Kurzinbetriebnahme MDRIVE Motion Control MDI

Kurzinbetriebnahme MDRIVE Motion Control MDI - Anleitung
1. Voraussetzungen:
1.1 Hardware:
• MDRIVE Motion Control -Antrieb mit RS485-Schnittstelle
• Konverter-Kabel MD-CC40x-001 (Konverter USB auf RS485 mit galvanischer Trennung)
• Windows-PC / Notebook mit USB-Port, Betriebssystem ab WIN 7
• DC-Stromversorgung 12 ... 48V oder 24 ... 75 V DC je nach MDRIVE-Typ, mindestens 1...2A
• Heruntergeladene Hard- und Software-Manuals (Download auf den Produktseiten auf www.kocomotion.de )
1.2 Software:
• Installierte SEM-Terminal-Software unter Windows ab WIN 7 (Download auf den jeweiligen Produktseiten
auf www.kocomotion.de ), ältere WINDOWS-Systeme auf Anfrage
Erscheinungsbild nach der Installation mit Erläuterungen und Programm im Editor-Fenster
• Installierter Kabel-Treiber für virtuellen COM-Port bei Verwendung der Konverter-Kabel MD-CC40x-001
Hinweise:
1. Treiber installiert sich automatisch bei bestehender Internetverbindung, sonst Download unter den
jeweiligen Produktseiten auf www.kocomotion.de (siehe auch Punkt 2. Herstellen der Kommunikation)
2. vor 2014 gelieferte Konverter-Kabel MD-CC40x-001 laufen nur auf 32-Bit Systemen mit entsprechenden
Kabeltreibern und werden hier nach der Installation erkannt als „IMS USB to RS422 Converter Cable ...“,
hier kann die Firmware der Konverters nachträglich geändert werden für alle gängigen 64 Bit Systeme:
Bitte Technischen Support kontaktieren: Tel. 07720/995858-17 !
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1.3 Minimale Verkabelung:
zulässige Klemmenspannung : 12 ... 48V, 12 ... 60V oder 12 ... 75 V DC etc. je nach MDRIVE-Typ,
folgende Hinweise:
• Verpolungen + / - und Überspannungen der DC-Versorgung vermeiden - PIN-Belegungen genau beachten !
• Netzteilspannung mindestens 5V unter der max. zulässigen Spannung (+48V, +60V oder +75V DC) wählen !
• An- oder Abklemmen der DC-Versorgung des MDRIVE darf nur im unbestromten Zustand erfolgen
(Netzteil ausgeschaltet !), da sonst hohe transiente Überspannungen durch Gegeninduktion des Motors
entstehen !
• Netzteil immer primärseitig aus- und einschalten ! Falls doch wegen spezieller NOT-AUS-Funktionen oder
Batteriebetrieb die Verbindung zwischen dem DC-Ausgang des Netzteils und dem MDRIVE unter Spannung
getrennt werden muss, sind Schutzschaltungen oder das „Protection Module“ DPM75 zu verwenden.
Ausserdem muss vermieden werden, dass sich die Restenergie über andere Strompfade ( Ein-/Ausgänge
oder RS485) entladen kann.
Serielle Schnittstelle: USB-RS485 Konverter-Kabel MD-CC40x-001 mit galvanischer Trennung
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2. Herstellen der Kommunikation:
SEM-Term öffnen, ins rechte TERMINAL-Fenster klicken (muss
aktiv sein), Kommunikation PC-MDRIVE einrichten
• über Klick auf Statuszeile (siehe rechts) oder
• Menüleiste: > Edit > Preferences > Terminal Settings
folgendes Fenster „Terminal Settings“ erscheint
Hier den richtigen COM-Port des
angeschlossenen Konverters auswählen.
Wenn nötig muss im Gerätemanager
unter COM-Ports der richtige COM-Port
ermittelt werden – hier COM 12
richtige Baudrate auswählen (WerksEinstellungen 9600),
Gerät auswählen, hier MDI für MDrive,
mit „Set“ Auswahl bestätigen, in der
Statuszeile des Terminalfensters auf
„Port Closed“ doppelklicken um den
COM-Port zu öffnen, folgendes
Erscheinungsbild der Statuszeile erscheint
bei korrekten Einstellungen:
Spannung am MDRIVE zuschalten, es erscheint im TERMINAL-Fenster die Einschaltnachricht „Copyright...“,
die Verbindung ist eingerichtet !!
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3. Befehle senden (im Terminal-Fenster): Ausführen einer Umdrehung und Anzeige der Position:
„pr p“ (print-Befehl) eingeben plus ENTER, Anzeige der aktuellen Position „0“,
„mr 51200“ (Move relative-Befehl) plus ENTER, Motor dreht relativ zur Nullposition eine Umdrehung,
erneut „pr p“ plus ENTER, aktuelle Position „51200“ wird angezeigt, siehe unten:
4. Programm-Mode: Eingeben, Laden, und Ausführen eines Beispielprogrammes:
Gleiche Funktion wie unter 3. (Ausführung einer Umdrehung mit Anzeige der Position vor- und nachher)
4.1 Programm im EDITOR-Fenster des SEM-Term eingeben/editieren mit Parameter-Einstellung des
Bewegungsprofils (Motorströme, Mikroschrittauflösung, Drehzahlen, Beschleunigungen - siehe
auch Punkt 6. Bewegungsprofil ab Seite 9 )
4.2 Programm vom EDITOR-Fenster in den MDRIVE laden (download)
4.3 Programm im MDRIVE starten
4.1. Programm im SEM-Terminal eingeben/editieren:
im linken EDITOR-Fenster folgenden Text/Befehle schreiben, Zeilenwechsel mit ENTER (Kommentare /
Erläuterungen nach ’ können natürlich weggelassen werden)
Hinweis: Pro Zeile dürfen maximal 64 Zeichen im EDITOR-Fenster verwendet werden, einschließlich der
Kommentare !
'Einstellungen
Hc=5
Rc=40
Ms=250
Vi=5000
Vm=200000
A=400000
D=A
'Programm
PG 1
LB xx
P=0
PR P
MR 50000
H
PR P
E
PG
'Haltestrom 5%
'Laufstrom 40%
'Auflösung 250 Mikroschritte (MS), d.h. 50.000 MS/Umdr.
'Anfangsdrehzahl 5.000 MS/s, d.h. 0,1 Umdr./s
'Enddrehzahl
200.000 MS/s, d.h. 4 Umdr./s
'Beschleunigung 400.000 MS/s2, d.h. 8 Umdr./s
'Bremsrampe = Beschleunigung
'Start Programm-Mode ab Adresse 1
'Name/Label "xx"
'Positionszähler auf 0
'Anzeige Position
'Bewegung relativ 50.000 Schritte (1 Umdr.)
'warten bis Bewegung fertig
'Anzeige Position
'Ende
'Beenden Programm-Mode
Farbige Darstellung hier wie im EDITOR-Fenster bei farbiger Syntaxerkennung (siehe Hinweis unter 5.1. auf
Seite 7).
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EDITOR-Fenster mit eingegebenem Programm, Programm wurde mit dem Namen test.mxt abgespeichert:
(Kommentare nach ’ können wie oben beschrieben weggelassen werden):
4.2. Programm vom EDITOR-Fenster in den MDRIVE laden (download):
ins rechte TERMINAL-Fenster klicken (muss aktiv sein) und in der Menüleiste auf
> Transfer > Download > from: test.mxt
Das Programm durch klicken auf „Download“ über das Terminalfenster in den Antrieb laden.
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Folgendes Erscheinungsbild im Terminalfenster:
> alte Programme/Einstellungen etc. sollten vorher mit dem Befehl „fd“ (factory default) gelöscht worden sein –
siehe Hinweis unter 5.2. auf Seite 7 !!
4.3. Programm im MDRIVE starten: im rechten TERMINAL-Fenster
mit „l“ (list-Befehl) plus ENTER Programm im Arbeitsspeicher des Antriebes zur Kontrolle ansehen,
mit „ex xx“ (execute-Befehl) und ENTER wird Programm gestartet,
• Es wird „0“ angezeigt für die Anfangsposition,
• dann dreht der Motor eine Umdrehung,
• neue Position „50.000“ wird angezeigt – siehe Bild unten
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5. Programme und Einstellungen im PC und im MDRIVE Plus speichern, Fehlerbehandlung
5.1 Programm im PC speichern – im Programmier-Fenster:
in der Menüleiste über „File“, „save as“ einen Namen vergeben, Dateiformat wählen und abspeichern, Name
hier „test.mxt“
Hinweis:
Ein Abspeichern im MDRIVEDateiformat „MDI Files
(*.mxt)“ aktiviert im
Programmierfenster die
farbige Befehlserkennung für
den MDRIVE Befehlssatz
MCODE als Hilfestellung zur
Syntaxkontrolle (versch.
Farben für Befehle/
Variablen, Zahlenwerte,
Marken/ Labels,
Kommentare)
siehe Bild links.
5.2 Programm/Einstellungen im MDRIVE speichern/löschen – im Terminal-Fenster:
mit Befehl „S“ (save) plus ENTER werden Programme und aktuelle Einstellungen/Benutzer-Variablen im
MDRIVE abgespeichert und bleiben beim Ausschalten erhalten
mit Befehl „FD“ (factory default) plus ENTER werden alle Programme, aktuelle Einstellungen/BenutzerVariablen im MDRIVE gelöscht und die Werkseinstellungen wiederhergestellt
Hinweis: Vor jedem neuen Download eines Programms in den MDRIVE müssen alte Programme mit dem Befehl
„cp“ (clear program) oder besser alle alten Einstellungen und Programme mit dem Befehl „FD“ (factory default)
gelöscht werden ! Dies erspart Programmkollisionen mit evtl. noch vorhandenen alten Einstellungen und/oder
Programmresten. Etwaige Fehlermeldungen „?“ werden vermieden !
5.3 Fehlerbehandlung
Der ASCII-Befehlssatz MCODE der Antriebe verfügt über umfangreiche Fehlererkennungsfunktionen. Das
Auftreten eines Fehlers zeigt sich im einfachsten Fall am Erscheinen eines Fragezeichens „?“ anstatt des
üblichen „>“ am Zeilenanfang im TERMINAL-Fenster. Gleichzeitig wird das Fehlerflag „EF“ von 0 auf 1 gesetzt.
Die auszulesende Fehlervariable „ER“ zeigt den jeweiligen Fehler als Zahl an.
Über die Aktivierung einer Unterprogrammes mit dem Namen „OE“ (on error handler), welches auf Fehler
triggert (Interrupt-Funktion), können Fehler auch im Programm einfach behandelt werden, Details siehe
Software-Manual.
5.4 Beispiel zur Fehlerbehandlung:
Das unter 4.1 beschriebene Programm wurde noch einmal vom EDITOR-Fenster in den Speicher des MDRIVE
geladen, ohne dort vorher das alte Programm mit dem Namen (Label) „xx“ zu löschen. Bereits nach der ersten
Programmzeile „LB xx“ erscheint das Fragezeichen „?“ anstatt des üblichen „>“, d.h. ein Fehler wurde erkannt
und das Error-Flag gesetzt.
Mit „pr er“ plus ENTER wird die Fehler-Variable „ER“ ausgelesen und das Error-Flag ( „?“) zurückgesetzt – siehe
nächste Seite:
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Der Fehler „28“ bedeutet „trying to redefine a label or variable” (siehe Software-Manual > Error Codes)
oder Menüleiste > View > Error List
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6. Variablen zur Definition des Bewegungsprofils, der Motorströme und des Encoderbetriebes:
Die in den integrierten MDRIVE-Antrieben verwendeten Schrittmotoren haben generell einen Vollschrittwinkel
von 1,8° d.h. 200 Vollschritte pro Umdrehung. Die Mikroschrittauflösung (Ms) eines Vollschrittes kann in bis zu
20 verschiedenen Auflösungen gewählt werden. Eine Auflösung von beispielsweise 250 Mikroschritten pro
Vollschritt ergibt somit 50.000 Mikroschritte pro Umdrehung. Die Drehzahlen werden in Mikroschritten/s oder
Encoderschritten/s angegeben und die Beschleunigungs- und Bremsrampen in Mikroschritten/s² oder
Encoderschritten/s² .
6.1 Bewegungsprofil prinzipiell:
6.2 MDRIVE / MFORCE Motion Control ohne Encoder (oder mit ausgeschalteten Encoderfunktionen)
Beispieleinstellungen des Bewegungsprofils mit Kommentaren (siehe auch Programmbeispiel unter 4.1.):
Hc=20
'Haltestrom 20%
Rc=50
'Laufstrom 50%
Ms=250
'Auflösung 250 Mikroschritte (MS), d.h. 50.000 MS/Umdr.
Vi=5000
'Anfangsdrehzahl
5.000 MS/s = 0,1 Umdr./s
Vm=200000
'Enddrehzahl
200.000 MS/s = 4 Umdr./s
A=500000
'Beschleunigung 500.000 MS/s² = 10 Umdr./s²
D=A
'Bremsrampe = Beschleunigungsrampe
6.3 MDRIVE Motion Control mit integriertem Encoder (Option „-EQ“
integrierter Encoder)
Der optionale integrierte Encoder im MDRIVE Plus hat eine Auflösung von 2048 Impulsen pro Umdrehung. Mit
dem Einschalten der Encoderfunktionen (Ee=1) wird die vorherige Mikroschrittauflösung (Ms) ignoriert. Alle
Einstellungen des Bewegungsprofils müssen mit einer festen Schrittauflösung von 2048 Encoder-Schritten pro
Umdrehung angepasst werden ! Die Motor-Ausschwingzeit „MT“ sollte von 0ms auf einen Wert größer 10ms
gesetzt werden ! Während der Bewegung wird bei Überlast der Schleppfehler erkannt und der Fehler 86
erzeugt („pr er“ liefert „86“) sowie das Schleppfehler-Flag „ST“ gesetzt. Einer der Ein-/Ausgänge kann als
Schleppfehler-Ausgang definiert werden (siehe Befehl „S1, S2...“).
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Beispieleinstellungen eines vergleichbaren Bewegungsprofils wie unter 6.2. - mit integriertem Encoder
(Encoderfuntionen ein):
Hc=20
'Haltestrom 20%
Rc=50
'Laufstrom 50%
Ee=1
'Encoderfunktionen ein, also 2.048 Encoder-Schritte/Umdr.
Vi=205
'Anfangsdrehzahl
205 Encoder-Schritte/s = 0,1 Umdr./s
Vm=8192
'Enddrehzahl
8.192 Encoder-Schritte/s = 4 Umdr./s
A=20480
'Beschleunigung 20.480 Encoder-Schritte/s² = 10 Umdr./s²
D=A
'Bremsrampe = Beschleunigungsrampe
Mt=50
'Motor-Ausschwingzeit am Bewegungsende 50ms, sollte im Encoderbetrieb immer >10ms sein
Sf=100
'zulässiger Schleppfehler während der Bewegung max. +/- 100 Encoder-Schritte
Sm=0
'Motor-Stop ein, wenn Schleppfehler erkannt
Db=5
'zulässige Toleranz am Bewegungsende max. +/- 5 Encoder-Schritte
Pm=0
Positionsnachregelung am Bewegungsende auf +/- 5 Encoder-Schritte ausgeschaltet
6.4 MDRIVE / MFORCE Motion Control mit Eingängen für externen Encoder (Option „-EE“
Encoder)
Remote
In der Version mit optionalen Eingängen für einen externen Encoder (Remote Encoder) wird in der Steuerung
die Encoderauflösung mit der Variable „EL“ (encoder lines) definiert, indem die einfache Linienzahl von z.B. 500
eingeben wird für einen 2-kanaligen Inkrementalencoder mit 500 Linien.
Mit dem Einschalten der Encoderfunktionen (EE=1) gibt es nur eine feste Auflösung des 4-fachen Wertes aus
„EL“, also z.B. also 2000 Encoder-Schritte pro Umdrehung bei einem Encoder mit 500 Linien, da alle
ansteigenden und abfallenden Flanken ausgewertet werden. Die Mikroschrittauflösung „MS“ wird ignoriert,
allerdings wird empfohlen diese auf 256 Mikroschritten zu belassen („MS=256“). Das Bewegungsprofil muss
entsprechend angepasst werden ! Die Motor-Ausschwingzeit „MT“ sollte von 0ms auf einen Wert größer 10ms
gesetzt werden !
Beispieleinstellungen eines Bewegungsprofils wie unter 6.2. und 6.3. mit ext. Encoder mit 500 Linien
(Encoderfuntionen ein):
Hc=20
'Haltestrom 20%
Rc=50
'Laufstrom 50%
Ms=256
'Mikroschrittauflösung auf Maximalwert 256
El=500
'Linienzahl ext. Encoder 500, also 2.000 Encoder-Schritte/Umdr.
Ee=1
'Encoderfunktionen ein, also 2.000 Encoder-Schritte/Umdr.
Vi=200
'Anfangsdrehzahl
200 Encoder-Schritte/s = 0,1 Umdr./s
Vm=8000
'Enddrehzahl
8.000 Encoder-Schritte/s = 4 Umdr./s
A=20000
'Beschleunigung 20.000 Encoder-Schritte/s² = 10 Umdr./s²
D=A
'Bremsrampe = Beschleunigungsrampe
Mt=50
'Motor-Ausschwingzeit am Bewegungsende 50ms, sollte im Encoderbetrieb immer >10ms sein
Sf=100
'zulässiger Schleppfehler während der Bewegung max. +/- 100 Encoder-Schritte
Sm=0
'Motor-Stop ein, wenn Schleppfehler erkannt
Db=5
'zulässige Toleranz am Bewegungsende max. +/- 5 Encoder-Schritte
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6.5 MDRIVE Hybrid Motion Control (ähnlich wie LEXIUM MDRIVE mit integr. Encoder)
Die integrierte Hybrid-Motion-Control-Steuerung (HMT) regelt mit Hilfe des integrierten Encoders mit 1000
Linien (4000 Inkremente / Umdrehung) die Drehzahl gegebenenfalls bis zum Stillstand herunter, wenn der
Motor über sein Kippmoment hinaus belastet wird, der Motor verhält sich wie ein DC-Servo-Antrieb. Über den
Befehl „AS“ wird die jeweilige Betriebsart eingestellt. Im Überlastfall nicht ausgeführte Schritte können mit
einer zu definierenden Schrittfrequenz „MU“ (Makeup-Frequency) nachgeholt werden. Über die
Mikroschrittauflösung „MS“ können hier wie unter 6.2. die verschiedenen Auflösungen pro Umdrehung
eingestellt werden, trotz des im Hintergrund arbeitenden Encoders.
Beispieleinstellungen eines vergleichbaren Bewegungsprofils wie unter 6.2, 6.3 und 6.4 – Hybrid-Mode 2:
As=2
'Hybrid-Mode 2 ein, Nachregelung mit variablem Motorstrom
Cb=1
'Control bounds: 1,3 Vollschritte
Hc=20
'Haltestrom 20%
Rc=50
'Laufstrom 50%
Ms=250
'250 Mikroschr.,d.h. 50.000 MS pro Umdr.
Vi=5000
'Anfangsdrehzahl 5.000 MS/s = 0,1 Umdr./s
Vm=200000
'Enddrehzahl
200.000 MS/s = 4 Umdr./s
A=500000
'Beschleunigung 500.000 MS/s² = 10 Umdr./s²
D=A
'Bremsrampe = Beschleunigung
Ld=5000
'lead limit: 5.000 MS = 0,1 Umdr.
Lg=5000
'lag limit: 5.000 MS = 0,1 Umdr.
Lt=1000
'Locked rotor timeout 1000 ms
Mf=10000
'Makeup-frequency 10.000 MS/s = 0,2 Umdr./s
Mu=0
'Makeup-frequency aus, kein Nachholen nicht ausgeführter Schritte
Alles Weitere finden Sie in der ausführlichen Hard- und Software-Beschreibung der MDRIVE / MDRIVE Hybrid
Motion Control-Antriebe oder der MFORCE Motion Control-Steuerungen im Internet
- unter www.kocomotion.de als Downloads auf der jeweiligen Produktseite
Änderungen vorbehalten / Rev. 11-2014
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