MS5IOEXT - 2 -

3 MiniStep-5 működési módjai: A MiniStep-5 meghajtót alapvetően kétféle módban lehet vezérelni: PROT mód (SW4=OFF). Protokoll módban minden mozgatási parancs, egyéb paraméter a soros portról érkezik. A be és kimenetek szabadon felhasználhatók, a motor indítása/megállítása a soros portról érkezik. Protokoll módban lehet futtatni a vezérlő nyelvében megírt FlexiStep programot. STEP mód (SW4=ON). Step módban a vezérlő hagyományos módon, bemenetein keresztül vezérelhető. (STEP impulzus, Irány, Engedélyezés jelek) EXT bővítő csatlakozó PRG jumper (firmware upgrade-hez) J1,J2 Fázisáram RS-232 port SW1-SW4 (IN5 polaritás) Be és kimeneti csatlakozó - 3 -

4 Műszaki adatok. Motortípusok Fázisáram Léptetési frekvencia: Fordulatonkénti lépésszám: Tápfeszültség Áramfelvétel 1 db kétfázisú (négyfázisú) léptetőmotor, bipoláris meghajtással A/fázis 50 khz max. 200/400/800/1600 lépés/ford VDC 2.5A max. Digitális bemenetek Száma: 5 db Típusa: PNP vagy NPN Feszültség: 24 V vagy 5V DC (-V rendelési kód szerint) Bemenő imp: 24V os bemenetnél: 2.2 kohm, 5V-os: 330 Ohm STEP ipm.: 20 usec. szélesség minimum Relé kimenetek Száma: 2 db Érintkező: 1 záró/relé Feszültség: 60VAC, 30VDC Áram: 0.1A RS 232 port Száma: 1 db Protokoll: Sbus Baudrate: 9.6, 19.2kB Csatlakozó: DSUB-9 Female Mechanikus Méret: X 83 X 35 mm Rögzítés: 2 db M3-as csavar Tápfeszültség ellátás. A MiniStep-4 egységet 15-50V DC feszültséggel táplálhatjuk. Az alkalmazások legtöbbjében megfelelő a 24V DC feszültség használata. A tápfeszültséget minimum 1.5 mm2 keresztmetszetű, lehetőleg rövid vezetéken kössük be. A tápegységet méretezzük a legnagyobb terhelésre. Maximális fázisáram használatánál kb A is lehet az áramfelvétel. Túlfeszültség védelem. A berendezés +Ut tápfeszültség köre túlfeszültség védelemmel van ellátva. Erre azért van szükség, mert az 50 V-nál nagyobb tápfeszültség a vezérlő meghibásodásához vezethet. A túlfeszültség meglétét az OV vörös LED jelzi. Ekkor a motor meghajtó áramkörök tiltásba kerülnek. Ezt az állapotot csak a tápfeszültség kikapcsolásával lehet megszüntetni. A tápfeszültség bementen egy szupresszor dióda is van, amely 56 V-nál csomóponttá olvad, így megvédve a vezérlő áramköreit. A dióda cseréje a gyártó hatásköre

5 J2 be és kimeneti csatlakozó. szám Funkció Magyarázat Irány 1 RDY STEP módban a vezérlő READY kontaktusa Záró érintk.1 2 RDY PROT módban programozható kontaktus Záró érintk.2 3 O0 STEP módban nem használt Záró érintk.1 4 O1 PROT módban programozható kontaktus Záró érintk.2 5 IC Bemenetek közös pontja, (PNP-nél GND-re, NPN-nél +U-ra kötni) Bemenet -5, -24 verzió 6 DIR/I1 STEP módban léptetési irány bemenet Bemenet PROT módban IN1 univerzális bemenet 7 EN/I2 STEP módban Motoráram engedélyezés Bemenet bemenet PROT módban IN2 univerzális bemenet 8 I3 STEP módban nem használt Bemenet PROT módban IN3 univerzális bemenet 9 I4 STEP módban nem használt Bemenet PROT módban IN4 univerzális bemenet 10 STEP/I5 STEP módban Motor léptető impulzus Bemenet bemenet PROT módban IN5 univerzális bemenet 11 UB Motor tekercs A Kimenet 12 UE Motor tekercs -A Kimenet 13 VB Motor tekercs B Kimenet 14 VE Motor tekercs B Kimenet 15 +UT Tápfeszültség bemenet (15-50VDC) Bemenet 16 GND Tápfeszültség GND Bemenet Motor bekötése: A léptetőmotor tekercseit kössük be a fenti táblázat alapján. A tápfeszültség bekapcsolása előtt, műszerrel ellenőrizzük, hogy a tekercsek bekötése megfelelő. Az U és V tekercsek bármely vége között nagy impedanciát kell mérni. A hibás bekötés a vezérlő meghibásodását eredményezi, mely nem része a garanciának. Bemenetek. A MiniStep-5 vezérlő minden bemenete optocsatolóval leválasztott. A bemeneti fokozatok kapcsolási rajzát a melléklet tartalmazza. A bemenetek V rendelési változat szerint 5 ill. 24 VDC feszültségszintűek lehetnek. A bemenetek típusát (PNP ill. NPN) a J2.5 csatlakozópont bekötésével határozhatjuk meg. (PNP típusnál GND-re, NPN típusnál +UI/O-ra kell kötni) Ezenkívül a STEP/IN5 bemenet két jumperét -összhangban az IC bemenet bekötésévelkonfigurálni kell az alábbiak szerint: PNP bemenet konfigurálása: (IC= GND) JU1 JU2 NPN bemenet konfigurálása: (IC=5(24)VDC) JU1 JU2-5 -

6 Bemeneti jelek STEP módban (SW4=ON): DIR: Léptetési irány bemenet. A léptetőimpulzus előtt beállítva a motor ezen bemenet által meghatározott irányba lép. A motor abszolút forgásirányát az egyik tekercs kezdet-vég cseréjével módosíthatjuk. (Pl. UB-UE felcserélésével) EN: Motoráram engedélyező bemenet. Ennek a bemenetnek aktívnak kell lennie ahhoz hogy a motortekercseken áram folyjon. Inaktív állapotban semmilyen motor funkció nem engedélyezett. STEP: Léptető impulzus bemenet. Az impulzus felfutó élére a motor, a DIR bemenettel meghatározott irányba, az M1,M2 bemenetek szerint beállított felbontású lépést tesz. Bemenet jelek PROT módban (SW4=OFF): IN1-IN5 bemenet szabadon programozható, alkalmazásfüggő bemenetek. A bemeneteket fel lehet használni végállás kapcsoló bemenetként is. Részletesen lásd az Sbus protokoll leírás I/O Konfigurálása parancsnál. Kimenetek. A MiniStep-5 vezérlőnek 2 db relé záró érintkező kimenete van. A kimeneti fokozatok kapcsolási rajzát a melléklet tartalmazza. Kimeneti jelek STEP módban: RDY: MiniStep-5 vezérlő készségjelét szolgáltatja. Üzemkész állapotban a kontaktus zárt. O1: Nem használt kimenet. Kimeneti jelek PROT módban: RDY: Szabadon programozható relé záró kontaktus. O1: Szabadon programozható relé záró kontaktus. Prot módban az O1 kimeneti kontaktus felhasználható a motor állapotának jelzésére. Részletesen lásd az Sbus protokoll leírás I/O Konfigurálása parancsnál. RS232 soros interface. A MiniStep-5 vezérlő rendelkezik egy soros porttal, melyen keresztül lehet a motort, a be és kimeneteket, valamint az egyéb állapotokat vezérelni. Átviteli paraméterek: 9600 vagy baud (SW3 szerint), 1,8 NP,1. Beépített protokollok: Protokoll DSW-1 Megjegyzés ModBus* ON Modicon Modbus Reference Guide PI-MBUS- 300 Rev. E (fejlesztés alatti állapotban) Sbus OFF Soros protokoll *ModBus a Modicon inc. Industrial Automation System bejegyzett védjegye. A protokollok részletes leírása, utasításkészlet külön fejezetben található. Lehetőség van több vezérlő együttes vezérlésére a soros porton. Ekkor a vezérlőkbe illesztett SUBD csatlakozó 2,3,5-ös pontjait párhuzamosan kell kötni. A többvezérlős vezérlés kapcsolási rajza: - 6 -

7 2 PC MiniStep MiniStep MiniStep J1 RS-232 csatlakozó: szám Jel Irány 2 TXD Kimenet 3 RXD Bemenet 4 PROG1 Programozó bemenet 5 GND GND 7 PROG2 Programozó bemenet 9 +UT Kimenet (ha F5 beültetve) Figyelem: A csatlakozó 4 és 7-es lábát üzemi viszonyok esetén bekötni nem szabad. Ez a két bemenet csak a vezérlő működtető programjának letöltéséhez használt. Átviteli sebesség (Baudrate) beállítása: DSW-3 Átviteli sebesség ON 9600 OFF Motor lépésszámok beállítása. (microstep) A motor fordulatonkénti lépésszámát lépés tartományban lehet beállítani. STEP mód esetén (SW4=ON) a SW1, SW2 kapcsolók határozzák meg a motor fordulatonkénti lépésszámát: Lépésszám/fordulat SW2 SW1 200 OFF OFF 400 OFF ON 800 ON OFF 1600 ON ON PROT módban soros protokoll utasítás van a felbontás meghatározására. Motor fázisáram beállítása. A maximális áramérték gyárilag 3.5 A-re van beállítva. A használt motortípusnak megfelelő áramértéket a vezérlőn található trimmer potencióméterrel lehet beállítani az alábbiak szerint: (szembenézet) min. max. 3.5A - 7 -

8 Tartóáramra kapcsolás. A MiniStep-5 vezérlő az utolsó léptetési művelet után, kb. 0.8 sec elteltével a motoráramot tartóáramra korlátozza. A tartóáram beállított fázisáram 1/4-e. SW1-4 funkciói. Kapcsoló PROT mód STEP mód SW1 Soros protokoll ON: ModBus, OFF: Sbus Motor microstep beállítása. (Lásd a táblázatban) SW2 ON: a letöltött vezérlőprogram indítása bekapcsolás után OFF: a programoz kézzel kell indítani. SW3 ON: 9600 baud OFF: Baud ON= Az motoráram mindig engedélyezett. OFF= A motoráram engedélyezés az EN/I2 bemenet szerint. SW4 OFF= PROT mód kiválasztása ON= STEP mód kiválasztása Állapotjelző LED-ek. A vezérlőn két LED található az RS232 csatlakozó alatt, a panel és a hűtőlemez között. Állapot Vörös Sárga Sötét Hibamentes állapot - Villog Motor tekercs szakadás Kommunikáció folyamatban a számítógéppel.* Gyors Villogás Vezérlőprogram sérülés, törlődés hiba Folyamatosan világit Túlfeszültség - *a sárga LED minden, a vezérlő címére érkezett protokoll utasítás után felvillan, így látható, hogy a vezérlő kommunikál a géppel. Az villogás csak a címzési fázist mutatja, az üzenet tartalma (értelmezhetősége) nem befolyásolja

9 EXT bővítőcsatlakozó. A bővítőcsatlakozó használatávall a MiniStep-5 vezérlő rendelkezik 2 db analóg bemenettel, és az IOEXT modul alkalmazásával további 4 optóbemenettel, és 4 db PNP típusú tranzisztor kimenettel. A IOEXT modul rendelési kódja: MS5IOEXT-v, ahol v= 5 vagy 24 a bemenetek feszültségszintje szerint. A csatlakozó pozíciója: lábszám funkció 1 +5V kimenet 2 ANA1 bemenet VDC 3 +5V kimenet 4 ANA2 bemenet VDC 5 GND 6 EXT1 digitális be és kimenet, NEM HASZNÁLT. 7 GND 8 Status LED kimenet. NEM HASZNÁLT. Az analóg bemenetek földeltek, bemeneti feszültség tartományuk 2.5 VDC, bemeneti impedancia 1Mohm. A bemenetek nem védettek túlfeszültség ellen, ezért alkalmazásuk esetén körültekintéssel járjunk el. A bemeneti feszültség soha ne emelkedjen 2.5V fölé. Az analóg bemenetek főleg a vezérlő közelében elhelyezett potencióméterek jeleinek feldolgozására szolgál. Használatuk hasznos lehet, ha a motor fordulatszámát kell tudni változtatni, vagy változtatható késleltetést kell megvalósítani, kezelői beavatkozással. Bekötési minta két potencióméterre: 1 5.6k 3 10k 10k Az MS5IOEXT modul leírásában részletes adatokat állnak rendelkezésre

10 MELLÉKLET. Kapcsolási rajzok. Kimenetek: Bemenetek: