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Metronix Meßgeräte und Elektronik GmbH Telefon: +49-(0)531-8668-0 Kocherstraße 3 Telefax: +49-(0)531-8668-555 D-38120 Braunschweig E-mail: [email protected] Germany http://www.metronix.de PROFIBUS-DP Produkthandbuch Version 1.2

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PROFIBUS-DP

Produkthandbuch Version 1.2

Seite 2 Über dieses Handbuch

PROFIBUS-DP Produkthandbuch Version 1.2

Verzeichnis der Revisionen

Autor: N. Kupke, R. Schönefeld

Handbuchname: PROFIBUS-DP

Dateiname: PROFIBUS-DP_Handbuch_V1p2.doc

Speicherort der Datei: U:\AE\DOC_ANTR\HANDBUCH\Aktuell\ARS__IMD_F\Deutsch

Lfd. Nr. Beschreibung Revisions-index

Datum der Änderung

000 Vorversion 0.0 13.01.2000

001 Freigabe für den Vertrieb 1.0 10.05.2000

002 Freigabe für den Vertrieb 1.1 05.08.2002

03 Korrektur Windows® Trademark, CPT 1.2 04.02.2005

Urheberrechte

© 2000, 2002 Metronix Meßgeräte und Elektronik GmbH. Alle Rechte vorbehalten.

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Warenzeichen

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Gültigkeit

Mit dem Erscheinen dieser Version verlieren alle älteren Versionen dieses Handbuches ihre Gültigkeit.

Über dieses Handbuch Seite 3

Version 1.2 Produkthandbuch PROFIBUS-DP

Zielgruppe

Das vorliegende Handbuch richtet sich an Personen, die bereits mit Servoreglern der Familie IMD-310/xxF und ARS-xxx/xx vertraut sind. Es beschreibt, wie die Antriebsregler mit dem PROFIBUS-DP-Modul betrieben und in einer SIMATIC-S7-Steuerung eingesetzt werden können.

Weitere Handbücher

• Produkthandbücher ARS und IMD: Diese Handbücher geben eine allgemeine Übersicht über die jeweilige Produktfamilie.

• Erstinbetriebnahmehandbücher ARS und IMD: Diese Handbücher enthalten Hinweise über Verdrahtung/Anschlußbelegungen, Parametriersoftware, Parametrierung und Applikationen

• CANopen-Handbuch: dieses Handbuch beschreibt die CANopen-Objekte, die für die Servoregler implementiert sind und dient diesbezüglich als Referenzhandbuch.

Weiterführende Dokumentation zum Einsatz von PROFIBUS-DP

(1) PROFIBUS-DP

Grundlagen, Tips und Tricks für Anwender

Manfred Pop

Hüthig-Verlag, Heidelberg 1998

(2) Dezentralisieren mit PROFIBUS-DP

Aufbau, Projektierung und Einsatz des PROFIBUS-DP mit Simatic S7

Josef Weigmann, Gerhard Kilian

Siemens, Erlangen/München 1998

Seite 4 Inhaltsverzeichnis

PROFIBUS-DP Produkthandbuch Version 1.2

Inhaltsverzeichnis

Inhaltsverzeichnis ........................................................................................................4

Symbole und Zeichen..................................................................................................7

Sicherheitshinweise.....................................................................................................8

1 Einleitung ..............................................................................................................9 1.1 Über dieses Handbuch...........................................................................................................9 1.2 Nutzung des PROFIBUS-Moduls ...........................................................................................9 1.3 Kenndaten des PROFIBUS-Moduls .......................................................................................9 1.4 GSD-Datei für die PROFIBUS-Anbindung der Antriebsregler ARS und IMD-F.................. 10

2 Steckerbelegung und Busterminierung ...............................................................11 2.1 Anschlußbelegungen........................................................................................................... 11

2.1.1 Anschlußbelegung IMD-310/xxF............................................................................... 11 2.1.2 Anschlußbelegung ARS-310/xx und ARS-560/xx..................................................... 11 Anschlußbelegung ARS-560/xxK........................................................................................... 12

2.2 Terminierung und Busabschlußwiderstände....................................................................... 12 2.3 Busleitung für PROFIBUS ................................................................................................... 14

3 Aktivierung der PROFIBUS-Kommunikation .......................................................15 3.1 Übersicht ............................................................................................................................. 15 3.2 Aktivierung der PROFIBUS-Kommunikation über das Transferfenster von WMEMOC..... 15

3.2.1 Beispiele zur Aktivierung der PROFIBUS-Kommunikation....................................... 17 3.3 Deaktivierung der PROFIBUS-Kommunikation................................................................... 17 3.4 Aktivierung der PROFIBUS-Kommunikation über das Feldbusmenü von WMEMOC 3.5 . 18

4 PROFIBUS-Kommunikation ................................................................................19 4.1 Übersicht ............................................................................................................................. 19 4.2 Telegrammformate der Standardbetriebsarten................................................................... 20 4.3 Betriebsarten ....................................................................................................................... 22

4.3.1 Übersicht ................................................................................................................... 22 4.3.2 Objekte ...................................................................................................................... 23

4.4 Referenzfahrt-Telegrammformat ......................................................................................... 25 4.4.1 Übersicht ................................................................................................................... 25 4.4.2 Objekte ...................................................................................................................... 26

4.5 Positionier-Telegrammformat .............................................................................................. 36 4.5.1 Übersicht ................................................................................................................... 36 4.5.2 Objekte ...................................................................................................................... 37

4.6 Telegrammformat zur Drehzahlregelung ............................................................................ 45

Inhaltsverzeichnis Seite 5

Version 1.2 Produkthandbuch PROFIBUS-DP

4.6.1 Übersicht ................................................................................................................... 45 4.6.2 Objekte ...................................................................................................................... 46

4.7 Telegrammformat zur Momentenregelung.......................................................................... 48 4.7.1 Übersicht ................................................................................................................... 48 4.7.2 Objekte ...................................................................................................................... 49

4.8 Istwert-Telegrammformat .................................................................................................... 51 4.8.1 Objekte ...................................................................................................................... 52

4.9 Freies-Telegrammformat..................................................................................................... 54 4.10 Freies-Istwert-Telegrammformat ......................................................................................... 56

5 Gerätesteuerung (Device Control) ......................................................................57 5.1 Zustandsdiagramm (state machine).................................................................................... 57

5.1.1 Übersicht ................................................................................................................... 57 5.1.2 Benötigte Zustände ................................................................................................... 57 5.1.3 Das Zustandsdiagramm des Reglers (state machine).............................................. 58 5.1.4 Objekte ...................................................................................................................... 61

6 Parameter einstellen ...........................................................................................70 6.1 Parametersätze laden und speichern ................................................................................. 70

6.1.1 Übersicht ................................................................................................................... 70 6.1.2 Objekte ...................................................................................................................... 71

6.2 Umrechnungsfaktoren (Factor Group) ................................................................................ 73 6.2.1 Übersicht ................................................................................................................... 73 6.2.2 Objekte ...................................................................................................................... 73

6.3 Endstufenparameter ............................................................................................................ 87 6.3.1 Übersicht ................................................................................................................... 87

6.4 Stromregler und Motoranpassung....................................................................................... 94 6.4.1 Übersicht ................................................................................................................... 94 6.4.2 Objekte ...................................................................................................................... 95

6.5 Drehzahlregler und Durchdrehschutz ............................................................................... 100 6.5.1 Übersicht ................................................................................................................. 100 6.5.2 Objekte .................................................................................................................... 100

6.6 Lageregler (Position Control Function) ............................................................................. 103 6.6.1 Übersicht ................................................................................................................. 103 6.6.2 Objekte .................................................................................................................... 106

6.7 Geberanpassungen........................................................................................................... 114 6.7.1 Übersicht ................................................................................................................. 114 6.7.2 Objekte .................................................................................................................... 114

6.8 Digitale Ein- und Ausgänge............................................................................................... 124 6.8.1 Übersicht ................................................................................................................. 124 6.8.2 Objekte .................................................................................................................... 124

6.9 Endschalter und Referenzschalter .................................................................................... 126 6.9.1 Übersicht ................................................................................................................. 126 6.9.2 Objekte .................................................................................................................... 126

7 Diagnosemeldungen über PROFIBUS-DP........................................................129 7.1 Übersicht ........................................................................................................................... 129

7.1.1 Standardfehlermeldungen....................................................................................... 129

Seite 6 Inhaltsverzeichnis

PROFIBUS-DP Produkthandbuch Version 1.2

7.1.2 Objektzugriffsfehler ................................................................................................. 129 7.2 Diagnosemeldungen ......................................................................................................... 130

8 Funktion- und Datenbausteine für die Antriebsregler ARS und IMD-F..............132 8.1 Einleitung........................................................................................................................... 132 8.2 Übersicht FBs .................................................................................................................... 133 8.3 FB’s der Antriebsregler ARS und IMD-F ........................................................................... 135

8.3.1 FB_homing_mode (FB 27 Referenzfahrt)............................................................... 135 8.3.2 FB_position (FB 21 Positionierbetrieb) ................................................................... 137 8.3.3 FB_velocity (FB 23 Drehzahlgeregelter Betrieb) .................................................... 140 8.3.4 FB_torque (FB 25 Betriebsart Drehmomentregelung)............................................ 141 8.3.5 FB_homing_position (FB 34 Referenzfahrt und Positionieren) .............................. 143 8.3.6 FB_Parameter (FB 32 Parametrieren des Reglers über PROFIBUS).................... 146 Aufbau des Datenbausteins DB_Para ................................................................................. 149

8.4 Einbindung der FB’s und DB’s .......................................................................................... 150 8.4.1 Übersicht der Funktions- und Datenbausteine: ...................................................... 152

9 Analyse-Tool zur Inbetriebnahme .....................................................................153 9.1 Übersicht ........................................................................................................................... 153

9.1.1 Objektzugriff über RS232........................................................................................ 153

Abbildungsverzeichnis .............................................................................................154

Stichwortverzeichnis................................................................................................156

Symbole und Zeichen Seite 7

Version 1.2 Produkthandbuch PROFIBUS-DP

Symbole und Zeichen

Information Wichtige Informationen und Hinweise.

Vorsicht ! Die Nichtbeachtung kann hohe Sachschäden zur Folge haben.

GEFAHR ! Die Nichtbeachtung kann Sachschäden und Personenschäden zur Folge haben.

Darüber hinaus wird in Kombination mit den genannten Symbolen das Spannungs-Symbol verwendet:

Vorsicht ! Lebensgefährliche Spannung. Der Sicherheitshinweis enthält einen Hinweis auf eine eventuell auftretende lebensgefährliche Spannung.

Seite 8 Sicherheitshinweise

PROFIBUS-DP Produkthandbuch Version 1.2

Sicherheitshinweise

Beachten Sie unbedingt die Sicherheitshinweise ! Die Nichtbeachtung der Sicherheitshinweise kann Personenschäden und Sachschäden zur Folge haben. Im Inneren und an den Anschlüssen des Reglers liegen zum Teil hohe Spannungen an, die lebensgefährlich sein können. Schalten Sie deshalb die Stromversorgung von Regler, PC und Motor ab und warten Sie mindestens 5 Minuten, damit sich der Zwischenkreis entladen kann, bevor Sie Stecker jeder Art einstecken oder abziehen. Bei Installation, Inbetriebnahme und Wartung müssen die für den spezifischen Einsatzfall gültigen Sicherheits- und Unfallverhütungsvorschriften beachtet werden. Ohne Anspruch auf Vollständigkeit gelten unter anderem folgende Vorschriften:

• VDE 0100: Bestimmung für das Errichten von Starkstromanlagen bis 1000 Volt.

• EN 60 204-1: Elektrische Anlagen mit elektronischen Betriebsmitteln

• EN 50 178: Ausrüstung von Starkstrom- anlagen mit elektronischen Betriebsmitteln

• EN 61 800-3: Drehzahlveränderbare elektrische Antriebe

• EN 292

• EN 954

Einleitung Seite 9

Version 1.2 Produkthandbuch PROFIBUS-DP

1 Einleitung

1.1 Über dieses Handbuch In diesem Handbuch wird beschrieben, wie die Regler der Familien ARS und IMD-F über das Metronix-Protokoll mit dem PROFIBUS-DP angesteuert und parametriert werden können. Es wird die Aktivierung der PROFIBUS-Funktionalität, die Einbindung in das PROFIBUS-Netzwerk und die Kommunikation mit dem Regler beschrieben.

1.2 Nutzung des PROFIBUS-Moduls Das PROFIBUS-Modul ist eine Technologiebaugruppe, die als Steckmodul für die Servoregler der Familien IMD-310/xxF und ARS-xxx/xx beim Hersteller oder über seine Vertriebspartner zu beziehen ist. Das Steckmodul wird eingebaut in den Servoregler ausgeliefert und kann in bereits im Feld befindlichen Geräten nachgerüstet werden.

Für IMD-F und ARS werden unterschiedliche Steckmodule benötigt, die nicht gegeneinander ausgetauscht werden können. Wenn eine PROFIBUS-Baugruppe in den Regler eingesteckt wird, so wird sie vom Regler automatisch erkannt, aber nicht aktiviert. Die PROFIBUS-Funktionalität muß einmalig via RS232 aktiviert werden. Dies geschieht vorzugsweise mit dem Parametrierprogramm WMEMOC ab Version 3.1.

Die PROFIBUS-Funktionalität ist in der Standardfirmware der Servoregler ab Version 8d enthalten.

1.3 Kenndaten des PROFIBUS-Moduls Das PROFIBUS-Modul besitzt folgende Leistungsmerkmale:

• Unterstützten Baudraten in kBits/s 9.6, 19.2, 45.45, 93.75, 187.5, 500, 1500, 3000, 6000, 12000

• Potentialgetrennte Schnittstelle

• Sync/Freeze-Modus wird unterstützt

• Fail-Safe- Modus wird unterstützt

• Diagnose-Daten werden im Fehlerfall übermittelt

• Busanschluß: DSUB 9-polig (**)

• Integrierte Busabschlußwiderstände (*)

• 24 V Spannungsversorgung für externe Bedien- und Wartungsgeräte (*)

• Herausgeführtes RTS-Signal für die Anschlußmöglichkeit von Lichtwellenleitern

(*) Wird bei der Gerätefamilie IMD-310/xxF nicht unterstützt

Seite 10 Einleitung

PROFIBUS-DP Produkthandbuch Version 1.2

(**) Ist bei den Geräten ARS-560/12K und /20K als MINI-Combicon Stecker ausgeführt, bei der Gerätefamilie IMD-310/xxF als DSUB9-Stecker, aber mit geänderter Steckerbelegung !

1.4 GSD-Datei für die PROFIBUS-Anbindung der Antriebsregler ARS und IMD-F

Die GSD-Datei für DP-Slaves (ARS und IMD-F) enthält charakteristische Gerätemerkmale der DP-Komponenten. Hier ist z.B. hinterlegt welche Baudraten und speziellen DP-Modes vom Slave unterstütz werden.

Jeder Master benötigt zur eindeutigen Identifikation der Slaves am Bus die zugehörige GSD-Datei.

Information Die GSD-Datei (METR04BD.gsd) für die Regler ARS und IMD-F ist unter www.metronix.de zum freien Download verfügbar.

Steckerbelegung und Busterminierung Seite 11

Version 1.2 Produkthandbuch PROFIBUS-DP

2 Steckerbelegung und Busterminierung

2.1 Anschlußbelegungen Der PROFIBUS-Anschluß ist bei den Reglern der Familie ARS und IMD-F unterschiedlich ausgeführt: In der EN 50170 wird ein 9-poliger DSUB-Stecker empfohlen, doch sind auch andere Steckerkombinationen erlaubt.

IMD-310/xxF: 9-poliger DSUB-Stecker

ARS-310/xx und ARS-560/xx: 9-polige DSUB-Buchse

ARS-560/xxK: PHOENIX Mini-Combicon 10-polig, MC1,5/10-GF-3,81

2.1.1 Anschlußbelegung IMD-310/xxF

A-Leitung (RxD/TxD-N)B-Leitung (RxD/TxD-P) RTS/LWL

Shield

61

59+5V

GND 5V

Abbildung 1: Steckerbelegung beim Servoregler IMD-310/xxF (X4)

2.1.2 Anschlußbelegung ARS-310/xx und ARS-560/xx

GND 24V+24V+5V

GND 5V

61

59

A-Leitung (RxD/TxD-N)

Shield

B-Leitung (RxD/TxD-P)RTS/LWL

Abbildung 2: Belegung DSUB-Buchse bei den Servoreglern ARS-xxx/xx (auf dem Modul)

Diese Belegung entspricht der festgelegten Anschlußkonfiguration zum Anschluß der Slaves unter Verwendung von 9-poligen DSUB-Steckern.

Seite 12 Steckerbelegung und Busterminierung

PROFIBUS-DP Produkthandbuch Version 1.2

2.1.3 Anschlußbelegung ARS-560/xxK

Abbildung 3: Steckerbelegung bei den Servoreglern ARS-560/xxK (X32 und X33)

2.2 Terminierung und Busabschlußwiderstände Jedes Bussegment eines PROFIBUS-Netzwerkes ist mit Busabschlußwiderständen zu versehen, um Leittungsreflexionen zu minimieren, ein nahezu konstantes Lastverhalten am Bus zu gewährleisten und ein definiertes Ruhepotential auf der Leitung einzustellen. Die Terminierung erfolgt jeweils am Anfang und am Ende eines Bussegments.

Das PROFIBUS-Modul der Antriebsreglerfamilie ARS hat diese Abschlußwiderstände auf dem Modul integriert, so daß keine externe Beschaltung (spezielle Stecker) notwendig ist. Diese können über die zwei DIP-Schalter auf dem Modul zugeschaltet werden (Schalter auf ON).

Eine externe Beschaltung ist ebenfalls möglich. Die für die extern beschalteten Abschlußwiderstände benötigte Versorgungsspannung von 5V wird am PROFIBUS-Stecker des Moduls (siehe Steckerbelegung) zur Verfügung gestellt.

X32 X33

GND

24V-Versorgung

A-Leitung (RxD/TxD-N)B-Leitung (RxD/TxD-P)

SHIELD

+5V

24V GND

RTS/LWL24V-Ausgang24V GND

B-Leitung (RxD/TxD-P) A-Leitung (RxD/TxD-N)

Steckerbelegung und Busterminierung Seite 13

Version 1.2 Produkthandbuch PROFIBUS-DP

Abschlußwiderstände IMD-F:

Auf dem PROFIBUS-Modul für den IMD-F sind keine DIP-Schalter zur Aktivierung von Abschlußwiderständen vorhanden. Bei Bedarf sind Abschlußwiderstände extern über den Anschlußstecker X4 zu beschalten (siehe Abbildung 1 und Abbildung 4).

Abbildung 4: Beschaltung mit externen Abschlußwiderständen

Abschlußwiderstände ARS-310/xx und ARS-560/xx:

Der DIP-Schalter für die Abschlußwiderstände befindet sich an der Frontseite des Gerätes, unterhalb der PROFIBUS-Anschlußbuchse des Steckmoduls.

Abschlußwiderstände ARS-560/xxK:

Der DIP-Schalter für die Abschlußwiderstände befindet sich auf dem PROFIBUS-Modul innerhalb des Gerätes. Zur Aktivierung der Abschlußwiderstände muß das Gerät geöffnet werden und die beiden DIP-Schalter auf ON geschaltet werden. Stattdessen ist es auch möglich, die Abschlußwiderstände extern über die Anschlußstecker X32 und X33 zu beschalten (siehe oben: Abbildung 3 und Abbildung 4, diese Variante wird aufgrund der schwer zugänglichen DIP-Schalter empfohlen).

GND 5V

+5V

A-LeitungB-Leitung

390 Ohm

220 Ohm

390 Ohm

Seite 14 Steckerbelegung und Busterminierung

PROFIBUS-DP Produkthandbuch Version 1.2

Die fehlerhafte oder falsche Busterminierung ist eine häufige Fehlerursache bei Störungen

Ist die eingestellte Baudrate > als 1,5 MBaud müssen, aufgrund der kapazitiven Last des Teilnehmers und der somit erzeugten Leitungsreflexion, Stecker mit integrierten Längsinduktivitäten (110 nH) verwendet werden.

Einige Hersteller bieten Anschlußstecker an, die eine Kombination der Busabschlußwiderstände und Längsinduktivitäten enthalten.

2.3 Busleitung für PROFIBUS

• PROFIBUS-Kabel:

Hersteller Siemens

SIMATIC NET, PB FC Standard Busleitung, 2-adrig, geschirmt, Spezialaufbau für

Schnellmontage 20 m.

Bestellnr.: 6XV1 830-0EN20

Aktivierung der PROFIBUS-Kommunikation Seite 15

Version 1.2 Produkthandbuch PROFIBUS-DP

3 Aktivierung der PROFIBUS-Kommunikation

3.1 Übersicht Die Aktivierung des PROFIBUS-Interfaces erfolgt über die serielle Schnittstelle des Servoreglers. Alle wesentlichen Parameter werden mit einem einzigen Befehl übertragen. Die am Bus eingestellte Baudrate wird von dem Modul automatisch erkannt.

Der Befehl zur Aktivierung der PROFIBUS-Funktionalität kann grundsätzlich von jedem Terminalprogramm in die Regler übertragen werden, wenn dieses mit den Einstellungen 9600 Baud, 8 Datenbits und 1 Stopbit arbeitet. Die Einstellungen sollten jedoch vorzugsweise mit dem Parametrierprogramm WMEMOC vorgenommen werden, welches speziell für die Antriebsregler ARS und IMD-F entwickelt wurde. Ab der WMEMOC-Version 3.5 besteht zudem die Möglichkeit, diese Einstellungen komfortabel über ein eigenes Menü vorzunehmen.

3.2 Aktivierung der PROFIBUS-Kommunikation über das Transferfenster von WMEMOC

Im Parametrierprogramm WMEMOC ist im Menü „Datei“ der Befehl „Transfer“ zu wählen. Das Transferfenster wird geöffnet und es besteht nun die Möglichkeit, über die RS232-Schnittstelle mit dem Regler zu kommunizieren.

Der Konfigurationsbefehl zur Aktivierung der PROFIBUS-Funktionalität setzt sich wie folgt zusammen:

BUS:NN:0000:MMMM

Die Platzhalter NN und MMMM stehen für die folgende Parameter:

NN Basis der Slave-Adresse in hexadezimaler Schreibweise

Dieser Parameter beinhaltet die Basis-Slave-Adresse des entsprechenden Gerätes. Es ist möglich, daß zum Einstellen der Slave-Adresse zusätzlich die digitalen Eingänge einbezogen werden. Diese Funktion wird über den Platzhalter MMMM aktiviert.

MMMM Betriebsart

Mit diesem Parameter wird die PROFIBUS-Funktion aktiviert und eine Reihe von zusätzlichen Einstellungen vorgenommen. Die Einstellung erfolgt bitweise.

Seite 16 Aktivierung der PROFIBUS-Kommunikation

PROFIBUS-DP Produkthandbuch Version 1.2

Bit Wertigkeit Funktion des Bits Wert

0 0001h Sonderfunktion 0

1 0002h Sonderfunktion 0

2 0004h reserviert (CAN-Bus) 0

3 0008h reserviert (CAN-Bus) 0

4 0010h addiert Din0-Din3 zur Slave-Adresse 0 oder 1

5 0020h addiert Ain1 zur Slave-Adresse 0 oder 1

6 0040h Frei 0

bis

11 0800h Frei 0

12 1000h Aktivierung der PROFIBUS-Funktionalität 1

13 2000h Frei 0

14 4000h Frei 0

15 8000h Frei 0

Die Bits 0, 1, 6 bis 11 und 13 bis 15 müssen immer gelöscht sein, um Kompatibilität mit zukünftigen Geräten und Softwarevarianten zu gewährleisten.

Die Bits 2 und 3 sind für die CAN-Bus-Funktionalität reserviert und müssen für den Betrieb mit dem PROFIBUS-Modul gelöscht sein.

Das Bit 4 ermöglicht, die Slave-Adresse des Antriebsreglers von seinem Steckplatz abhängig zu machen. Wenn Bit 4 gesetzt ist, so wird zur vorgegebenen Slave-Adresse die Eingangskombination des Zielselektors (DIN0-DIN3) addiert. Die Eingangskombination wird nur direkt nach dem Geräte-Reset einmal ausgelesen. Somit können durch einfache Brücken nach 24V im Steckergehäuse von X1 bis zu 16 verschiedene Geräteadressen vergeben werden. Durch das Setzen des Bits 5 wird diese Anzahl auf bis zu 32 erweitert, da der analoge Eingang AIN1 mit einer Wertigkeit von 16 einbezogen wird. Für den Low-Pegel bleibt er unbeschaltet, für den High-Pegel wird dieser Eingang auf VVref 10= gebrückt.

Das Bit 12 muß gesetzt sein, um die PROFIBUS-Funktionalität zu aktivieren.

Der Gesamtausdruck ergibt sich, wenn von allen gesetzten Bits die entsprechenden Wertigkeiten addiert werden. Die resultierende Summe ist in hexadezimaler Form einzugeben. Hilfreich ist hierbei der unter Windows® verfügbare Taschenrechner, da dieser in der Ansicht "wissenschaftlich" hexadezimale Zahlen verarbeiten kann.

Aktivierung der PROFIBUS-Kommunikation Seite 17

Version 1.2 Produkthandbuch PROFIBUS-DP

Die neu eingestellte PROFIBUS-Konfiguration wird erst nach einem Reset des Reglers vollständig wirksam. Wenn die PROFIBUS-Funktion in der beschriebenen Weise initialisiert wurde, so meldet sich das Gerät nach dem nächsten Reset als PROFIBUS-Slave am Bus.

Die in einem Regler eingestellte Konfiguration kann mit dem Befehl BUS? ausgelesen werden. Die Antwortsequenz des Reglers ist identisch mit dem Konfigurationsbefehl:

BUS:NN:0000:MMMM

Beachten Sie, daß durch Drücken der RESET-Taste alle von Ihnen durchgeführten Parameteränderungen verloren gehen, wenn sie nicht vorher im FLASH-Speicher gesichert wurden.

Sichern der Werte: Mit der WMEMOC-Software unter dem Menüpunkt Parameter Parametersatz sichern.

3.2.1 Beispiele zur Aktivierung der PROFIBUS-Kommunikation

1. Beispiel Slave-Adresse: 1 Betriebsart: PROFIBUS-Funktionalität Konfigurationsbefehl: BUS:01:0000:1000

2. Beispiel Slave-Adresse: 10 + der digitalen Eingänge Betriebsart: PROFIBUS-Funktionalität Konfigurationsbefehl: BUS:0A:0000:1010

3. Beispiel Slave-Adresse: 50 + der analoge Eingang Betriebsart: PROFIBUS-Funktionalität Konfigurationsbefehl: BUS:32:0000:1020

3.3 Deaktivierung der PROFIBUS-Kommunikation Die PROFIBUS-Kommunikation kann mit dem folgenden Befehl deaktiviert werden:

BUS:NN:0000:0000

Seite 18 Aktivierung der PROFIBUS-Kommunikation

PROFIBUS-DP Produkthandbuch Version 1.2

3.4 Aktivierung der PROFIBUS-Kommunikation über das Feldbusmenü von WMEMOC 3.5

Im Parametrierprogramm WMEMOC 3.5 ist im Menü „Parameter / Feldbus“ das Fenster „PROFIBUS“ zu öffnen. Hier kann die Busfunktionalität des Reglers ein- und ausgeschaltet und die Slave-Adresse in Dezimalwerten eingestellt werden. Weiterhin lassen sich die Optionen „Addition von DIN 0 .. DIN 3 zur Slave-Addresse“ und „Addition von AIN 1 zur Slave-Addresse“ aktivieren.

PROFIBUS-Kommunikation Seite 19

Version 1.2 Produkthandbuch PROFIBUS-DP

4 PROFIBUS-Kommunikation

4.1 Übersicht Die Parameter der Antriebsregler werden über Objekte (Service Data Objekts, SDO) angesprochen. Diese sind durch einen Index und Subindex gekennzeichnet mit dem lesend und schreibend auf die Objekte zugegriffen werden kann.

Nicht jedes Objekt kann gelesen und beschrieben werden.

Der Nutzdatenaustausch zwischen den Antriebsreglern und dem Mastersystem wird mit den bei Metronix entwickelten Telegrammformaten durchgeführt. DieTelegrammformate beschreiben, wie die Nutzdaten in der DU (Data Unit) des Nutzdaten-Telegrammes angeordnet sind.

Es werden zur Übertragung der Daten zwei Telegrammtypen voneinander unterschieden, denen bestimmte bei Metronix entwickelte Telegrammformate zugeordnet sind.

• Telegrammtyp Master/Slave-Kommunikation

Telegrammformat zur Drehzahlregelung

Telegrammformat zur Momentenregelung

Telegrammformat zur Positioniersteuerung

Telegrammformat zur Referenzfahrt

Freies Telegrammformat

• Telegrammtyp Slave/Master-Kommunikation

Istwert-Telegrammformat

Freies Istwert-Telegrammformat

Für den Bereich der Master/Slave-Kommunikation sind vier unterschiedliche Telegrammformate definiert, die auf verschiedene Funktionen der Regler abgestimmt sind und festgelegte Objekte beschreiben. Desweiteren ist ein Telegrammformat definiert, daß es ermöglicht auf frei wählbare Objekte unterschiedlich (lesend oder schreibend) zu zugreifen.

Der Slave/Master-Kommunikation sind zwei Telegrammformate zugeordnet und dienen zur Übertragung von Ist-Werten des Reglers an den Master. Das Istwert-Telegrammformat wird für die Telegrammformate zur Drehzahl-, Momentenregelung, Positioniersteuerung und Referenzfahrt vom Regler zum Master gesendet. Das Freie Istwert-Telegrammformat wird als Antwort auf das Freie-Telegrammformat versendet.

Seite 20 PROFIBUS-Kommunikation

PROFIBUS-DP Produkthandbuch Version 1.2

4.2 Telegrammformate der Standardbetriebsarten Die Gesamtlänge der übertragenen Nutzdaten sowie der Telegrammheader ist bei allen vier Telegrammformaten identisch. Es werden immer 32 Bytes mit konsistenter Länge übertragen.

Die Antriebsregler können unter PROFIBUS in vier unterschiedliche Betriebsarten versetzt werden, für die verschiedene Telegrammformate zur Verfügung stehen. Das Einstellen der Betriebsart im ersten Byte legt ebenfalls fest welches Telegrammformat benutzt wird und welche Objekte mit diesem Telegramm beschrieben werden. Mit der Betriebsart ist direkt ein Telegrammformat verbunden.

Byte 0 Im Byte 0 wird die Betriebsart der Regler festgelegt, mit der die Antriebsregler betrieben werden sollen und das entsprechende Telgrammformat bestimmt.

Byte 0 Betriebsarten 1 Profile Position Mode (Lageregler mit Positionierbetrieb) 3 Profile Velocity Mode (Drehzahlregler mit Sollwertrampe) 4 Torque Profile Mode (Momentenregler mit Sollwertrampe) 6 Homing Mode (Referenzfahrt)

128 Freies Telegramm (es wird keine Betriebsart eingestellt)

Byte 1 Das Byte 1 dient zur Auswahl der festgelegten Objekte. Das heißt es kann festgelegt werden, ob alle oder nur explizit ausgewählte Objekte innerhalb des Telegrammformates nicht beschrieben werden sollen.

Byte 1 Aktion 00h Alle Objekte in den Bytes 10..31 werden geschrieben 01h Objekt 1 in den Bytes 10..13 wird nicht geschrieben 02h Objekt 2 in den Bytes 14..17 wird nicht geschrieben 04h Objekt 3 in den Bytes 18..21 wird nicht geschrieben 08h Objekt 4 in den Bytes 22..25 wird nicht geschrieben 10h Objekt 5 in den Bytes 26..29 wird nicht geschrieben 20h Objekt 6 in den Bytes 30..31 wird nicht geschrieben

PROFIBUS-Kommunikation Seite 21

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Byte 2 Die folgenden acht Bytes sind für das individuelle Schreiben oder Lesen von

Objekten, die im verwendeten Telegrammformat nicht fest implementiert sind. Hierzu wird im Byte 2 festgelegt, um welche Art des Zugriffes es sich auf das Objekt in den Bytes 3..9 handelt.

Byte 2 Zugriffsart 0 Kein Zugriff auf Objekt in den Bytes 3..9 1 Read-Zugriff auf Objekt in den Bytes 3..9 2 Write-Zugriff auf Objekt in den Bytes 3..9

Byte 3..5 Die Bytes 3, 4 und 5 beinhalten die Objektadresse, die durch den Index und

Subindex gekennzeichnet ist.

Bei einem Lese- oder Schreibzugriff (siehe Byte 2) muß der Index und Subindex des betreffenden Objektes angegeben werden. Der Index und Subindex werden dann im Istwert-Telegrammformat angezeigt.

Byte 6..9 Die Bytes 6 bis 9 sind der Datenbereich des Telegrammheaders. Dieser dient der Übertragung der Daten des ausgewählten Objektes.

Bei einem Lesezugriff bleibt dieser Datenbereich unbeschrieben. Der Wert des zu lesenden Objektes wird im Istwert-Telegrammformat angezeigt.

Bei einem Schreibzugriff muß der Wert, der in das Objekt übertragen werden soll, im Datenbereich angegeben werden. Der übertragene Wert wird im Istwert-Telegramm angezeigt.

Byte 10..13 In den Bytes 10 bis 13 sind die Daten für das 1. festgelegte Objekt enthalten. Der Zugriff wird über das Byte 1 festgelegt.

Byte 14..17 In den Bytes 14 bis 17 sind die Daten für das 2. festgelegte Objekt enthalten. Der Zugriff wird über das Byte 1 festgelegt.

Byte 18..21 In den Bytes 18 bis 21 sind die Daten für das 3. festgelegte Objekt enthalten. Der Zugriff wird über das Byte 1 festgelegt.

Byte 22..25 In den Bytes 22 bis 25 sind die Daten für das 4. festgelegte Objekt enthalten. Der Zugriff wird über das Byte 1 festgelegt.

Byte 26..29 In den Bytes 26 bis 29 sind die Daten für das 5. festgelegte Objekt enthalten. Der Zugriff wird über das Byte 1 festgelegt.

Byte 30..31 In den Bytes 30 bis 31 sind die Daten für das 6. festgelegte Objekt enthalten. Dies ist für alle vier Telegrammformate das controlword. Der Zugriff wird über das Byte 1 festgelegt.

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Abbildung 5: MTX-Telegrammformat

4.3 Betriebsarten

4.3.1 Übersicht

Der Antriebsregler kann in eine Vielzahl von Betriebsarten versetzt werden. Nur einige sind für PROFIBUS-DP vorgesehen:

• Drehmomentgeregelter Betrieb

• Drehzahlgeregelter Betrieb

• Referenzfahrt

• Positionieren

Betriebsart

Byte

Byte

Byte

Daten Objekt 1 Daten Objekt 3Daten Objekt 2

Daten Objekt 4 Daten Objekt 5 Daten Objekt 6

Telegrammheader

0

22 23 24 25 26 27 28 29 30 31

1 2 3 4 5 6 7 8 9

10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21

Daten Objekt Objektauswahl derObjekte 1 bis 6

Objektzugriff (auf Objekt in Bytes 3..9)

Index Subindex

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4.3.2 Objekte

4.3.2.1 In diesem Kapitel behandelte Objekte

Index Objekt Name Typ Attr. 6060h VAR modes_of_operation Integer 8 wo 6061h VAR modes_of_operation_display Integer 8 ro

4.3.2.2 Objekt 6060h: modes_of_operation Mit dem Objekt modes_of_operation wird die Betriebsart des Reglers eingestellt.

Index 6060h Name modes_of_operation Objekt Code VAR Data Type Integer 8

Access wo Units - Value Range 1, 3, 4, 6 Default Value 1

Wert Aktion

-1 für PROFIBUS nicht bekannte Betriebsart 1 Profile Position Mode (Lageregler mit Positionierbetrieb) 3 Profile Velocity Mode (Drehzahlregler mit Sollwertrampe) 4 Torque Profile Mode (Momentenregler mit Sollwertrampe) 6 Homing Mode (Referenzfahrt)

Die Betriebsart wird bei Verwendung eines der vier Telegrammformate mit festgelegten Objekten automatisch gewählt.

Die aktuelle Betriebsart wird im Byte 0 des Istwert-Telegrammformates oder im Objekt modes_of_operation_display gelesen!

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4.3.2.3 Objekt 6061h: modes_of_operation_display Im Objekt modes_of_operation_display kann die aktuelle Betriebsart des Reglers gelesen werden.

Index 6061h Name modes_of_operation_display Objekt Code VAR Data Type Integer 8

Access ro Units - Value Range -1, 1, 3, 4, 6 Default Value 3

Wert Aktion

-1 für PROFIBUS unbekannte Betriebsart 1 Profile Position Mode (Lageregler mit Positionierbetrieb) 3 Profile Velocity Mode (Drehzahlregler mit Sollwertrampe) 4 Torque Profile Mode (Momentenregler mit Sollwertrampe) 6 Homing Mode (Referenzfahrt)

Die aktuelle Betriebsart wird auch im Byte 0 des Istwert-Telegrammformates angezeigt!

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4.4 Referenzfahrt-Telegrammformat

4.4.1 Übersicht In diesem Kapitel wird beschrieben, wie der Antriebsregler die Anfangsposition sucht (auch Bezugspunkt, Referenzpunkt oder Nullpunkt genannt). Es gibt verschiedene Methoden diese Position zu bestimmen, wobei entweder die Endschalter am Ende des Positionierbereiches benutzt werden können oder ein Referenzschalter (Nullpunkt-Schalter) innerhalb des möglichen Verfahrweges. Um eine möglichst große Reproduzierbarkeit zu erreichen, kann bei einigen Methoden der Nullimpuls des verwendeten Winkelgebers (Resolver, Inkrementalgeber usw.) mit einbezogen werden.

Der Benutzer kann die Geschwindigkeit, Beschleunigung und die Art der Referenzfahrt bestimmen. Nachdem der Regler sich referenziert hat, kann mit dem Objekt home_offset die Nullposition an die gewünschte Stelle verschoben werden.

Es gibt zwei Referenzfahrgeschwindigkeiten. Die höhere Suchgeschwindigkeit (Objekt speed_during_search_for_switch) wird benutzt, um den Endschalter bzw. den Referenzschalter zu finden. Um dann die Position der betreffenden Schaltflanke exakt bestimmen zu können, wird auf die Kriechgeschwindigkeit (Objekt speed_during_search_for_zero) umgeschaltet.

Angesprochen wird dieses Telegramm mit der Betriebsart: 06h

Daten Objekt Index

SubindexBetriebsart

Objektzugriff

Objektauswahl derObjekte. 1 bis 6

00 kein Zugriff01 Read-Zugriff02 Write-Zugriff

Daten Objekt 6098homing_method

Daten Objekt 6099_01speed_during_search_for_switch

Daten Objekt 607Chome_offset

Daten Objekt 6099_02speed_during_search_for_zero

Daten Objekt 609Ahoming_acceleration

Daten Objekt 6040controlword

Telegrammheader

0

22 23 24 25 26 27 28 29 30 31

1 2 3 4 5 6 7 8 9

10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21

Abbildung 6: Telegrammformat zur Referenzfahrt

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4.4.2 Objekte

4.4.2.1 In diesem Kapitel behandelte Objekte

Index Objekt Name Typ Attribute 607Ch VAR home_offset Integer 32 rw 6098h VAR homing_method Integer 8 rw 6099h ARRAY homing_speeds Unsigned 32 rw 609Ah VAR homing_acceleration Unsigned 32 rw

4.4.2.2 Betroffene Objekte aus anderen Kapiteln

Index Objekt Name Typ Kapitel 6040h VAR controlword Unsigned 16 Gerätesteuerung 6041h VAR statusword Unsigned 16 Gerätesteuerung

4.4.2.3 Objekt 607Ch: home_offset Das Objekt home_offset legt die Verschiebung der Nullposition gegenüber der Endschalterposition fest.

HomePosition

home_offset

ZeroPosition

Abbildung 7: Home Offset

Index 607Ch

Name home_offset

Objekt Code VAR

Data Type Integer 32

Access rw

Units position units

Value Range (-231)..(231-1)

Default Value 0

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4.4.2.4 Objekt 6098h: homing_method Das Objekt homing_method bestimmt, welche Art der Referenzfahrt verwendet wird

Index 6098h Name homing_method Objekt Code VAR Data Type Integer 8

Access rw Units - Value Range -18, -17, -2, -1, 1, 2, 7, 11, 17, 18, 23, 27, 32, 33, 34 Default Value 17

homing_method Richtung Ziel Bezugspunkt für Nullpositon

-18 positiv Anschlag Anschlag -17 negativ Anschlag Anschlag -2 positiv Anschlag Nullimpuls -1 negativ Anschlag Nullimpuls 1 negativ Endschalter Nullimpuls 2 positiv Endschalter Nullimpuls 7 positiv Referenzschalter Nullimpuls

11 negativ Referenzschalter Nullimpuls 17 negativ Endschalter Endschalter 18 positiv Endschalter Endschalter 23 positiv Referenzschalter Referenzschalter 27 negativ Referenzschalter Referenzschalter 32 negativ Nullimpuls Nullimpuls 33 positiv Nullimpuls Nullimpuls 34 keine Fahrt aktuelle Ist-Position

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4.4.2.5 Objekt 6099h: homing_speeds Dieses Objekt bestimmt die Geschwindigkeiten, die während der Referenzfahrt benutzt werden.

Index 6099h Name homing_speeds Objekt Code ARRAY Number of Elements 2 Data Type Unsigned 32 Sub-Index 01h Description speed_during_search_for_switch Access rw Units speed units Value Range 0..(232-1) Default Value 0 Sub-Index 02h Description speed_during_search_for_zero Access rw Units speed units Value Range 0..(232-1) Default Value 0

4.4.2.6 Objekt 609Ah: homing_acceleration Das Objekt homing_acceleration legt die Beschleunigung fest, die während der Referenzfahrt für alle Beschleunigungs- und Bremsvorgänge verwendet wird.

Index 609Ah Name homing_acceleration Objekt Code VAR Data Type Unsigned 32 Access rw Units acceleration units Value Range 0..(232-1) Default Value 0

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4.4.2.7 Funktionsbeschreibung Für Positionierfahrten ist es normalerweise erforderlich, die absolute Position zu kennen. Aus unterschiedlichen Gründen haben Antriebsregler meistens keinen absoluten Winkelgeber, so daß nach dem Einschalten fast immer eine Referenzfahrt nötig ist. Es werden hierfür eine Reihe unterschiedlicher Methoden bereitgestellt. Über das Objekt homing_method kann die für die Applikation benötigte Variante ausgewählt werden.

Es gibt vier mögliche Referenzfahrt-Signale: den negativen und positiven Endschalter, den Referenzschalter und den (periodischen) Nullimpuls des Winkelgebers. Außerdem kann der Regler sich ganz ohne zusätzliches Signal auf den negativen oder positiven Anschlag referenzieren.

Wenn über das Objekt homing_method eine Methode zum Referenzieren bestimmt wird, so werden hiermit folgende Einstellungen gemacht:

• Das Referenzfahrsignal (negativer oder positiver Endschalter, der Referenzschalter, negativer oder positiver Anschlag)

• Die Richtung und der Ablauf der Referenzfahrt

• Die Art der Auswertung des Nullimpulses vom verwendeten Winkelgeber

Die verschiedenen Referenzfahrt-Methoden sind in den folgenden Abbildungen dargestellt. Die eingekreisten Nummern entsprechen dem im Objekt homing_method einzutragenden Code.

4.4.2.8 Methode 1: negativer Endschalter mit Nullimpulsauswertung Bei dieser Methode bewegt sich der Antrieb zunächst relativ schnell in negativer Richtung, bis er den negativen Endschalter erreicht. Dieses wird im Diagramm durch die steigende Flanke dargestellt. Danach fährt der Antrieb langsam zurück und sucht die genaue Position des Endschalters. Die Nullposition bezieht sich auf den ersten Nullimpuls des Winkelgebers in positiver Richtung vom Endschalter.

1

Index Pulse

Negative Limit Switch

Abbildung 8: Referenzfahrt auf negativen Endschalter mit Auswertung des Nullimpulses

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4.4.2.9 Methode 2: positiver Endschalter mit Nullimpulsauswertung Bei dieser Methode bewegt sich der Antrieb zunächst relativ schnell in positiver Richtung, bis er den positiven Endschalter erreicht. Dieses wird im Diagramm durch die steigende Flanke dargestellt. Danach fährt der Antrieb langsam zurück und sucht die genaue Position des Endschalters. Die Nullposition bezieht sich auf den ersten Nullimpuls des Winkelgebers in negativer Richtung vom Endschalter.

2

Index Pulse

Positive Limit Switch

Abbildung 9: Referenzfahrt auf positiven Endschalter mit Auswertung des Nullimpulses

4.4.2.10 Methoden 7 u. 11: Referenzschalter und Nullimpulsauswertung Diese beiden Methoden nutzen den Referenzschalter, der nur über einen Teil der Strecke aktiv ist. Diese Referenzmethoden bieten sich besonders für Rundachsen-Applikationen an, wo der Referenzschalter einmal pro Umdrehung aktiviert wird.

Bei der Methode 7 bewegt sich der Antrieb zunächst in positiver und bei Methode 11 in negativer Richtung. Abhängig von der Fahrtrichtung bezieht sich die Nullposition auf den ersten Nullimpuls in negativer oder positiver Richtung vom Referenzschalter. Dieses ist in den beiden folgenden Abbildungen ersichtlich.

Index Pulse

Home Switch

7

7

Abbildung 10: Referenzfahrt auf den Referenzschalter mit Auswertung des Nullimpulses bei positiver Anfangsbewegung

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Index Pulse

Home Switch

11

11

Abbildung 11: Referenzfahrt auf den Referenzschalter mit Auswertung des Nullimpulses bei negativer Anfangsbewegung

Bei Referenzfahrten auf den Referenzschalter behalten die Endschalter ihre normale Funktion.

4.4.2.11 Methode 17: Referenzfahrt auf den negativen Endschalter Bei dieser Methode bewegt sich der Antrieb zunächst relativ schnell in negativer Richtung, bis er den negativen Endschalter erreicht. Dieses wird im Diagramm durch die steigende Flanke dargestellt. Danach fährt der Antrieb langsam zurück und sucht die genaue Position des Endschalters. Die Nullposition bezieht sich auf die fallende Flanke vom negativen Endschalter.

17

Negative Limit Switch

Abbildung 12: Referenzfahrt auf den negativen Endschalter

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4.4.2.12 Methode 18: Referenzfahrt auf den positiven Endschalter Bei dieser Methode bewegt sich der Antrieb zunächst relativ schnell in positiver Richtung, bis er den positiven Endschalter erreicht. Dieses wird im Diagramm durch die steigende Flanke dargestellt. Danach fährt der Antrieb langsam zurück und sucht die genaue Position des Endschalters. Die Nullposition bezieht sich auf die fallende Flanke vom positiven Endschalter.

18

Positive Limit Switch

Abbildung 13: Referenzfahrt auf den positiven Endschalter

4.4.2.13 Methoden 23 und 27: Referenzfahrt auf den Referenzschalter Diese beiden Methoden nutzen den Referenzschalter, der nur über einen Teil der Strecke aktiv ist. Diese Referenzmethode bietet sich besonders für Rundachsen-Applikationen an, wo der Referenzschalter einmal pro Umdrehung aktiviert wird.

Bei der Methode 23 bewegt sich der Antrieb zunächst in positiver und bei Methode 27 in negativer Richtung. Die Nullposition bezieht sich auf die Flanke vom Referenzschalter. Dieses ist in den beiden folgenden Abbildungen ersichtlich.

Home Switch

23

23

Abbildung 14: Referenzfahrt auf den Referenzschalter bei positiver Anfangsbewegung

PROFIBUS-Kommunikation Seite 33

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Home Switch

27

27

Abbildung 15: Referenzfahrt auf den Referenzschalter bei negativer Anfangsbewegung

4.4.2.14 Methoden 32 und 33: Referenzfahrt auf den Nullimpuls Bei den Methoden 32 und 33 ist die Richtung der Referenzfahrt negativ bzw. positiv. Die Nullposition bezieht sich auf den ersten Nullimpuls vom Winkelgeber in Suchrichtung.

Index Pulse

33

32

Abbildung 16: Referenzfahrt nur auf den Nullimpuls bezogen

4.4.2.15 Methode 34: Referenzfahrt auf die aktuelle Position Bei der Methode 34 wird die Nullposition auf die aktuelle Position bezogen.

4.4.2.16 Methode -1: negativer Anschlag mit Nullimpulsauswertung Bei dieser Methode bewegt sich der Antrieb in negativer Richtung, bis er den Anschlag erreicht. Der Regler benötigt ca. 1 Sekunde, um den Anschlag zu erkennen. Der Anschlag muß mechanisch so dimensioniert sein, daß er bei dem parametrierten Maximalstrom keinen Schaden nimmt. Die Nullposition bezieht sich auf den ersten Nullimpuls des Winkelgebers in positiver Richtung vom Anschlag.

Seite 34 PROFIBUS-Kommunikation

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-1

Index Pulse

Abbildung 17: Referenzfahrt auf negativen Anschlag mit Auswertung des Nullimpulses

4.4.2.17 Methode -2: positiver Anschlag mit Nullimpulsauswertung Bei dieser Methode bewegt sich der Antrieb in positiver Richtung, bis er den Anschlag erreicht. Der Regler benötigt ca. 1 Sekunde, um den Anschlag zu erkennen. Der Anschlag muß mechanisch so dimensioniert sein, daß er bei dem parametrierten Maximalstrom keinen Schaden nimmt. Die Nullposition bezieht sich auf den ersten Nullimpuls des Winkelgebers in negativer Richtung vom Anschlag.

-2

Index Pulse

Abbildung 18: Referenzfahrt auf den positiven Anschlag mit Auswertung des Nullimpulses

4.4.2.18 Methode -17: Referenzfahrt auf den negativen Anschlag Bei dieser Methode bewegt sich der Antrieb in negativer Richtung, bis er den Anschlag erreicht. Der Regler benötigt ca. 1 Sekunde, um den Anschlag zu erkennen. Der Anschlag muß mechanisch so dimensioniert sein, daß er bei dem parametrierten Maximalstrom keinen Schaden nimmt. Die Nullposition bezieht sich direkt auf den Anschlag.

-17

Abbildung 19: Referenzfahrt auf den negativen Anschlag

PROFIBUS-Kommunikation Seite 35

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4.4.2.19 Methode -18: Referenzfahrt auf den positiven Anschlag Bei dieser Methode bewegt sich der Antrieb in positver Richtung, bis er den Anschlag erreicht. Der Regler benötigt ca. 1 Sekunde, um den Anschlag zu erkennen. Der Anschlag muß mechanisch so dimensioniert sein, daß er bei dem parametrierten Maximalstrom keinen Schaden nimmt. Die Nullposition bezieht sich direkt auf den Anschlag.

-18

Abbildung 20: Referenzfahrt auf den positiven Anschlag

4.4.2.20 Steuerung der Referenzfahrt Die Referenzfahrt wird durch das Setzen des Bit 4 im controlword gestartet. Der erfolgreiche Abschluß der Fahrt wird durch ein gesetztes Bit 12 im Objekt statusword angezeigt. Ein gesetztes Bit 13 im Objekt statusword zeigt an, daß während der Referenzfahrt ein Fehler aufgetreten ist.

Bit 4 Bedeutung

0 Referenzfahrt ist nicht aktiv

0→1 Referenzfahrt starten

1 Referenzfahrt ist aktiv

1→0 Referenzfahrt unterbrechen

Tabelle 4.1: Beschreibung der Bits im controlword

Bit 13 Bit 12 Bedeutung

0 0 Referenzfahrt ist noch nicht fertig

0 1 Referenzfahrt erfolgreich durchgeführt

1 0 Referenzfahrt nicht erfolgreich durchgeführt

1 1 verbotener Zustand

Tabelle 4.2: Beschreibung der Bits im statusword

Nachdem über das Bit 12 im statusword das Ende der Referenzfahrt signalisiert ist, führt das Rücksetzen von Bit 4 im controlword nicht mehr zu einem Fehler bei der Referenzfahrt.

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4.5 Positionier-Telegrammformat

4.5.1 Übersicht Die Zielposition (target_position) wird dem Fahrkurven-Generator übergeben. Dieser erzeugt einen Lage-Sollwert (position_demand_value) für den Lageregler, der in dem Kapitel Lageregler beschrieben wird. Diese zwei Funktionsblöcke können unabhängig voneinander eingestellt werden.

Alle Eingangsgrößen des Fahrkurven-Generators werden mit den Größen der Factor Group in die internen Einheiten des Reglers umgerechnet. Die internen Größen werden hier mit einem Sternchen gekennzeichnet und werden vom Anwender in der Regel nicht benötigt.

Angesprochen wird dieses Telegramm mit der Betriebsart: 01h

Daten Objekt Index

SubindexBetriebsart

Objektzugriff

Objektauswahl derObjekte. 1 bis 6

00 kein Zugriff01 Read-Zugriff02 Write-Zugriff

Daten Objekt 607Atarget_position

Daten Objekt 6082end_velocity

Daten Objekt 6081profile_velocity

Daten Objekt 6083profile_acceleration

Daten Objekt 6084profile_deceleration

Daten Objekt 6040controlword

Telegrammheader

0

22 23 24 25 26 27 28 29 30 31

1 2 3 4 5 6 7 8 9

10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21

Abbildung 21: Positionier-Telegrammformat

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4.5.2 Objekte

4.5.2.1 In diesem Kapitel behandelte Objekte

Index Objekt Name Typ Attr. 607Ah VAR target_position Integer 32 rw 607Bh ARRAY position_range_limit Integer 32 rw 607Dh ARRAY software_position_limit Integer 32 rw 6081h VAR profile_velocity Signed 32 rw 6082h VAR end_velocity Unsigned 32 rw 6083h VAR profile_acceleration Unsigned 32 rw 6084h VAR profile_deceleration Unsigned 32 rw 6085h VAR quick_stop_deceleration Unsigned 32 rw 6086h VAR motion_profile_type Integer 16 rw 6510h RECORD position_range_limit_enable rw

4.5.2.2 Betroffene Objekte aus anderen Kapiteln

Index Objekt Name Typ Kapitel 6040h VAR controlword Integer 16 Gerätesteuerung 6093h ARRAY position_factor Unsigned 32 Umrechnungsfaktoren 6094h ARRAY velocity_encoder_factor Unsigned 32 Umrechnungsfaktoren 6097h ARRAY acceleration_factor Unsigned 32 Umrechnungsfaktoren

4.5.2.3 Objekt 607Ah: target_position Das Objekt target_position (Zielposition) bestimmt, an welche Position der Antriebsregler fahren soll. Dabei muß die aktuelle Einstellung der Geschwindigkeit, der Beschleunigung, der Bremsverzögerung und die Art des Fahrprofiles (motion_profile_type) etc. berücksichtigt werden. Die Zielposition (target_position) wird vom Regler intern in Inkremente umgewandelt, wobei der position_factor verwendet wird. Die Zielposition wird entweder als absolute oder relative Angabe interpretiert. Dieses hängt von dem Bit 6 (absolute_relative_flag) des Objektes controlword ab.

Index 607Ah Name target_position Objekt Code VAR Data type Integer 32

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Access rw Units position units Value Range (-231)..(231-1) Default Value 0

4.5.2.4 Objekt 607Bh: position_range_limit Das Objekt position_range_limit (Grenze des Positionierbereiches) enthält zwei Unterparameter: min_position_range_limit und max_position_range_limit. Diese beschränken den numerischen Bereich der Positionswerte. Wenn eine dieser Grenzen überschritten wird, so springt der jeweilige Positions-Istwert automatisch an das andere Ende des Positionierbereiches. Dieses ist besonders für Rundachsen geeignet. Diese Funktionalität ist normalerweise ausgeschaltet. Sie muß in dem Objekt 6510h_20h position_range_limit_enable aktiviert werden.

Index 607Bh Name position_range_limit Objekt Code ARRAY Number of Elements 2 Data Type Integer 32

Sub-Index 01h Description min_position_range_limit Access rw Units position units Value Range (-231)..(231-1) Default Value -231

Sub-Index 02h Description max_position_range_limit Access rw Units position units Value Range (-231)..(231-1) Default Value 231 – 1

4.5.2.5 Objekt 6510h_20h: position_range_limit_enable Über das Objekt 6510h_20h (position_range_limit_enable) können die durch das Objekt 607Bh definierten Bereichsbegrenzungen aktiviert werden, so daß die Ist-Position beim Erreichen der einen Grenze an die jeweils andere springt (Überlauf). Dieses wird z.B. für Rundachsen-Applikationen benötigt.

PROFIBUS-Kommunikation Seite 39

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Index 6510h Subindex 20h Name position_range_limit_enable Objekt Code VAR Data Type Unsigned 16

Access rw Units - Value Range 0 (inaktiv), 1 (aktiv) Default Value 0

4.5.2.6 Objekt 607Dh: software_position_limit Das Objekt software_position_limit enthält die Unterparameter min_position_limit und max_position_limit. Diese Parameter geben die absoluten Positionionsgrenzen für den Lage-Sollwert (position_demand_value) und den Lage-Istwert (position_actual_value) an. Bei absoluten Positionierungen wird jede neue Zielposition (target_position) auf Einhaltung dieser Grenzen überprüft. Mit relativen Positionierungen ist es dennoch möglich, diesen Positionierraum zu verlassen. Der Positionierraum wird, wie das Objekt target_position, in benutzerdefinierten Längeneinheiten angegeben und bezieht sich immer auf die Nullposition des Antriebes (siehe auch: Referenzfahrt).

Index 607Dh Name software_position_limit Objekt Code ARRAY Number of Elements 2 Data Type Integer 32

Sub-Index 01h Description min_position_limit Access rw Units position units Value Range (-231)..(231-1) Default Value -231 Sub-Index 02h Description max_position_limit Access rw Units position units Value Range (-231)..(231-1) Default Value 2147483647

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4.5.2.7 Objekt 6081h: profile_velocity Das Objekt profile_velocity gibt die Geschwindigkeit an, die normalerweise während einer Positionierung am Ende der Beschleunigungsrampe erreicht wird. Das Objekt profile_velocity wird in benutzerdefinierten Geschwindigkeitseinheiten angegeben. Es wird vom Regler intern in Inkremente pro Sekunde umgewandelt, wobei der velocity_encoder_factor benutzt wird (s. Kapitel.6.2).

Index 6081h Name profile_velocity Objekt Code VAR Data type Signed 32

Access rw Units speed units Value Range (-231)..(231-1) Default Value 0

4.5.2.8 Objekt 6082h: end_velocity Das Objekt end_velocity (Endgeschwindigkeit) definiert die Geschwindigkeit, die der Antrieb haben muß, wenn er die Zielposition (target_position) erreicht. Normalerweise ist dieses Objekt auf Null zu setzen, damit der Regler beim Erreichen der Zielposition (target_position) stoppt. Das Objekt end_velocity ist in denselben Einheiten wie das Objekt profile_velocity gegeben.

Index 6082h Name end_velocity Objekt Code VAR Data type Signed 32

Access rw Units speed units Value Range (-231)..(231-1) Default Value 0

PROFIBUS-Kommunikation Seite 41

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4.5.2.9 Objekt 6083h: profile_acceleration Die Positionierbeschleunigung (profile_acceleration) ist in benutzerdefinierten Beschleunigungseinheiten gegeben. Das Objekt wird vom Regler intern in Inkremente pro Sekunde 2 umgewandelt (siehe Kapitel 6.2, Factor Group).

Index 6083h Name profile_acceleration Objekt Code VAR Data type Unsigned 32

Access rw Units acceleration units Value Range 0..(232-1) Default Value 0

4.5.2.10 Objekt 6084h: profile_deceleration Das Objekt profile_deceleration gibt die Bremsverzögerung einer Positionierfahrt an. Dieses Objekt ist in denselben Einheiten gegeben wie das Objekt profile_acceleration.

Index 6084h Name profile_deceleration Objekt Code VAR Data type Unsigned 32

Access rw Units acceleration units Value Range 0..(232-1) Default Value 0

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4.5.2.11 Objekt 6085h: quick_stop_deceleration Das Objekt quick_stop_deceleration gibt an, mit welcher Bremsverzögerung der Motor stoppt, wenn der Schnell-Stop-Befehl (quick stop command, Bit 2 vom Objekt controlword) gegeben wird und der quick_stop_option_code (605Ah) auf 2 gesetzt ist. Das Objekt quick_stop_deceleration ist in derselben Einheit wie das Objekt profile_acceleration gegeben.

Index 6085h Name quick_stop_deceleration Objekt Code VAR Data type Unsigned 32

Access rw Units acceleration units Value Range 0..(232-1) Default Value 14110

4.5.2.12 Objekt 6086h: motion_profile_type Das Objekt motion_profile_type wird verwendet, um die Art des Positionierprofiles auszuwählen. Neben der linearen Rampenform stehen auch ruckfreie Varianten zur Verfügung.

Index 6086h Name motion_profile_type Objekt Code VAR Data type Integer 16

Access rw Units none Value Range 0-3 Default Value 0

Wert Kurvenform 0 Lineare Rampe 1 Sin2 Rampe 2 Ruckfreie Rampe 3 Lineare Rampe mit ruckfreier Anfahrt

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4.5.2.13 Funktionsbeschreibung Der Regler verfügt über zwei Möglichkeiten, Fahraufträge abzuarbeiten:

Einfacher Fahrauftrag

Dem Regler wird eine neue Zielposition übermittelt. Die Positioniereung wird bis zum Ziel ausgeführt. Der Antrieb stoppt, wenn er das Ziel erreicht hat. Dies wird dem Host mit dem Bit target_reached (Bit 10 im Objekt controlword) signalisiert.

Folge von Fahraufträgen

Dem Regler wird eine neue Zielposition noch während der laufenden Positionierung übermittelt. Nachdem der Antrieb das Ziel erreicht hat, beginnt er, sofort das nächste Ziel anzufahren. Erfolgt dieser Übergang fließend, ohne daß der Regler zwischendurch zum Stillstand kommt, wird das Bit target_reached (Bit 10 im Objekt controlword) in diesem Fall nicht gesetzt.

Diese beiden Methoden werden durch die Bits new_setpoint und change_set_immediatly in dem Objekt controlword und setpoint_acknowledge in dem Objekt statusword kontrolliert. Diese Bits stehen in einem Frage-Antwort-Verhältnis zueinander. Hierdurch wird es möglich, einen Fahrauftrag vorzubereiten, während ein anderer noch läuft.

Ein einfacher Fahrauftrag wird durch Setzen von Bit 4 new_setpoint im controlword gestartet.

data_valid

new_setpoint

setpoint_acknowledge

(2)

(4)

(6)(3)

(5)

(1)

(7)

Abbildung 22: Fahrauftrag-Übertragung von einem Host

Abbildung 22 zeigt, wie der Host und der Regler über den PROFIBUS-Bus miteinander kommunizieren:

Zuerst werden die Positionierdaten (Zielposition, Fahrgeschwindigkeit, Endgeschwindigkeit und die Beschleunigung) an den Regler übertragen. Wenn der Positonierdatensatz vollständig eingeschrieben ist (1), kann der Host die Positionierung starten, indem er das Bit new_setpoint im controlword auf "1" setzt (2). Nachdem der

Seite 44 PROFIBUS-Kommunikation

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Regler die neuen Daten erkannt und in seinen Puffer übernommen hat, meldet er dies dem Host durch das Setzen des Bits setpoint_acknowledge im statusword (3).

Daraufhin kann der Host beginnen, einen neuen Positonierdatensatz in den Regler einzuschreiben (4) und das Bit new_setpoint wieder zu löschen (5). Danach signalisiert der Regler durch eine „0“ im setpoint_acknowledge-Bit, daß er einen neuen Fahrauftrag akzeptieren kann (6). Erst dann kann vom Host eine neue Positionierung gestartet werden (7).

In Abbildung 23 wird eine neue Positionierung erst gestartet, nachdem die vorherige vollständig abgeschlossen wurde. Der Host wertet hierzu das Bit target_reached im Objekt statusword aus.

time

v1

v2

t0

velocity

t2 t3t

1

Abbildung 23: Einfacher Fahrauftrag

In Abbildung 24 wird eine neue Positionierung bereits gestartet, während sich die vorherige noch in Bearbeitung befindet. Der Host übergibt hierzu dem Regler das nachfolgende Ziel schon dann, wenn dieser mit dem Löschen des Bits setpoint_acknowledge signalisiert, daß er den Puffer gelesen und die zugehörige Positionierung gestartet hat. Die Positionierungen werden auf diese Weise nahtlos aneinander gereiht. Damit der Regler zwischen den einzelnen Positionierungen nicht jedesmal kurzzeitig auf Null abbremst, sollte für diese Betriebsart das Objekt end_velocity mit dem gleichen Wert wie das Objekt profile_velocity beschrieben werden.

t im e

v1

v2

t0

t1

t2

ve loc ity

Abbildung 24: Lückenlose Folge von Fahraufträgen

Wenn im controlword neben dem Bit new_set_point auch das Bit change_set_immediatly auf "1" gesetzt wird, weist der Host den Regler damit an, sofort den neuen Fahrauftrag zu beginnen. Ein bereits in Bearbeitung befindlicher Fahrauftrag wird in diesem Fall abgebrochen.

PROFIBUS-Kommunikation Seite 45

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4.6 Telegrammformat zur Drehzahlregelung

4.6.1 Übersicht Der drehzahlgeregelte Betrieb (Profile Velocity Mode) beinhaltet die folgenden Unterfunktionen:

• Drehzahlerfassung über den Winkelgeber duch Differentiation

• Drehzahlregelung mit geeigneten Eingabe- und Ausgabesignalen

• Überwachung der Ist-Geschwindigkeit mit einer Fensterfunktion

Die Bedeutung der folgenden Parameter sind im Kapitel Positionier-Telegrammformat beschrieben:

• profile_acceleration;

• profile_deceleration;

Angesprochen wird dieses Telegramm mit der Betriebsart: 03h

Daten Objekt Index

SubindexBetriebsart

Objektzugriff

Objektauswahl derObjekte. 1 bis 6

00 kein Zugriff01 Read-Zugriff02 Write-Zugriff

Daten Objekt 6083profile_acceleration

Daten Objekt 6084profile_deceleration

Daten Objekt 60FFtarget_velocity

Daten Objekt 606Dvelocity_window

Daten Objekt 606Evelocity_window_time

Daten Objekt 6040controlword

Telegrammheader

0

22 23 24 25 26 27 28 29 30 31

1 2 3 4 5 6 7 8 9

10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21

Abbildung 25: Telegrammformat zur Drehzahlregelung

Seite 46 PROFIBUS-Kommunikation

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4.6.2 Objekte

4.6.2.1 In diesem Kapitel behandelte Objekte

Index Objekt Name Typ Attr. 606Dh VAR velocity_window Unsigned 16 rw 606Eh VAR velocity_window_time Unsigned 16 rw 606Fh VAR velocity_threshold Unsigned 16 rw 60FFh VAR target_velocity Integer 32 rw

4.6.2.2 Betroffene Objekte aus anderen Kapiteln

Index Objekt Name Typ Kapitel 6040h VAR controlword Integer 16 Gerätesteuerung 6063h VAR position_actual_value* Integer 32 Lageregler 6071h VAR torque_demand_extern Integer 16 Momentenregler 6072h VAR max_torque_value Unsigned 16 Momentenregler 607Eh VAR polarity Unsigned 8 Umrechnungsfaktoren 6083h VAR profile_acceleration Unsigned 32 Positionieren 6084h VAR profile_deceleration Unsigned 32 Positionieren 6094h ARRAY velocity_encoder_factor Unsigned 32 Umrechnungsfaktoren

4.6.2.3 Objekt 606Dh: velocity_window Das Objekt velocity_window dient zur Einstellung des Fensterkomparators. Dieser vergleicht den Drehzahl-Istwert mit der vorgegebenen Endgeschwindigkeit (Objekt 60ffh: target_velocity). Ist die Differenz kleiner als hier angegeben, so wird das Bit 10 target_reached im Objekt statusword gesetzt. Siehe auch: Objekt 606Eh: velocity_window_time.

Index 606Dh Name velocity_window Objekt Code VAR Data Type Unsigned 16

PROFIBUS-Kommunikation Seite 47

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Access rw Units speed_units Value Range 0-65535 Default Value 4

4.6.2.4 Objekt 606Eh: velocity_window_time Das Objekt velocity_window_time dient neben dem Objekt 606Eh: velocity_window der Einstellung des Fensterkomparators. Dieser vergleicht den Drehzahl-Istwert mit der vorgegebenen Endgeschwindigkeit (Objekt 60ffh: target_velocity). Ist die Differenz kleiner als hier angegeben, so wird nach Ablauf der hier bestimmten Zeit, das Bit 10 target_reached im Objekt statusword gesetzt.

Index 606Eh Name velocity_window_time Objekt Code VAR Data Type Unsigned 16

Access rw Units milliseconds Value Range 0-10000 Default Value 0

4.6.2.5 Objekt 606Fh: velocity_threshold Das Objekt velocity_threshold gibt an, ab welchem Drehzahl-Istwert der Antrieb als stehend angesehen wird. Wenn der Antrieb den hier vorgegebenen Drehzahlwert für einen bestimmten Zeitraum überschreitet, wird im statusword das Bit 12 (velocity = 0) gelöscht. Der Zeitraum wird durch das Objekt velocity_threshold_time bestimmt.

Index 606Fh Name velocity_threshold Objekt Code VAR Data Type Unsigned 16

Seite 48 PROFIBUS-Kommunikation

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Access rw Units speed_units Value Range 0-65535 Default Value 10

4.6.2.6 Objekt 60FFh: target_velocity Das Objekt target_velocity ist die Sollwertvorgabe für den Rampen-Generator.

Index 60FFh Name target_velocity Objekt Code VAR Data Type Integer 32

Access rw Units speed_units Value Range (-231)..(231-1) Default Value 0

4.7 Telegrammformat zur Momentenregelung

4.7.1 Übersicht Dieses Kapitel beschreibt den drehmomentengeregelten Betrieb. Diese Betriebsart erlaubt es, daß dem Regler ein externer Momenten-Sollwert target_torque vorgegeben wird, welcher durch den integrierten Rampen-Generator geglättet werden kann. Somit ist es möglich, daß dieser Regler auch für Bahnsteuerungen eingesetzt werden kann, bei denen sowohl der Lageregler als auch der Drehzahlregler auf einen externen Rechner verlagert sind. Für den Rampengenerator müssen die Parameter Rampensteilheit torque_ slope und Rampenform torque_profile_type vorgegeben werden.

Wenn im controlword das Bit 8 hold gesetzt wird, senkt der Rampen-Generator das Drehmoment bis auf Null ab. Entsprechend erhöht er es wieder auf das Sollmoment target_torque, wenn das Bit 8 wieder gelöscht wird. In beiden Fällen berücksichtigt der Rampen-Generator die Rampensteilheit torque_slope und die Rampenform torque_profile_type.

Alle Definitionen innerhalb dieses Dokumentes beziehen sich auf drehbare Motoren. Wenn lineare Motoren benutzt werden, müssen sich alle "Drehmoment"-Objekte statt dessen auf eine "Kraft" beziehen. Der Einfachheit halber sind die Objekte nicht doppelt vertreten und ihre Namen sollten nicht verändert werden.

PROFIBUS-Kommunikation Seite 49

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Die Betriebsarten Positionierbetrieb (Profile Position Mode) und Drehzahlregler (Profile Velocity Mode) benötigen für ihre Funktion den Momentenregler. Deshalb ist es immer notwendig, diesen zu parametrieren.

Angesprochen wird dieses Telegramm mit der Betriebsart: 04h

Daten Objekt Index

SubindexBetriebsart

Objektzugriff

Objektauswahl derObjekte. 1 bis 6

00 kein Zugriff01 Read-Zugriff02 Write-Zugriff

Daten Objekt 6087torque_slope

reserve 1Daten Objekt 6071target_torque

reserve 2 reserve 3 Daten Objekt 6040controlword

Telegrammheader

0

22 23 24 25 26 27 28 29 30 31

1 2 3 4 5 6 7 8 9

10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21

Abbildung 26: Telegrammformat zur Momentenregelung

4.7.2 Objekte

4.7.2.1 In diesem Kapitel behandelte Objekte

Index Objekt Name Typ Attr. 6071h VAR target_torque Integer 16 rw 6087h VAR torque_slope Unsigned 32 rw 6088h VAR torque_profile_type Integer 16 rw

4.7.2.2 Betroffene Objekte aus anderen Kapiteln

Index Objekt Name Typ Kapitel 6040h VAR controlword Integer 16 Gerätesteuerung 60F9h RECORD motor_parameters Stromregler+Motoranpassung

Seite 50 PROFIBUS-Kommunikation

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4.7.2.3 Objekt 6071h: target_torque Dieser Parameter ist im drehmomentengeregelten Betrieb (Profile_Torque_Mode) der Eingabewert für den Drehmomentenregler. Er wird in Tausendsteln des Nennmomentes angegeben. Das Nennmoment korrespondiert bei den Servoreglern direkt mit dem Nennstrom, daher muß das Nennmoment nicht explizit angegeben werden.

Index 6071h Name target_torque Objekt Code VAR Data type Integer 16

Access rw Units per thousand of rated torque Value Range -32768..32767 Default Value 0

4.7.2.4 Objekt 6087h: torque_slope Dieser Parameter beschreibt die Änderungsgeschwindigkeit der Sollwertrampe. Diese ist in Tausendsteln vom Nennmoment pro Sekunde anzugeben.

Beispielsweise wird der Drehmomenten-Sollwert target_torque von 0 Nm auf den Wert motor_rated_torque erhöht. Wenn der Ausgangswert der zwischengeschalteten Drehmomentenrampe diesen Wert in einer Sekunde erreichen soll, dann ist in diesem Objekt der Wert 1000 einzuschreiben.

Index 6087h Name torque_slope Objekt Code VAR Data Type Unsigned 32

Access rw Units per thousand of rated torque per second Value Range 0..(232-1) Default Value 87

PROFIBUS-Kommunikation Seite 51

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4.7.2.5 Objekt 6088h: torque_profile_type

Mit dem Objekt torque_profile_type wird vorgegeben, mit welcher Kurvenform ein Sollwertsprung ausgeführt wird. Zur Zeit ist in diesem Regler nur die lineare Rampe implementiert, so daß dieses Objekt nur mit dem Wert 0 beschrieben werden kann.

Index 6088h Name torque_profile_type Objekt Code VAR Data Type Integer 16

Access rw Units none Value Range 0 Default Value 0

4.8 Istwert-Telegrammformat Im Istwerttelgramm sind die Informationen hinterlegt, die für eine weitere Verarbeitung und Auswertung standardmäßig zur Verfügung gestellt werden. Das Istwert-Telegrammformat wird immer an den Mastergesendet sowie das Positionier-, Drehzahl-, Drehmoment-, oder Referenzfahrt-Telegrammformat verwendet wird.

Daten Objekt Index

SubindexBetriebsart

Objektzugriff

Objektauswahl derObjekte. 1 bis 6

00 kein Zugriff01 Read-Zugriff02 Write-Zugriff

Daten Objek 6064position_actual_value

Daten Objekt 6078current_actual_value

Daten Objekt 606Cvelocity_actual_value

reserve Daten Objekt 60FDdigital_inputs

Daten Objekt 6041statusword

Telegrammheader

0

22 23 24 25 26 27 28 29 30 31

1 2 3 4 5 6 7 8 9

10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21

Abbildung 27: Istwert-Telegrammformat

Seite 52 PROFIBUS-Kommunikation

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4.8.1 Objekte

4.8.1.1 In diesem Kapitel behandelte Objekte

Index Objekt Name Typ Attribute 6064 VAR position_actual_value Integer 32 ro 606C VAR velocity_actual_value Integer32 ro 6078 VAR current_actual_value Integer 32 ro 60FD VAR digital_inputs Unsigned 32 ro

4.8.1.2 Betroffene Objekte aus anderen Kapiteln

Index Objekt Name Typ Kapitel 6041 VAR statusword Integer 16 Gerätesteuerung

4.8.1.3 Objekt 6064h: position_actual_value Über dieses Objekt kann die Ist-Lage ausgelesen werden. Diese wird dem Lageregler vom Winkelgeber aus zugeführt. Dieses Objekt wird in benutzerdefinierten Einheiten angegeben.

Index 6064h Name position_actual_value Objekt Code VAR Data type Integer 32

Access ro Units User defined units Value Range (-231)..(231-1) Default Value -

4.8.1.4 Objekt 606Ch: velocity_actual_value Über das Objekt velocity_actual_value kann der Drehzahl-Istwert ausgelesen werden.

Index 606Ch Name velocity_actual_value Objekt Code VAR Data Type Integer 32

PROFIBUS-Kommunikation Seite 53

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Access ro Units speed_units Value Range (-231)..(231-1) Default Value 0

4.8.1.5 Objekt 6078h: current_actual_value Über dieses Objekt kann der Strom-Istwert des Motors in Tausendsteln des Nennstromes (Objekt 6075h) ausgelesen werden.

Index 6078h Name current_actual_value Objekt Code VAR Data Type Integer 16

Access ro Units per thousand of rated current Value Range -32768..32767 Default Value 0

4.8.1.6 Objekt 60FDh: digital_inputs Über das Objekt 60FDh können die digitalen Eingänge ausgelesen werden:

Index 60FDh Name digital_inputs Objekt Code VAR Data Type Unsigned 32

Access ro Units - Value Range 0..(232-1) Default Value -

Seite 54 PROFIBUS-Kommunikation

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Bit digitaler Eingang

0 negativer Endschalter

1 positiver Endschalter

2 Home-Switch / Sample-Eingang

3 Endstufensperre (Reglerfreigabe oder Endstufenfreigabe fehlt)

24 - 27 Zielselektor (POS0-POS3)

28 Start-Eingang

Die niederwertigen Bits der digitalen Eingänge (LSB) befinden sich in Byte 29 des Istwert-Telegrammformats. Die oberen Bits sind schließlich in Byte 26 zu finden.

4.9 Freies-Telegrammformat Das Freie Telegrammformat ermöglicht den wählbaren Zugriff auf vier verschiedene Objekte innerhalb eines Telegrammrahmens. Angesprochen wird das Telegramm über den Wert 128 (80h) im Byte null des Telegrammformates. Das Telegramm ermöglicht den Zugriff auf Objekte im Regler unabhängig von einer eingestellten Betriebsart. Die Zugriffe auf die Objekte können Lesezugriffe oder Schreibzugriffe sein, die für jedes Objekt einzeln festgelegt wird. Die Zugriffsart wird durch das Byte 2 bestimmt und ist entsprechend der nachstehenden Tabelle bitkodiert.

Bit 7, 6 Bit 5, 4 Bit 3, 2 Bit 1, 0

Objekt 4 Objekt 3 Objekt 2 Objekt 1

Kein Zugriff 00 00 00 00

Read-Zugriff 01 01 01 01

Write-Zugriff 10 10 10 10

Tabelle 4.3: Bitcodierung von Byte 2 zur Steuerung der Zugriffsarten

Lesezugriff: Bei einem Lesezugriff muß der Index und Subindex des betreffenden Objektes angegeben werden. Der Datenbereich bleibt in diesem Fall unbeschrieben. Der Index und Subindex sowie der Wert des zu lesenden Objektes werden im Freien-Istwert-Telegrammformat angezeigt.

Schreibzugriff: Der Schreibzugriff erfolgt auf gleiche Art und Weise. Hierbei muß der Wert, der in das Objekt übertragen werden soll, im Datenbereich des Telegramms angegeben werden. Der übertragene Wert sowie der Index und Subindex werden im Freien-Istwert-Telegramm angezeigt.

PROFIBUS-Kommunikation Seite 55

Version 1.2 Produkthandbuch PROFIBUS-DP

Das Byte 3 kann für Handshakefunktionen verwendet werden, d.h. der hier eingetragene Wert wird, nachdem die zu übertragenen Objekte an den Regler abgesetzt worden sind, an das Freie-Istwert-Telegramm übergeben.

Bei Verwendung des Objektes 1011_10h muß die Endstufe ausgeschaltet sein.

Angesprochen wird dieses Telegramm mit der Betriebsart: 80h

Index 3 Index 4

Index 2Index 1

Subindex 1Betriebsart Objektzugriffsart

Daten Objekt 1

Daten Objekt 2 Daten Objekt 4Daten Objekt 3

Subindex 4Subindex 3Subindex 2

reserve

Byte für Handshake

0 1 2 3 4 5 6 7 8

9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19

20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31

Abbildung 28: Freies-Telegrammformat

Seite 56 PROFIBUS-Kommunikation

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4.10 Freies-Istwert-Telegrammformat Das Freie-Istwert-Telegramformat (F_Istwert-Telegrammformat) steht in direktem Zusammenhang mit dem Freien Telegrammformat. Wird dieses angesprochen werden alle an den Regler gesendeten Informationen im F_Istwert-Telegrammformat wiedergegeben. Der Aufbau ist identisch mit dem des Freien-Telegrammformates.

Index 3 Index 4

Index 2Index 1

Subindex 1Betriebsart Objektzugriffsart

Daten Objekt 1

Daten Objekt 2 Daten Objekt 4Daten Objekt 3

Subindex 4Subindex 3Subindex 2

reserve

Byte für Handshake

0 1 2 3 4 5 6 7 8

9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19

20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31

Abbildung 29: Freies-Istwert-Telegrammformat

Gerätesteuerung (Device Control) Seite 57

Version 1.2 Produkthandbuch PROFIBUS-DP

5 Gerätesteuerung (Device Control)

5.1 Zustandsdiagramm (state machine)

5.1.1 Übersicht Der Antriebsregler kann eine Vielzahl von unterschiedlichen Kommandos bearbeiten. Diese können von außen über die serielle Schnittstelle, die digitalen Eingänge oder über den Feldbus vorgegeben und gesteuert werden. Alle Anforderungen (Kommandos) werden vom jeweiligen Kommandointerpreter erkannt, überprüft und in der inneren Statemachine umgesetzt. Neben den gewollten applikationsabhängigen Zuständen können auch Fehlerzustände unterschiedlicher Art auftreten.

Unter PROFIBUS-DP wird die Statemachine über das Objekt controlword im Byte 30 und 31 des Positionier-, Drehzal-, Momenten- und Referenzfahrt-Telegrammformats gesteuert. Der aktuelle Zustand der Statemachine kann über das Objekt statusword im Byte 30, 31 im Istwert-Telegrammformat ausgelesen werden.

Für unterschiedliche Applikationen werden oft sehr stark unterschiedliche Eigenschaften und Funktionen des Antriebs benötigt. Die am häufigsten benötigten Betriebsarten sind vordefiniert und werden im Regler durch die Wahl des Telegrammformates eingestellt. Nicht alle Kommandos sind in jeder Betriebsart verfügbar.

5.1.2 Benötigte Zustände Die Aktivierung der Reglerfreigabe setzt eine Parametriereung des Servoreglers voraus. Ist dies erfolgt, sind für die Steuerung der Reglerfreigabe über PROFIBUS folgende Kommandos und Zustände für Metronix Servoregler erforderlich:

Schritt controlword Kommando State-Transition

State statusword

1 0x0006 Shutdown 2 Ready to Switch On

0x0231

2 0x000F Switch On / Enable Operation

3 und 4 Operation Enable

0x0227

Tabelle 5.1: Aktivierung der Reglerfreigabe über PROFIBUS

Die Aktivierung des Reglers durch Endstufen- und Reglerfreigabe setzt eine fachgerecht durchgeführte Parametrierung voraus. Andernfalls kann die Aktivierung der Reglerfreigabe Personen- und Sachschäden hervorrufen.

Seite 58 Gerätesteuerung (Device Control)

PROFIBUS-DP Produkthandbuch Version 1.2

Schritt controlword Kommando State-Transition

State statusword

1 0x0000 Disable Voltage 9 Switch On Disabled

0x0231

Tabelle 5.2: Deaktivierung der Reglerfreigabe über PROFIBUS

Die ausführliche Beschreibung der Kommandos und Zustände können den nachfolgenden Kapiteln entnommen werden.

5.1.3 Das Zustandsdiagramm des Reglers (state machine)

Start

Not Ready toSwitch On

Switch OnDisabled

Ready toSwitch On

Switched On

OperationEnable

FaultReaction Active

Fault

Quick StopActiv

PowerDisabled

PowerEnabled

Fault

9

11

8

0

1

72

3 6

54

1210

15

14

13

Abbildung 30: Zustandsdiagramm des Reglers

Das Zustandsdiagramm veranschaulicht die möglichen Zustände des Reglers. Es ist in drei Bereiche aufgeteilt: • Power Disabled: Die Endstufe ist ausgeschaltet. • Power Enabled: Die Endstufe ist eingeschaltet. • Fault: Es ist ein Fehler aufgetreten, die Endstufe ist ausgeschaltet.

Gerätesteuerung (Device Control) Seite 59

Version 1.2 Produkthandbuch PROFIBUS-DP

5.1.3.1 Zustandsdiagramm: Mögliche Zustände

Die folgende Tabelle gibt eine Übersicht über die möglichen Zustände.

Eigen-schaft

Name Bedeutung

A B Not Ready to Switch On Der Regler führt einen Selbsttest durch. Die

PROFIBUS-Kommunikation arbeitet noch nicht. r

Switch On Disabled Der Regler hat seinen Selbsttest abgeschlossen. r r

Ready to Switch On Der Regler wartet bis die digitalen Eingänge „Endstufen-“ und „Reglerfreigabe“ an 24 V liegen. (Reglerfreigabelogik „Digitaler Eingang und Feld-bus“).

r r

Switched On Die Endstufe ist eingeschaltet. r r

Operation Enable Der Motor liegt an Spannung und wird entsprechend der Betriebsart geregelt.

r

Quick Stop Active Die Quick Stop Function wird ausgeführt (siehe: quick_stop_option_ code). Der Motor liegt an Spannung und wird entsprechend der Quick Stop Function geregelt.

r

Fault Reaction Active Es ist ein Fehler aufgetreten. Bei kritischen Fehlern wird sofort in den Status Fault gewechselt. Ansonsten wird die im fault_reaction_option_code vorgegebene Aktion ausgeführt.

Der Motor liegt an Spannung und wird entsprechend der Fault Reaction Function geregelt.

r

Fault Es ist ein Fehler aufgetreten. Der Motor ist spannungsfrei.

r r

Eigenschaft A: PROFIBUS-Kommunikation ist möglich. Die Reglerparameter können gelesen und geschrieben werden.

Eigenschaft B: Der Motor ist spannungsfrei.

Seite 60 Gerätesteuerung (Device Control)

PROFIBUS-DP Produkthandbuch Version 1.2

5.1.3.2 Zustandsdiagramm: Mögliche Zustandsübergänge Um von einem Zustand des Reglers in einen anderen gelangen zu können, sind bestimmte Zustandsübergänge definiert. Alle Zustandsübergänge werden durch äußere Ereignisse (z.B. Kommandos der übergeordneten Steuerung) oder interne Ereignisse (z.B. Ende der Initialisierung, Fehler) bewirkt. Folgende Zustandsübergänge sind definiert.

Nr. von nach

Ursache Aktion

0 Start ⇒ Not Ready To Switch On

Einschalten o. Reset Selbsttest ausführen

1 Not Ready To Switch On ⇒ Switch On Disabled

Selbsttest erfolgreich Aktivierung der PROFIBUS-Kommunikation

2 Switch On Disabled ⇒ Ready To Switch On

Endstufen- u. Regler-freigabe u. Kommando Shutdown

Keine

3 Ready To Switch On ⇒ Switched On

Kommando Switch On

Einschalten der Endstufe

4 Switched On ⇒ Operation Enable

Kommando Enable Operation

Endstufe wird freigegeben. Regelung gemäß eingestellter Betriebsart

5 Operation Enable ⇒ Switched On

Kommando Disable Operation

Endstufe wird gesperrt. Motor ist frei drehbar

6 Switched On ⇒ Ready to Switch On

Kommando Shutdown

Endstufe wird gesperrt. Motor ist frei drehbar

7 Ready To Switch On ⇒ Switch On Disabled

Kommando Quick Stop

Keine

8 Operation Enable ⇒ Ready to Switch On

Kommando Shutdown

Endstufe wird gesperrt. Motor ist frei drehbar

9 Operation Enable ⇒ Switch On Disabled

Kommando Disable Voltage

Endstufe wird gesperrt. Motor ist frei drehbar

10 Switched On ⇒ Switch On Disabled

Kommando Quick Stop oder Disable Voltage

Endstufe wird gesperrt. Motor ist frei drehbar

11 Operation Enable ⇒ Quick Stop Active

Kommando Quick Stop

Es wird eine Bremsung gemäß quick_stop_option_code eingeleitet

12 Quick Stop Active ⇒ Switch On Disabled

Bremsung beendet o. Kommando Disable Voltage

Endstufe wird gesperrt. Motor ist frei drehbar

13 All states ⇒ Fault Reaction Active

Fehler aufgetreten Bei unkritischen Fehlern Reaktion gemäß fault_reaction_ option_code. Bei kritischen Fehlern Wechsel in den Zustand Fault

14 Fault Reaction Active ⇒ Fault

Fehlerbehandlung ist beendet

Endstufe wird gesperrt. Motor ist frei drehbar

Gerätesteuerung (Device Control) Seite 61

Version 1.2 Produkthandbuch PROFIBUS-DP

Die in der Spalte „Aktion“ aufgeführten Kommandos (z.B. Shutdown) werden durch Setzen bestimmter Bits im controlword erzielt. Dies wird im Folgenden ausführlich erläutert.

Endstufe gesperrt...

...bedeutet, daß die Leistungshalbleiter (Transistoren) nicht mehr angesteuert werden. Wenn dieser Zustand bei einem drehenden Motor eingenommen wird, so trudelt dieser ungebremst aus. Eine eventuell vorhandene mechanische Motorbremse wird hierbei automatisch angezogen.

Bei einem Defekt kann auch im gesperrten Zustand Spannung am Motor anliegen.

Endstufe freigegeben...

...bedeutet, daß der Motor entsprechend der gewählten Betriebsart angesteuert und geregelt wird. Eine eventuell vorhandene mechanische Motorbremse wird automatisch gelöst. Bei einem Defekt oder einer Fehlparametrierung (Motorstrom, Polzahl, Resolveroffsetwinkel etc.) kann es zu einem unkontrollierten Verhalten des Antriebes kommen.

5.1.4 Objekte

5.1.4.1 In diesem Kapitel behandelte Objekte

Index Objekt Name Typ Attr. 6040h VAR controlword Integer 16 rw 6041h VAR statusword Unsigned 16 rw 605Bh VAR shutdown_option_code Integer 16 rw 605Ch VAR disable_operation_option_code Integer 16 rw 605Ah VAR quick_stop_option_code Integer 16 rw 605Dh VAR stop_option_code Integer16 rw 605Eh VAR fault_reaction_option_code Integer 16 rw

Seite 62 Gerätesteuerung (Device Control)

PROFIBUS-DP Produkthandbuch Version 1.2

5.1.4.2 Objekt 6040h: controlword

Index 6040h Name controlword Objekt Code VAR Data Type Integer 16

Access rw Units - Value Range -32768..32767 Default Value 0

Bit Wert Funktion 0 0001h switch_on 1 0002h disable_voltage 2 0004h quick_stop 3 0008h enable_operation 4 0010h new_set_point / start_homing_operation 5 0020h change_set_immediatly 6 0040h absolute / relative 7 0080h reset_fault 8 0100h halt 9 0200h unused, always set to 0

10 0400h unused, always set to 0 11 0800h unused, always set to 0 12 1000h unused, always set to 0 13 2000h unused, always set to 0 14 4000h unused, always set to 0 15 8000h unused, always set to 0

Tabelle 5.3: Bitbelegung des controlword

Mit dem controlword kann der aktuelle Zustand des Reglers geändert bzw. direkt eine bestimmte Aktion (z.B. Start der Referenzfahrt) ausgelöst werden. Die Funktion der Bits 4, 5, 6 und 8 hängt von der aktuellen Betriebsart des Reglers ab. Mit unterschiedlichen Kombinationen der Bits 0..3 kann ein bestimmter Zustandsübergang (siehe Zustandsdiagramm) ausgelöst werden. Im Folgenden werden zunächst die einzelnen Bits und deren Bedeutung erläutert und anschließend die möglichen Zustandsübergänge und die dazu notwendigen Bitkombinationen vorgestellt.

Gerätesteuerung (Device Control) Seite 63

Version 1.2 Produkthandbuch PROFIBUS-DP

Bit 4 Diese Bit hat je nach Betriebsart (modes_of_operation)

folgende Bedeutung:

new_set_point Im Profile Position Mode:

Eine steigende Flanke signalisiert dem Regler, daß ein neuer Fahrauftrag übernommen werden soll. Siehe dazu unbedingt auch Kapitel 4.5.

start_homing_operation Im Homing Mode:

Eine steigende Flanke bewirkt, daß die parametrierte Referenzfahrt gestartet wird. Eine fallende Flanke bricht eine laufende Referenzfahrt vorzeitig ab.

Bit 5 change_set_immediatly Im Profile Position Mode:

Wenn dieses Bit nicht gesetzt ist, so wird bei einem neuen Fahrauftrag zuerst ein eventuell laufender abgearbeitet und erst dann mit dem neuen begonnen. Bei gesetztem Bit wird eine laufende Positionierung sofort abgebrochen und durch den neuen Fahrauftrag ersetzt. Siehe dazu unbedingt auch Kapitel 4.5.

Bit 6 relative Im Profile Position Mode:

Bei gesetzem Bit bezieht der Regler die Zielposition (target_position) des aktuellen Fahrauftrages auf die Sollposition (position_demand_value) des Lagereglers.

Bit 7 reset_fault Beim Übergang von Null auf Eins versucht der Regler die vorhandenenen Fehler zu quittieren. Dies gelingt nur, wenn die Ursache für den Fehler behoben wurde.

Bit 8 Diese Bit hat je nach Betriebsart (modes_of_operation) folgende Bedeutung:

halt Im Profile Position Mode:

Bei gesetztem Bit wird die laufende Positionierung abgebrochen. Gebremst wird hierbei mit der profile_deceleration. Nach Beendigung des Vorgangs wird im statusword das Bit target_reached gesetzt. Das Löschen des Bits hat keine Auswirkung.

halt Im Profile Velocity Mode:

Bei gesetztem Bit wird die Drehzahl auf Null abgesenkt. Gebremst wird hierbei mit der profile_deceleration. Das Löschen des Bits bewirkt, daß der Regler wieder beschleunigt.

Seite 64 Gerätesteuerung (Device Control)

PROFIBUS-DP Produkthandbuch Version 1.2

Bit 8 halt Im Profile Torque Mode:

Bei gesetztem Bit wird das Drehmoment auf Null abgesenkt. Gebremst wird hierbei mit der torque_slope. Das Löschen des Bits bewirkt, daß der Regler wieder beschleunigt.

halt Im Homing Mode:

Bei gesetztem Bit wird die laufende Referenzfahrt sofort abgebrochen und der Referenzfahrtfehler erzeugt. Das Löschen des Bits hat keine Auswirkung.

Darüber hinaus können mit dem controlword eine Reihe von Zustandsübergängen ausgelöst werden. Für das Zusammenstellen der Kommandos für die beschriebenen Zustandswechsel 0 bis 15 (siehe oben) werden lediglich die Bits 0, 1, 2, 3 und 7 benötigt. Die restlichen Bits können je nach Applikation ergänzt werden.

Kommando: Bit 7 Bit 3 Bit 2 Bit 1 Bit 0 State- fault_

reset enable_ operation

quick_ stop

disable_ voltage

switch_ on

Transition:

Shutdown × × 1 1 0 2,6,8

Switch On × × 1 1 1 3

Disable Voltage × × × 0 × 7,9,10,12

Quick Stop × × 0 1 × 7,10,11

Disable Operation × 0 1 1 1 5

Enable Operation × 1 1 1 1 4,16

Fault Reset × × × × 15

Tabelle 5.4: controlword-Kommandos (× = nicht relevant)

Da einige Statusänderungen einen gewissen Zeitraum beanspruchen, müssen alle über das controlword ausgelösten Statusänderungen über das statusword zurückgelesen werden. Erst wenn der angeforderte Status auch im statusword gelesen werden kann, darf über das controlword ein weiteres Kommando eingeschrieben werden.

Gerätesteuerung (Device Control) Seite 65

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5.1.4.3 Objekt 6041h: statusword

Index 6041h Name statusword Objekt Code VAR Data Type Integer 16

Access ro Units - Value Range 0..65535 Default Value 0

Bit Wertigkeit Name 0 0001h ready_to_switch_on 1 0002h switched_on 2 0004h operation_enabled 3 0008h fault 4 0010h voltage_disabled 5 0020h quick_stop 6 0040h switch_on_disabled 7 0080h warning 8 0100h unused 9 0200h remote

10 0400h target_reached 11 0800h internal_limit_active 12 1000h set_point_acknowledge / speed_0 /

homing_attained 13 2000h following_error / homing_error 14 4000h unused 15 8000h unused

Tabelle 5.5: Bitbelegung im statusword

Nicht alle Bits des des statusword sind gepuffert. Sie repräsentieren den aktuellen Gerätestatus.

Seite 66 Gerätesteuerung (Device Control)

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Aus dem statusword kann der aktuelle Zustand des Reglers bestimmt werden. Jedem Bit sind hierbei eine oder mehrere Bedeutungen zugeordnet. Darüber hinaus kann aus den verschiedenen Kombinationen der Bits 0, 1, 2, 3, 5 und 6 der aktuelle Gerätestatus bestimmt werden, d.h. in welchem Zustand des Zustandsdiagramms sich der Regler befindet. Im Folgenden werden zunächst die einzelnen Bits und deren Bedeutung erläutert und anschließend die möglichen Zustände und deren korrespondierende Bitkombination vorgestellt.

Bit 4 voltage_disable Dieses Bit ist gesetzt, wenn die Endstufentransistoren ausgeschaltet sind.

ACHTUNG: Bei einem Defekt kann der Motor trotzdem unter Spannung stehen.

Bit 5 quick_stop Bei gelöschtem Bit führt der Antrieb einen Quick Stop gemäß quick_stop_option_code aus.

Bit 7 warning Dieses Bit ist undefiniert. Es darf nicht ausgewertet werden.

Bit 8 manufacturer specific Diese Bit ist unbenutzt und immer Null.

Bit 9 remote Dieses Bit zeigt an, daß die Endstufe des Reglers über das PROFIBUS-Netzwerk freigegeben werden kann. Es ist gesetzt, wenn die Reglerfreigabelogik über das Objekt enable_logic entsprechend eingestellt ist.

Bit 10 Diese Bit hat je nach Betriebsart (modes_of_operation) folgende Bedeutung:

target_reached Im Profile Position Mode:

Das Bit wird gesetzt, wenn die aktuelle Zielposition erreicht ist und sich die aktuelle Position (position_ actual_value) im parametrierten Positionsfenster (position_window) befindet.

Außerdem wird es gesetzt, wenn der Antrieb bei gesetzem Halt-Bit zum Stillstand kommt.

Es wird gelöscht, sobald ein neues Ziel vorgegeben wird.

target_reached Im Profile Velocity Mode:

Das Bit wird gesetzt, wenn sich die Drehzahl (velocity_actual_value) des Antriebs im Toleranzfenster befindet (velocity_window, velocity_ window_time).

Bit 11 internal_limit_active Dieses Bit zeigt an, daß die I2t-Begrenzung aktiv ist.

Gerätesteuerung (Device Control) Seite 67

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Bit 12 Dieses Bit hat je nach Betriebsart (modes_of_operation) folgende Bedeutung:

set_point_acknowledge Im Profile Position Mode:

Dieses Bit wird gesetzt, wenn der Regler das gesetzte Bit new_set_point im controlword erkannt hat. Es wird wieder gelöscht, nachdem das Bit new_set_point im controlword auf Null gesetzt wurde. Siehe dazu unbedingt auch Kapitel 4.5.

speed_0 Im Profile Velocity Mode:

Dieses Bit wird gesetzt, wenn sich die aktuelle Ist-Drehzahl (velocity_actual_value) des Antriebes im zugehörigen Toleranzfenster befindet (velocity_threshold).

homing_attained Im Homing Mode:

Dieses Bit wird gesetzt, wenn die Referenzfahrt ohne Fehler beendet wurde.

Bit 13 Dieses Bit hat je nach Betriebsart (modes_of_operation) folgende Bedeutung:

following_error Im Profile Position Mode:

Dieses Bit wird gesetzt, wenn die aktuelle Ist-Position (position_actual_value) von der Soll-Position (position_demand_value) soweit abweicht, daß die Differenz außerhalb des parametrierten Toleranzfensters liegt (following_error_window, following_error_ time_out).

homing_error Im Homing Mode:

Dieses Bit wird gesetzt, wenn die Referenzfahrt unterbrochen wird (Halt-Bit), beide Endschalter gleichzeitig ansprechen oder die bereits zurückgelegte Endschaltersuchfahrt größer als der vorgegebene Positionierraum ist (min_position_limit, max_position_ limit).

Bit 14 unused Dieses Bit ist z.Zt. unbenutzt

Bit 15 unused Dieses Bit ist z.Zt. unbenutzt

Die folgende Tabelle listet die möglichen Zustände des Zustandsdiagramms sowie die zugehörige Bitkombination auf, mit der sie im statusword angezeigt werden.

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Bit Bit 6 Bit 5 Bit 3 Bit 2 Bit 1 Bit 0 Name switch_on_

disabled quick_ stop

fault operation_ enabled

switched_ on

ready_to_ switch_on

State Wert 0040h 0020h 0008h 0004h 0002h 0001h Not Ready To Switch On 0 × 0 0 0 0 Switch On Disabled 1 × 0 0 0 0 Ready to Switch On 0 1 0 0 0 1 Switched On 0 1 0 0 1 1 Operation Enable 0 1 0 1 1 1 Fault 0 × 1 1 1 1 Fault Reaction Active 0 × 1 1 1 1 Quick Stop Active 0 0 0 1 1 1

Tabelle 5.6: Gerätestatus (× = nicht relevant)

5.1.4.4 Objekt 605Bh: shutdown_option_code Mit dem Objekt shutdown_option_code wird vorgegeben, wie sich der Regler beim Zustandsübergang 8 (von Operation Enable nach Ready to Switch On) verhält.

Index 605Bh Name shutdown_option_code Objekt Code VAR Data Type Integer 16

Access rw Units - Value Range 0: Endstufe wird ausgeschaltet,

Motor ist frei drehbar Default Value 0

5.1.4.5 Objekt 605Ch: disable_operation_option_code Mit dem Objekt disable_operation_option_code wird vorgegeben, wie sich der Regler beim Zustandsübergang 5 (von Operation Enable nach Switched On) verhält.

Index 605Ch Name disable_operation_option_code Objekt Code VAR Data Type Integer 16

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Access rw Units - Value Range 0: Endstufe wird ausgeschaltet,

Motor ist frei drehbar Default Value 0

5.1.4.6 Objekt 605Ah: quick_stop_option_code Mit dem Parameter quick_stop_option_code wird vorgegeben, wie sich der Regler bei einem Quick Stop verhält.

Index 605Ah Name quick_stop_option_code Objekt Code VAR Data Type Integer 16

Access rw Units - Value Range 2: Antrieb bremst mit der „quick stop ramp“ ab Default Value 2

5.1.4.7 Objekt 605Eh: fault_reaction_option_code Mit dem Objekt fault_reaction_option_code wird vorgegeben, wie sich der Regler bei einem Fehler (fault) verhält. Unabhängig von dieser Einstellung wird bei kritischen Fehlern sofort die Endstufe ausgeschaltet

.

Index 605Eh Name fault_reaction_option_code Objekt Code VAR Data Type Integer 16

Access rw Units - Value Range 0: Endstufe wird ausgeschaltet, Motor ist frei

drehbar 2: Antrieb bremst mit der „quick stop ramp“ ab

Default Value 0

Seite 70 Parameter einstellen

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6 Parameter einstellen

Bevor der Servoregler die gewünschte Aufgabe (Momenten-, Drehzahlregelung, Positio-nierung) ausführen kann, müssen zahlreiche Parameter des Reglers an den verwendeten Motor und die spezifische Applikation angepaßt werden. Dabei sollte in der Reihenfolge der anschließenden Kapitel vorgegangen werden.

6.1 Parametersätze laden und speichern

6.1.1 Übersicht Der Regler verfügt über drei Parametersätze:

• Aktueller Parametersatz

Dieser Parametersatz befindet sich im flüchtigen Speicher (RAM) des Reglers. Er kann mit dem Parametrierprogramm WMEMOC oder über den PROFIBUS-Bus beliebig gelesen und beschrieben werden. Beim Einschalten des Reglers wird der Applikations-Parametersatz in den aktuellen Parametersatz kopiert.

• Default-Parametersatz

Dieses ist der vom Hersteller standardmäßig vorgegebene unveränderliche Parametersatz des Antriebsreglers. Durch einen Schreibvorgang in das Objekt restore_parameters (1011h) kann der Default-Parametersatz in den aktuellen Parametersatz kopiert werden. Dieser Kopiervorgang ist nur bei ausgeschalteter Endstufe möglich.

• Applikations-Parametersatz

Der aktuelle Parametersatz kann in den nichtflüchtigen Flash-Speicher gesichert werden. Der Speichervorgang wird mit einem Schreibzugriff auf das Objekt store_parameters (1010h) ausgelöst und ist nur bei ausgeschalteter Endstufe möglich. Beim Einschalten des Reglers wird automatisch der Applikations-Parametersatz in den aktuellen Parametersatz kopiert.

1. Der Parametersatz wird mit dem Parametrierprogramm WMEMOC erstellt und ebenfalls mit dem Parametrierprogramm WMEMOC komplett in die einzelnen Regler übertragen. Bei diesem Verfahren müssen nur die ausschließlich via PROFIBUS zugänglichen Objekte über den Bus eingestellt werden.

Nachteilig ist hierbei, daß für jede Inbetriebnahme einer neuen Maschine oder im Falle einer Reparatur (Regleraustausch) die Parametriersoftware benötigt wird. Dieses Verfahren ist daher nur bei Einzelstücken sinnvoll.

Parameter einstellen Seite 71

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2. Diese Variante basiert auf der Tatsache, daß die meisten applikationsspezifischen Parametersätze nur in wenigen Parametern vom Default-Parametersatz abweichen. Dadurch ist es möglich, daß der aktuelle Parametersatz nach jedem Einschalten der Anlage über den PROFIBUS neu aufgebaut wird. Hierzu wird von der übergeordenten Steuerung zunächst der Default-Parametersatz geladen (Aufruf des Objekts restore_parameters). Danach werden nur die abweichenden Objekte übertragen. Der gesamte Vorgang dauert pro Regler lediglich ca. 0.3 Sekunden. Vorteilhaft ist, daß dieses Verfahren auch bei unparametrierten Reglern funktioniert, so daß die Inbetrieb-nahme von neuen Anlagen oder der Austausch einzelner Regler unproblematisch ist und die Parametriersoftware WMEMOC hierfür nicht benötigt wird.

Es wird dringend empfohlen, nach der 2. Variante zu arbeiten. Hierzu befindet sich in Kapitel 8.3.6 ein Beispiel.

Stellen sie vor dem allerersten Einschalten der Endstufe sicher, daß der Regler wirklich die von Ihnen gewünschten Parameter enthält.

Ein falsch parametrierter Regler kann unkontrolliert drehen und Personen- oder Sachschäden verursachen.

6.1.2 Objekte

6.1.2.1 Objekt 1011h: restore_default_parameters Das Objekt restore_default_parameters ermöglicht es, den aktuellen Parametersatz in einen definierten Zustand zu versetzen. Hierfür wird der Default-Parametersatz in den aktuellen Parametersatz kopiert. Der Kopiervorgang wird durch einen Schreibzugriff auf dieses Objekt ausgelöst, wobei als Datensatz der String "load" in hexadezimaler Form zu übergeben ist. Dieser Befehl wird nur bei deaktivierter Endstufe ausgeführt. Andernfalls wird der SDO-Fehler 08 00 00 22h erzeugt. Wenn der Default-Parametersatz auch in den Applikations-Parametersatz übernommen werden soll, dann muß außerdem auch das Objekt 1010h store_parameters aufgerufen werden.

Bei der Ausführung des Befehls restore_default_parameters muß die Reglerfreigabe deaktiviert sein.

Folgende Einträge bleiben unverändert, damit die PROFIBUS-Kommunikation nicht abbricht:

• Slave-Adresse • Betriebsart der PROFIBUS-Kommunikation

Seite 72 Parameter einstellen

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Index 1011h Name restore_default_parameters Objekt Code ARRAY Number of Elements 1 Data Type Unsigned 32

Sub-Index 01h Description restore_all_default_parameters Access rw Units - Value Range 64616F6Ch ("load") Default Value 1

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6.2 Umrechnungsfaktoren (Factor Group)

6.2.1 Übersicht Die internen Einheiten des Reglers beziehen sich auf den angeschlossenen Winkelgeber für die Lage- und Drehzahlbestimmung sowie die Reglerzykluszeiten. Diese sind für den Anwender des Reglers oft unhandlich und machen erheblichen Umrechnungsaufwand erforderlich. Über den PROFIBUS ist im Regler die Factor Group verfügbar, die den Anwender von diesen Umrechnungen befreit. Standardmäßig ist sie so konfiguriert, daß der Regler folgende Größen verarbeitet:

Größe Einheit Kommentar Länge Inkrement 65536 Inkremente sind eine Umdrehung

Geschwindigkeit min-1 Umdrehungen pro Minute

Beschleunigung min-1/s Drehzahlerhöhung pro Sekunde

Für jede der aufgeführten Größen gibt es in der Factor Group einen Umrechnungsfaktor, über welchen der Anwender den Regler an seine Applikationen anpassen kann.

Zusätzlich zu den Umrechnungsfaktoren können die verwendeten physikalischen Einheiten im Regler hinterlegt und abgerufen werden. Diese haben jedoch einen rein informativen Charakter und werden vom Regler nicht ausgewertet. Deshalb werden diese Objekte hier nicht beschrieben. Bei Bedarf sind die Angaben der DSP 402 zu entnehmen.

6.2.2 Objekte

6.2.2.1 In diesem Kapitel behandelte Objekte

Index Objekt Name Typ Attr. 6093h ARRAY position_factor Unsigned 32 rw 6094h ARRAY velocity_encoder_ factor Unsigned 32 rw 6097h ARRAY acceleration_factor Unsigned 32 rw 607Eh VAR polarity Unsigned 8 rw

Seite 74 Parameter einstellen

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6.2.2.2 Objekt 6093h: position_factor Das Objekt position_factor wandelt alle Längeneinheiten der Applikation (position_unit) in die entsprechende interne Einheit Inkrement des Reglers um. Hierbei entsprechen 65536 Inkremente einer Umdrehung (position_encoder_resolution). Für die Berechnung des position_factor werden außerdem folgende Größen benötigt:

• Lageauflösung des Reglers (position_encoder_resolution = 65536 Inkremente)

• Übersetzungsverhältnis des eingesetzten Getriebes (gear_ratio)

• Vorschubkonstante des Abtriebes in Längeneinheiten pro Umdrehung (feed_constant)

• Längeneinheit der Applikation (position_unit)

constantfeedunitpositionratiogearresolutionencoderpositionfactorposition

______ ⋅⋅

=

Index 6093hName position_factor

Objekt Code ARRAY

Number of Elements 2

Data Type Unsigned 32

Sub-Index 01hDescription numerator

Access rw

Units increments

Value Range 0..(232-1)

Default Value 1

Sub-Index 02hDescription divisor

Access rw

Units position unit

Value Range 0..(232-1)

Default Value 1

Parameter einstellen Seite 75

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Standardauslegung

Die Standardeinstellung (siehe Beispielauslegung 3) bewirkt, daß alle Längenangaben in Inkrementen vorliegen, wobei 65536 Inkremente einer Motorumdrehung entsprechen.

Beispielauslegung 1: position_factor

In einer Antriebseinheit für einen Linearantrieb befindet sich ein Getriebe I = 7/4. Eine Umdrehung des Abtriebes erzeugt einen Vorschub von 12480.6 µm. Dem Regler soll der Verfahrweg in µm übergeben werden: • position_encoder_resolution: 65536 Inkremente pro Umdrehung am

Eintrieb

• gear_ratio: 7 Umdrehungen am Eintrieb zu 4 Umdrehungen am Abtrieb

• position_unit: 1 µm

• feed_constant: 12480.6 µm pro Umdrehung am Abtrieb des Getriebes

Inkremente

Inkremente

µmµmInkremente

Uausµm

µmUausUein

UeinInkremente

factorposition

2496122293760

erweitern Zahlen ganze auf4.49922

458752

ssenzusammenfa46.12480

765536

kürzenEinheiten 6.12480

14765536

_

=

=

⋅⋅

⋅⋅

=

⋅⋅=

numerator = 2293760

divisor = 249612

Seite 76 Parameter einstellen

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Beispielauslegung 2: position_factor

In einer Antriebseinheit für einen umlaufenden Antrieb befindet sich ein Getriebe I = 7/4. Eine Umdrehung des Abtriebes erzeugt eine Drehung um 360 Grad. Die Längenangaben sollen in Grad angegeben werden. Der Regler muß die Einheit Grad am Abtrieb des Getriebes in seine interne Einheit Inkrement am Eintrieb des Getriebes umrechnen:

• position_encoder_resolution: 65536 Inkremente pro Umdrehung am Eintrieb

• gear_ratio: 7 Umdrehungen am Eintrieb zu 4 Umdrehungen am Abtrieb

• position_unit: 1 Grad

• feed_constant: 360° pro Umdrehung am Abtrieb des Getriebes

position_factor

InkrementeU ein

UeinUaus

Uaus

Inkremente

Inkremente

=⋅

°

=⋅

°⋅

65536 74

360

65536 7360 4

4587521440

Einheiten kürzen

zusammenfassen

numerator = 458752

divisor = 1440

Parameter einstellen Seite 77

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Beispielauslegung 3: position_factor

In einer Antriebseinheit für einen umlaufenden Antrieb befindet sich ein Getriebe I = 1/1. Eine Umdrehung des Antriebes erzeugt eine Umdrehung am Abtrieb. Die Wegstrecken sollen in Inkrementen angegeben werden, wobei 65536 Inkremente einer Umdrehung am Abtrieb entsprechen. Der Regler muß die Einheit Inkrement am Abtrieb des Getriebes in seine interne Einheit Inkrement am Eintrieb des Getriebes umrechnen:

• position_encoder_resolution: 65536 Inkremente pro Umdrehung am Eintrieb

• gear_ratio: 1 Umdrehung am Eintrieb zu 1 Umdrehung am Abtrieb

• position_unit: 1 Inkrement

• feed_constant: 65536 Imkremente pro Umdrehung am Abtrieb

position_factor

InkrementeUein

UeinUaus

InkrementeUaus

InkrementeInkremente

InkrementInkrement

=⋅

=

=

65536 11

65536

6553665536

11

Einheiten kürzen

zusammenfassen

numerator = 1

divisor = 1

Die Beispielparametrierung 3 entspricht der Voreinstellung, die nach restore_default_parameters eingestellt wird.

Seite 78 Parameter einstellen

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6.2.2.3 Objekt 6094h: velocity_encoder_factor Der velocity_encoder_factor dient zur Umrechnung der applikationsspezifischen Geschwindigkeitseinheit (velocity unit) in das interne Format des Reglers (Inkremente pro Sekunde). Hierbei entsprechen 65536 Inkremente einer Umdrehung. Für die Berechnung des velocity_encoder_factor werden außerdem folgende Größen benötigt:

• Lageauflösung des Reglers (position_encoder_resolution = 65536 Inkremente)

• Übersetzungsverhältnis des eingesetzten Getriebes (gear_ratio)

• Vorschubkonstante des Abtriebes in Längeneinheiten pro Umdrehung (feed_constant)

constantfeedunitvelocityratiogearresolutionencoderpositionfactorencodervelocity

_______ ⋅⋅

=

Index 6094h

Name velocity_encoder_factor

Objekt Code ARRAY

Number of Elements 2

Data Type Unsigned 32

Sub-Index 01h

Description numerator

Access rw

Units increments

Value Range 0..(232-1)

Default Value 65536

Sub-Index 02h

Description divisor

Access rw

Units second

Value Range 0..(232-1)

Default Value 60

Parameter einstellen Seite 79

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Standardeinstellung

Die Standardeinstellung (siehe Beispielauslegung 3) bewirkt, daß alle Geschwindigkeitsangaben in Umdrehungen pro Minute (min-1) vorliegen.

Beispielauslegung 1: velocity_encoder_factor

In einer Antriebseinheit für einen Linearantrieb befindet sich ein Getriebe I = 7/4. Eine Umdrehung des Abtriebes erzeugt einen Vorschub von 12480.6 µm. Die Geschwindigkeit soll in Meter pro Minute angegeben werden. Der Regler muß die Einheit Meter pro Minute am Abtrieb des Getriebes in seine interne Einheit Inkremente pro Sekunde am Eintrieb des Getriebes umrechnen:

• position_encoder_resolution: 65536 Inkremente pro Umdrehung am Eintrieb

• gear_ratio: 7 Umdrehungen am Eintrieb zu 4 Umdrehungen am Abtrieb

• velocity_unit: 1 Meter pro Minute (entspricht 1 Meter in 60 Sekunden)

• feed_constant: 12480.6 µm pro Umdrehung am Abtrieb des Getriebes

velocity encoder factor

InkrementeUein

UeinUab

ms

mUab

Inkremente mm s

Inkrementes

Inkrementes

Inkrementes

_ _ .

.

.

.

=⋅ ⋅

μ

=⋅ ⋅

⋅ ⋅

=⋅⋅ ⋅

=

=

65536 74

160

12480 6

65536 7 10 0124806 4 60

65536 70 0124806 4 60

4587522 995344

1531551

Einheiten kürzen

umstellen

Einheiten kürzen

auf ganze Zahlen

numerator = 153155 divisor = 1

Seite 80 Parameter einstellen

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Beispielauslegung 2: velocity_encoder_factor

In einer Antriebseinheit für einen umlaufenden Antrieb befindet sich ein Getriebe I = 7/4. Eine Umdrehung des Abtriebes erzeugt eine Drehung um 360 Grad. Die Geschwindigkeit soll in Grad pro Sekunde angegeben werden. Der Regler muß die Einheit Grad pro Sekunde am Abtrieb des Getriebes in seine interne Einheit Inkremente pro Sekunde am Eintrieb des Getriebes umrechnen:

• position_encoder_resolution: 65536 Inkremente pro Umdrehung am Eintrieb

• gear_ratio: 7 Umdrehungen am Eintrieb zu 4 Umdrehungen am Abtrieb

• velocity_unit: 1 Grad pro Sekunde

• feed_constant: 360° pro Umdrehung am Abtrieb des Getriebes

velocity encoder factor

InkrementeUein

UeinUab s

Uab

Inkrementes

Inkrementes

Inkrementes

_ _ =⋅ ⋅

°

°

=⋅ ⋅ °

°⋅ ⋅

=⋅

=

65536 74

1

360

65536 7 1360 4

65536 7360 4

4587521440

Einheiten kürzen

umstellen

numerator = 458752

divisor = 1440

Parameter einstellen Seite 81

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Beispielauslegung 3: velocity_encoder_factor

In einer Antriebseinheit für einen umlaufenden Antrieb befindet sich ein Getriebe I = 1/1. Eine Umdrehung des Abtriebes erzeugt eine Umdrehung am Abtrieb (logisch). Die Geschwindigkeit soll in Umdrehungen pro Minute (min-1) angegeben werden. Der Regler muß die Einheit min-1 am Abtrieb des Getriebes in seine interne Einheit Inkremente pro Sekunde am Eintrieb des Getriebes umrechnen:

• position_encoder_resolution: 65536 Inkremente pro Umdrehung am Eintrieb

• gear_ratio: 1 Umdrehung am Eintrieb zu 1 Umdrehung am Abtrieb

• velocity_unit: 1 min-1

• feed_constant: 1 Umdrehung pro Umdrehung am Abtrieb des Getriebes

velocity encoder factor

InkrementeUein

UeinUab

Uabs

UabUab

Inkrementes

_ _ =⋅ ⋅

=

65536 11

160

6553660

Einheiten kürzen

numerator = 65536

divisor = 60

Die Beispielparametrierung 3 entspricht der Voreinstellung, die nach restore_default_parameters eingestellt wird.

Seite 82 Parameter einstellen

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6.2.2.4 Objekt 6097h: acceleration_factor Der acceleration_factor wird vom Regler zur Umrechnung der applikationsspezifischen Beschleunigungseinheit (acceleration unit) in seine interne Beschleunigungseinheit (Inkremente / Sekunde²) benötigt.

constantfeedunitonacceleratiratiogearresolutionencoderpositionfactoronaccelerati

______ ⋅⋅

=

Index 6097h

Name Acceleration_factor

Objekt Code ARRAY

Number of Elements 2

Data Type Unsigned 32

Sub-Index 01h

Description Numerator

Access Rw

Units Increments

Value Range 0..(232-1)

Default Value 65536

Sub-Index 02h

Description Divisor

Access Rw

Units Seconds2

Value Range 0..(232-1)

Default Value 60

Parameter einstellen Seite 83

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Standardeinstellung

Die Standardeinstellung bewirkt, daß alle Beschleunigungsangaben in Umdrehungen pro Minute pro Sekunde (min-1/s) vorliegen (siehe Beispielauslegung 3). Diese Einstellung ist immer dann sinnvoll, wenn man die Geschwindigkeitseinheit in min-1 normiert hat (siehe velocity_encoder_factor) und die Beschleunigung folgendermaßen vorgeben will: Der Regler soll in einer Sekunde die Geschwindigkeit 3000 min-1 erreichen. Wenn die Standardeinstellung verwendet wird, so kann als Beschleunigung direkt der Wert 3000 in den Regler eingeschrieben werden.

Beispielauslegung 1: acceleration_factor

In einer Antriebseinheit für einen Linearantrieb befindet sich ein Getriebe I = 7/4. Eine Umdrehung des Abtriebes erzeugt einen Vorschub von 12480.6 µm. Die Beschleunigung soll in Meter pro Minute2 angegeben werden. Der Regler muß die Einheit Meter pro Minute2 am Abtrieb des Getriebes in seine interne Einheit Inkremente pro Sekunde2 am Eintrieb des Getriebes umrechnen: • position_encoder_resolution: 65536 Inkremente pro Umdrehung am

Eintrieb

• gear_ratio: 7 Umdrehungen am Eintrieb zu 4 Umdrehungen am Abtrieb

• acceleration_unit: 1 Meter pro Minute2 (entspricht 1 Meter in 602 Sekunden2)

• feed_constant: 12480.6 µm pro Umdrehung am Abtrieb des Getriebes

2

2

2

2

17974587520

Zahlenganze auf72094.179

458752

umstellen360040124806.0

765536

kürzenEinheiten 6.12480)60(

14765536

_

sInkremente

sInkremente

smmInkremente

Uabµm

sm

UabUein

UeinInkremente

factorposition

=

=

⋅⋅

⋅⋅⋅

⋅=

⋅⋅=

numerator = 4587520 divisor = 1797

Seite 84 Parameter einstellen

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Beispielauslegung 2: acceleration_factor

In einer Antriebseinheit für einen umlaufenden Antrieb befindet sich ein Getriebe I = 7/4. Eine Umdrehung des Abtriebes erzeugt eine Drehung um 360 Grad. Die Beschleunigung soll in Grad pro Sekunde2 angegeben werden. Der Regler muß die Einheit Grad pro Sekunde2 am Abtrieb des Getriebes in seine interne Einheit Inkremente pro Sekunde2 am Eintrieb des Getriebes umrechnen:

• position_encoder_resolution: 65536 Inkremente pro Umdrehung am Eintrieb

• gear_ratio: 7 Umdrehungen am Eintrieb zu 4 Umdrehungen am Abtrieb

• acceleration_unit: 1 Grad pro Sekunde2

• feed_constant: 360° pro Umdrehung am Abtrieb des Getriebes

acceleration_factor

InkrementeUein

UeinUab s

Uab

Inkrementes

Inkrementes

=⋅ ⋅

°

°

=⋅ ⋅ °

°⋅ ⋅

=

65536 74

1

360

65536 7 1360 4

4587521440

2

2

2

Einheiten kürzen

umstellen

numerator = 458752

divisor = 1440

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Beispielauslegung 3: acceleration_factor

In einer Antriebseinheit für einen umlaufenden Antrieb befindet sich ein Getriebe I = 1/1. Eine Umdrehung des Abtriebes erzeugt eine Umdrehung am Abtrieb (logisch). Die Beschleunigung soll in Umdrehungen pro Minute pro Sekunde (min-1/s) angegeben werden. Der Regler muß die Einheit min-1/Sekunde am Abtrieb des Getriebes in seine interne Einheit Inkremente pro Sekunde2 am Eintrieb des Getriebes umrechnen:

• position_encoder_resolution: 65536 Inkremente pro Umdrehung am Eintrieb

• gear_ratio: 1 Umdrehung am Eintrieb zu 1 Umdrehung am Abtrieb

• acceleration_unit: 1 min-1 pro Sekunde

• feed_constant: 1 Umdrehung pro Umdrehung am Abtrieb des Getriebes

acceleration_factor

InkrementeUein

UeinUab

Uabmin s

UabUab

Inkrementes

Inkrementes

=⋅ ⋅

=⋅

=

65536 11

1

6553660

6553660

2

2

Einheiten kürzen

umstellen

numerator = 65536

divisor = 60

Die Beispielparametrierung 3 entspricht der Voreinstellung, die nach restore_default_parameters eingestellt wird.

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6.2.2.5 Objekt 607Eh: polarity Das Vorzeichen der Positions- und Geschwindigkeitswerte des Reglers kann mit dem entsprechenden polarity_flag eingestellt werden. Dieses kann dazu dienen, die Drehrichtung des Motors bei gleichen Sollwerten zu invertieren. In den meisten Applikationen ist es sinnvoll, das position_polarity_flag und das velocity_polarity_flag auf den gleichen Wert zu setzen.

Index 607Eh

Name polarity

Objekt Code VAR

Data type Unsigned 8

Bit Bedeutung

6 velocity_polarity_flag

0 => multiply by 1 (default)

1 => multiply by -1 (invers)

7 position_polarity_flag

0 => multiply by 1 (default)

1 => multiply by -1 (invers)

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6.3 Endstufenparameter

6.3.1 Übersicht Die Netzspannung wird direkt in die Endstufe eingespeist. Die gleichgerichtete Netzspannung wird mit den Kondensatoren des Zwischenkreises geglättet. Aus dem Zwischenkreis wird der Motor über die IGBTs gespeist. Die Endstufe enthält eine Reihe von Sicherheitsfunktionen, die zum Teil parametriert werden können:

• Reglerfreigabelogik (Software- und Hardwarefreigabe)

• Überspannungsüberwachung des Zwischenkreises

• Unterspannungsüberwachung des Zwischenkreises

• Überstromüberwachung

• Leistungsteilüberwachung

Die thermische Belastung der Endstufe ist proportional zum Motorstrom und zur Taktfrequenz der IGBTs. Um in Applikationen mit großen Motorströmen die thermische Belastung der Endstufe zu reduzieren, kann bei einigen Vertretern der Gerätefamilie ARS die Taktfrequenz von 10 kHz auf 5 kHz reduziert werden.

6.3.1.1 Objekt 6510h_10h: enable_logic Damit die Endstufe des Antriebsreglers aktiviert werden kann, müssen die digitalen Eingänge Endstufenfreigabe und Reglerfreigabe gesetzt sein:

Die Endstufenfreigabe wirkt direkt auf die Ansteuersignale der Leistungstransistoren und würde diese auch bei einem defekten Mikroprozessor unterbrechen können. Das Wegnehmen der Endstufenfreigabe bei laufendem Motor bewirkt somit, daß der Motor ungebremst austrudelt bzw. nur durch die eventuell vorhandene Haltebremse gestoppt wird.

Die Reglerfreigabe wird vom Mikrocontroller des Reglers verarbeitet. Je nach Betriebsart reagiert der Regler nach der Wegnahme dieses Signals unterschiedlich:

• Positionierbetrieb und drehzahlgeregelter Betrieb Der Motor wird nach der Wegnahme des Signals mit der definierten Bremsrampe abgebremst. Die Endstufe wird erst abgeschaltet, wenn die Motordrehzahl unterhalb 10 min-1 liegt und die eventuell vorhandene Haltebremse angezogen hat.

• Momentengeregelter Betrieb Die Endstufe wird unmittelbar nach der Wegnahme des Signals abgeschaltet. Gleichzeitig wird eine eventuell vorhandene Haltebremse angezogen. Das Wegnehmen der Reglerfreigabe bei laufendem Motor bewirkt somit, daß der Motor ungebremst austrudelt bzw. nur durch die eventuell vorhandene Haltebremse gestoppt wird.

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ACHTUNG ! Beide Signale garantieren nicht, daß der Motor bei ausgeschalteter Endstufe spannungsfrei ist.

Beim Betrieb des Reglers über den PROFIBUS ist es oft sinnvoll, die beiden digitalen Eingänge Endstufenfreigabe und Reglerfreigabe gemeinsam auf 24V zu legen und die Endstufenfreigabe über den PROFIBUS zu steuern. Deshalb wird das Objekt 6510h_10h (enable_logic) bei gestecktem PROFIBUS-Modul während des Gerätestarts immer auf zwei gesetzt. Es kann jedoch umprogrammiert werden.

Index 6510h Subindex 10h Name enable_logic Objekt Code VAR Data Type Unsigned 16

Access rw Units Value Range 0: Digitale Eingänge Endstufenfreigabe und

Reglerfreigabe 1: Digitale Eingänge Endstufenfreigabe und

Reglerfreigabe und RS232 2: Digitale Eingänge Endstufenfreigabe und

Reglerfreigabe und PROFIBUS Default Value 2

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6.3.1.2 Objekt 6510h_30h: pwm_frequency

Die Schaltverluste der Endstufe sind proportional zur Schaltfrequenz der Leistungstransistoren. Aus einigen Geräten der ARS-Familie kann durch Absenken der PWM-Frequenz von 10kHz auf 5kHz etwas mehr Leistung entnommen werden. Die Umschaltung erfolgt bei diesen Geräten über dieses Objekt. Sie ist nur bei ausgeschalteter Endstufe möglich.

Index 6510h Subindex 30h Name pwm_frequency Objekt Code VAR Data Type Unsigned 16

Access rw Units Hz Value Range 5000, 10000 Default Value 10000

6.3.1.3 Objekt 6510h_31h: power_stage_temperature Die Temperatur der Endstufe kann über das Objekt 6510h_31h (power_stage_temperature) ausgelesen werden. Wenn die im Objekt 6510h_32h (max_power_stage_temperature) angebenene Temperatur überschritten wird, schaltet die Endstufe aus und eine Fehlermeldung wird abgesetzt.

Index 6510h Subindex 31h Name power_stage_temperature Objekt Code VAR Data Type Signed 16

Access ro Units °C Value Range -40 – 150 Default Value 26

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6.3.1.4 Objekt 6510h_32h: max_power_stage_temperature Die Temperatur der Endstufe kann über das Objekt 6510h_31h (power_stage_temperature) ausgelesen werden. Wenn die im Objekt 6510h_32h (max_power_stage_temperature) angebenene Temperatur überschritten wird, schaltet die Endstufe aus und eine Fehlermeldung wird abgesetzt.

Index 6510h Subindex 32h Name max_power_stage_temperature Objekt Code VAR Data Type Signed 16

Access ro Units °C Value Range 80 Default Value 80

6.3.1.5 Objekt 6510h_33h: nominal_dc_link_circuit_voltage Über das Objekt 6510h_33h (nominal_dc_link_circuit_voltage) kann die Gerätenennspannung in Millivolt ausgelesen werden.

Index 6510h Subindex 33h Name nominal_dc_link_circuit_voltage Objekt Code VAR Data Type Unsigned 32

Access ro Units millivolts Value Range 310000, 560000 Default Value 309998

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6.3.1.6 Objekt 6510h_34h: actual_dc_link_circuit_voltage Über das Objekt 6510h_34h (actual_dc_link_circuit_voltage) kann die aktuelle Spannung des Zwischenkreises in Millivolt ausgelesen werden.

Index 6510h Subindex 34h Name actual_dc_link_circuit_voltage Objekt Code VAR Data Type Unsigned 32

Access ro Units millivolts Value Range ARS: 0...1000000

IMD-F: 0...320000 Default Value -

6.3.1.7 Objekt 6510h_35h: max_dc_link_circuit_voltage Das Objekt 6510h_35h (max_dc_link_circuit_voltage) gibt an, ab welcher Zwischenkreisspannung die Endstufe aus Sicherheitsgründen sofort ausgeschaltet und eine Fehlermeldung abgesetzt wird.

Index 6510h Subindex 35h Name max_dc_link_circuit_voltage Objekt Code VAR Data Type Unsigned 32

Access ro Units millivolts Value Range 0 – 1000000 Default Value ARS-310/xx: 399994

ARS-560/xx: 769989

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6.3.1.8 Objekt 6510h_36h: min_dc_link_circuit_voltage Der Regler verfügt über eine Unterspannungsüberwachung. Diese kann über das Objekt 6510h_37h (enable_dc_link_undervoltage_error) aktiviert werden. Das Objekt 6510h_36h (min_dc_link_circuit_voltage) gibt an, bis zu welcher unteren Zwischenkreisspannung der Regler arbeiten soll. Unterhalb dieser Spannung leitet der Regler eine Bremsung ein und schaltet danach die Endstufe aus. Außerdem wird eine Fehlermeldung abgesetzt.

Index 6510h Subindex 36h Name min_dc_link_circuit_voltage Objekt Code VAR Data Type Unsigned 32

Access rw Units millivolts Value Range 0 – 1000000 Default Value 125000

6.3.1.9 Objekt 6510h_37h: enable_dc_link_undervoltage_error Mit diesem Objekt kann die Unterspannungsüberwachung aktiviert werden. Im Objekt 6510h_36h (min_dc_link_circuit_voltage) ist anzugeben, bis zu welcher unteren Zwischenkreisspannung der Regler arbeiten soll.

Index 6510h Subindex 37h Name enable_dc_link_undervoltage_error Objekt Code VAR Data Type Unsigned 16

Access rw Units - Value Range 0 (inactiv), 1 (activ) Default Value 0

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6.3.1.10 Objekt 6510h_40h: nominal_current Mit diesem Objekt kann der Gerätenennstrom ausgelesen werden. Es handelt sich gleichzeitig um den oberen Grenzwert, der in das Objekt 6075h (motor_rated_current) eingeschrieben werden kann.

Index 6510h Subindex 40h Name nominal_current Objekt Code VAR Data Type Unsigned 32

Access ro Units mA Value Range abhängig vom Reglertyp Default Value abhängig vom Reglertyp

6.3.1.11 Objekt 6510h_41h: peak_current Mit diesem Objekt kann der Gerätespitzenstrom ausgelesen werden. Es handelt sich gleichzeitig um den oberen Grenzwert, der in das Objekt 6073h (max_current) eingeschrieben werden kann.

Index 6510h Subindex 41h Name peak_current Objekt Code VAR Data Type Unsigned 32

Access ro Units mA Value Range abhängig vom Reglertyp Default Value abhängig vom Reglertyp

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6.4 Stromregler und Motoranpassung

Vorsicht ! Falsche Einstellungen der Stromreglerparameter und der Strombegrenzungen können den Motor und unter Umständen auch den Servoregler innerhalb kürzester Zeit zerstören!

6.4.1 Übersicht Der Parametersatz des Servoreglers muß für den angeschlossenen Motor und den verwendeten Kabelsatz angepaßt werden. Betroffen sind folgende Parameter:

• Nennstrom Abhängig vom Motor

• Überlastbarkeit Abhängig vom Motor

• Polzahl Abhängig vom Motor

• Stromregler Abhängig vom Motor

Zusätzlich bei Verwendung eines Resolvers als Winkelgeber:

• Drehsinn Abhängig vom Motor und der Phasenfolge im Motor- und Resolverkabel

• Offsetwinkel Abhängig vom Motor und der Phasenfolge im Motor- und Resolverkabel

Diese Daten müssen beim erstmaligen Einsatz eines Motortyps mit dem Programm WMEMOC bestimmt werden. Für eine Reihe von Motoren können Sie auch fertige Parametersätze über Ihren Händler beziehen. Bitte beachten Sie, daß Drehsinn und Offsetwinkel auch vom verwendeten Kabelsatz abhängen. Die Parametersätze arbeiten daher nur bei identischer Verkabelung.

Bei verdrehter Phasenfolge im Motor- oder Resolverkabel kann es zu einer Mitkopplung kommen, so daß die Drehzahl im Motor nicht geregelt werden kann. Der Motor kann unkontrolliert durchdrehen !

Bitte parametrieren Sie die Objekte 6510 h_21h und 6510 h_22h (Durchdrehschutz, siehe Kapitel 6.5) entsprechend.

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6.4.2 Objekte

Index Objekt Name Typ Attr. 6075h VAR motor_rated_current Unsigned 32 rw 6073h VAR max_current Unsigned 16 rw 604Dh VAR pole_number Unsigned 8 rw 6410h RECORD motor_data Unsigned 32 rw 60F6h RECORD torque_control_parameters Unsigned 16 rw

6.4.2.1 Objekt 6075h: motor_rated_current Dieser Wert ist dem Motortypenschild zu entnehmen und wird in der Einheit Milliampere eingegeben. Es wird immer der Effektivwert (RMS) angenommen. Es kann kein Strom vorgegeben werden, der oberhalb des Reglernennstromes (Objekt 6510h_40h: nominal_current ) liegt.

Index 6075h Name motor_rated_current Objekt Code VAR Data Type Unsigned 32

Access rw Units mA Value Range abhängig vom Reglertyp Default Value 566

Wird das Objekt 6075h (motor_rated_current) mit einem neuen Wert beschrieben, muß in jedem Fall auch das Objekt 6073h (max_current) neu parametriert werden.

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6.4.2.2 Objekt 6073h: max_current Servomotoren dürfen in der Regel für einen bestimmten Zeitraum überlastet werden. Mit diesem Objekt wird der höchstzulässige Motorstrom eingestellt. Er bezieht sich auf den Motornennstrom (Objekt 6075h: motor_rated_current) und wird in Tausendsteln eingestellt. Der Wertebereich wird nach oben durch den maximalen Reglerstrom (Objekt 6510h_41h: peak_current ) begrenzt. Viele Motoren dürfen kurzzeitig um den Faktor 2 überlastet werden. In diesem Fall ist in dieses Objekt der Wert 2000 einzuschreiben.

Das Objekt 6073h (max_current) darf erst beschrieben werden, wenn zuvor das Objekt 6075h (motor_rated_current) gültig beschrieben wurde.

Index 6073h Name max_current Objekt Code VAR Data Type Unsigned 16

Access rw Units per thousand of rated current Value Range - Default Value 2000

6.4.2.3 Objekt 6410h_03h: iit_time Servomotoren dürfen in der Regel für einen bestimmten Zeitraum überlastet werden. Über dieses Objekt wird angegeben, wie lange der angeschlossene Motor mit dem im Objekt max_current (6073h) angegebenen Strom bestromt werden darf. Nach Ablauf der IIT-Zeit wird der Strom zum Schutz des Motors automatisch auf den im Objekt 6075h (motor_rated_current) angegebenen Wert begrenzt. Die Standardeinstellung liegt bei zwei Sekunden und trifft für die meisten Motoren zu.

Index 6410h Subindex 03 h Name iit_time Objekt Code VAR Data Type Unsigned 16

Access rw Units Milliseconds Value Range 0 - 5000 Default Value 2000

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6.4.2.4 Objekt 604Dh: pole_number Die Polzahl des Motors ist dem Motordatenblatt oder dem Parametrierprogramm WMEMOC zu entnehmen. Die Polzahl ist immer ganzzahlig. Oft wird statt der Polzahl die Polpaarzahl angegegeben. Die Polzahl entspricht dann der doppelten Polpaarzahl.

Index 604Dh Name pole_number Objekt Code VAR Data Type Unsigned 8

Access Hiperface (Sincoder): ro other: rw

Units - Value Range 2-14 Default Value 4

6.4.2.5 Objekt 6410h_11h: resolver_offset_angle Bei den verwendeten Servomotoren befinden sich Dauermagnete auf dem Rotor. Diese erzeugen ein magnetisches Feld, dessen Ausrichtung zum Stator von der Rotorlage abhängt. Für die elektronische Kommutierung muß der Regler das elektromagnetische Feld des Stators immer im richtigen Winkel zu diesem Permanentmagnetfeld einstellen. Er bestimmt hierzu laufend mit einem Winkelgeber (Resolver etc.) die Rotorlage.

Bei der Verwendung eines Resolver als Winkelgeber muß die Orientierung des Winkelgebers zum Dauermagnetfeld in das Objekt 6410h_11h (resolver_offset_angle) eingetragen werden. Mit dem Parametrierprogramm WMEMOC kann dieser Winkel bestimmt werden. Der mit Parametrierprogramm WMEMOC bestimmte Winkel liegt im Bereich von +/-180°. Er muß folgendermaßen umgerechnet werden:

resolver_offset_angle = Resolveroffsetwinkel/180°*32767

Bei der Verwendung anderer Winkelgeber als einem Resolver kann dieses Objekt nicht parametriert werden. Die Objekte 6410h_10h und 6410h_11h sind in diesem Fall nur lesbar.

Bei Einsatz eines Stegmann-Gebers mit Hiperface wird der Offsetwinkel über die Hiperface-Schnittstelle gelesen.

Bei Einsatz von Inkrementalgebern (z.B. Yaskawa) ist der Offsetwinkel definitionsgemäß Null.

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Index 6410h Name motor_data Objekt Code RECORD

Sub-Index 11h Description resolver_offset_angle Access RDC16 / RDC12: rw

other: ro Units - Value Range -32767...32767, 32767 = 180° Default Value undefined Data Type Signed 16

6.4.2.6 Objekt 6410h_10h: phase_order

Die folgenden Daten können dem Parametrierprogramm WMEMOC entnommen werden. In der Phasenfolge (phase_order) werden Verdrehungen zwischen Motorkabel und Resolverkabel berücksichtigt. Eine Null entspricht der normalen Verkabelung. Wenn vertauschte Phasen vorliegen ist in dieses Objekt eine Eins einzutragen.

Index 6410h Name motor_data Objekt Code RECORD

Sub-Index 10h Description phase_order Access RDC16 / RDC12: rw

other: ro Units - Value Range 0, 1 Default Value 0 Data Type Unsigned 16

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6.4.2.7 Objekt 60F6h: torque_control_parameters Die Daten des Stromreglers müssen dem Parametrierprogramm WMEMOC entnommen werden. Hierbei sind folgende Umrechungen zu beachten:

Die Verstärkung des Stromreglers muß mit 256 multipliziert werden. Bei einer Verstärkung von 1.5 im Menü "Stromregler" des Parametrierprogramms WMEMOC ist in das Objekt torque_control_gain der Wert 384 = 180h einzuschreiben.

Die Zeitkonstante des Stromreglers ist im Parametrierprogramm WMEMOC in Millisekunden angegeben. Um diese Zeitkonstante in das Objekt torque_control_time übertragen zu können, muß sie zuvor in Mikrosekunden umgerechnet werden. Bei einer angegebenen Zeit von 0.6 Millisekunden ist entsprechend der Wert 600 in das Objekt torque_control_time einzutragen.

Index 60F6h Name torque_control_parameters Objekt Code RECORD

Sub-Index 01h Description torque_control_gain Access rw Units 256 = Gain 1 Value Range 20 – 7680 Default Value 768 Data Type Unsigned 16

Sub-Index 02h Description torque_control_time Access rw Units Mikroseconds Value Range 400 – 3000 Default Value 1000 Data Type Unsigned 16

Die Auflösung des Objekts torque_control_time (60F6h_02h) beträgt 102,4 µs. Dadurch kann der ausgelesene Wert ggf. vom eingeschriebenen abweichen.

Seite 100 Parameter einstellen

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6.5 Drehzahlregler und Durchdrehschutz

6.5.1 Übersicht Der Parametersatz des Servoreglers muß für die Applikation angepaßt werden. Besonders die Verstärkung ist stark abhängig von eventuell an den Motor angekoppelten Massen. Die Daten müssen bei der Inbetriebnahme der Anlage mit Hilfe des Programms WMEMOC optimal bestimmt werden.

Falsche Einstellungen der Drehzahlreglerparameter können zu starken Schwingungen führen und eventuell Teile der Anlage zerstören!

6.5.2 Objekte

Index Objekt Name Typ Attr. 60F9h RECORD velocity_control_parameters Unsigned 16 rw 6510h RECORD over_speed_protection_limit_speed Unsigned 32 rw

6.5.2.1 Objekt 60F9h: velocity_control_parameters Die Daten des Drehzahlreglers müssen dem Parametrierprogramm WMEMOC entnommen werden. Hierbei sind folgende Umrechungen zu beachten:

Die Verstärkung des Stromreglers muß mit 256 multipliziert werden. Bei einer Verstärkung von 1.5 im Menü "Drehzahlregler" des Parametrierprogramms WMEMOC ist in das Objekt velocity_control_gain der Wert 384 = 180h einzuschreiben.

Die Zeitkonstante des Drehzahlreglers ist im Parametrierprogramm WMEMOC in Millisekunden angegeben. Um diese Zeitkonstante in das Objekt velocity_control_time übertragen zu können, muß sie zuvor in Mikrosekunden umgerechnet werden. Bei einer angegebenen Zeit von 2.0 Millisekunden ist entsprechend der Wert 2000 in das Objekt velocity_control_time einzutragen.

Die Zeit velocity_control_filter_time ist dem Menü "Drehzahl-Istwert-Filter" zu entnehmen.

Parameter einstellen Seite 101

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Index 60F9h Name velocity_control_parameters Objekt Code RECORD

Sub-Index 01h Description velocity_control_gain Access rw Units 256 = Gain 1 Value Range 20 – 5120 Default Value 2560 Data Type Unsigned 16

Sub-Index 02h Description velocity_control_time Access rw Units Mikroseconds Value Range 600 - 20000 Default Value 6150 Data Type Unsigned 16

Sub-Index 04h Description velocity_control_filter_time Access rw Units Mikroseconds Value Range 200 – 2000 Default Value 410 Data Type Unsigned 16

Die Auflösung der Objekte velocity_control_time (60F9h_02h)und velocity_control_filter_time (60F9h_03h) beträgt 204,8 µs. Dadurch kann der ausgelesene Wert ggf. vom eingeschriebenen abweichen.

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6.5.2.2 Objekt 6510h_21h: over_speed_protection_limit_speed Im Objekt 6510h_21h kann die maximal zulässige Drehzahl eingetragen werden. Bei der Überschreitung dieser Drehzahl wird sofort die Endstufe ausgeschaltet. Der Motor trudelt also ungebremst aus. Dieser Mechanismus ist als zusätzlicher Schutz gegen fehlerhafte Sensor- und Motorkabel (Phasenbruch) sowie einen falsch parametrierten Offsetwinkel konzipiert. Er spricht z.B. bei Störsignalen auf der Nullimpulsleitung eines Inkrementalgebers an und funktioniert auch, wenn der Regler den Motor eigentlich nicht unter Kontrolle hat. Einzu-tragen ist der Wert der max. zulässigen Drehzahl in speed_units. Werte oberhalb von mittels der Factor Group umgerechneten 16000 min-1 (Rotorumdrehungen) führen dazu, dass automatisch die obere Grenze (Default Value) eingetragen wird, womit die Funktion deaktiviert ist. Als untere Grenze ist eine Drehzahl von 150 min-1 sinnvoll.

Index 6510h Subindex 21h Name over_speed_protection_limit_speed Objekt Code VAR Data Type Unsigned 32

Access rw Units speed units Value Range 0..(232-1) Default Value 2147483647

6.5.2.3 Objekt 6510h_22h: position_error_switch_off_limit Im Objekt 6510h_22h kann die maximal zulässige Abweichung zwischen der Soll- und der Ist-Position (Schleppfehler) eingetragen werden. Bei einer Überschreitung dieser zulässigen Abweichung wird sofort die Endstufe ausgeschaltet. Der Motor trudelt also ungebremst aus. Dieser Mechanismus ist als zusätzlicher Schutz gegen fehlerhafte Sensor- und Motorkabel (Phasenbruch) sowie einen falsch parametrierten Offsetwinkel konzipiert. Er spricht z.B. bei Störsignalen auf der Nullimpulsleitung eines Inkrementalgebers an und funktioniert auch, wenn der Regler den Motor eigentlich nicht unter Kontrolle hat.

Einzutragen ist der Wert der max. zulässigen Positionsabweichung (Schleppfehler). Die Übergabe erfolgt in der durch die Factor Group definierten Einheit. Wenn eine 0 eingetragen wird, ist die Funktion deaktiviert.

Index 6510h Subindex 22h Name position_error_switch_off_limit Objekt Code VAR Data Type Unsigned 32

Parameter einstellen Seite 103

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Access rw Units Position units Value Range 0..(232-1) Default Value 0 (off)

6.6 Lageregler (Position Control Function)

6.6.1 Übersicht In diesem Kapitel sind alle Parameter beschrieben, die für den Lageregler erforderlich sind. Am Eingang des Lagereglers liegt der Lage-Sollwert (position_demand_value) vom Fahrkurven-Generator an. Außerdem wird der Lage-Istwert (position_actual_value) vom Winkelgeber (Resolver, Inkrementalgeber etc.) zugeführt. Das Verhalten des Lagereglers kann durch Parameter beeinflußt werden. Um den Lageregelkreis stabil zu halten, ist eine Begrenzung der Ausgangsgröße (control_effort) möglich. Die Ausgangsgröße wird als Drehzahl-Sollwert dem Drehzahlregler zugeführt. Alle Ein- und Ausgangsgrößen des Lagereglers werden in der Factor Group von den applikationsspezifischen Einheiten in die jeweiligen internen Einheiten des Reglers umgerechnet.

Cloosed LoopPosition Control

control_effort(60FAh)

position_control_parameter_set(60FCh)

position_actual_value(6063h) [inc]

position_demand_value*(60FCh) [inc]

Abbildung 31: Lageregler (Position Control Function)

Seite 104 Parameter einstellen

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Folgende Unterfunktionen sind in diesem Kapitel definiert:

1. Schleppfehler (Following_Error)

Als Schleppfehler wird die Abweichung des Lage-Istwertes (position_actual_ value) vom Lage-Sollwert (position_demand_value) bezeichnet. Wenn dieser Schleppfehler für einen bestimmten Zeitraum größer ist als im Schleppfehler-Fenster (following_error_window) angegeben, so wird das Bit 13 following_error im Objekt statusword gesetzt. Der zulässige Zeitraum kann über das Objekt following_error_time_out vorgegeben werden.

LimitFunction

following_error_window(6065h)[position units]

position_range_limit (607Bh)software_position_limit (607Dh)home_offset (607Ch)

Multiplier

position_factor (6093h)polarity (607Eh)

WindowComparator

-

+position_demand_value*(60FCh) [inc]

[inc]

position_actual_value*(6063h)

Timer

status_word(6041h)

following_error

[inc]

[inc]

following_error_time_out(6066h)

Abbildung 32: Schleppfehler - Funktionsübersicht

Die Abbildung 33 zeigt, wie die Fensterfunktion für die Meldung „Schleppfehler“ definiert ist. Symmetrisch um die Sollposition (position_demand_value) xi ist der Bereich zwischen xi-x0 und xi+x0 definiert. Die Positionen xt2 und xt3 liegen z.B. außerhalb dieses Fensters (following_error_window). Wenn der Antrieb dieses Fenster verläßt und nicht in der im Objekt following_error_time_out vorgegebenen Zeit in das Fenster zurückkehrt, dann wird das Bit 13 following_error im statusword gesetzt.

xixi-x0 xi+x0 position x

xt2 xt3

Abbildung 33: Schleppfehler

Parameter einstellen Seite 105

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2. Position erreicht (target_reached)

Diese Funktion bietet die Möglichkeit, ein Positionsfenster um die Zielposition (target_position) herum zu definieren. Wenn sich die Ist-Position des Antriebs für eine bestimmte Zeit - die position_window_time - in diesem Bereich befindet, dann wird das damit verbundene Bit 10 (target_reached) im statusword gesetzt.

LimitFunction

position_window(6067h)[position units]

position_range_limit (607Bh)software_position_limit (607Dh)home_offset (607Ch)

Multiplier

position_factor (6093h)polarity (607Eh)

[inc]

LimitFunction

position_range_limit (607Bh)software_position_limit (607Dh)home_offset (607Ch)

Multiplier

position_factor (6093h)polarity (607Eh)

[inc]

WindowComparator Timer

status_word(6041h)

target_reached

-

+

[inc]

position_actual_value*(6063h) [inc]

target_position(607Ah)[position units]

position_window_time(6068h)

Abbildung 34: Position erreicht - Funktionsübersicht

Die Abbildung 35 zeigt, wie die Fensterfunktion für die Meldung „Position erreicht“ definiert ist. Symmetrisch um die Zielposition (target_position) xi ist der Positionsbereich zwischen xi-x0 und xi+x0 definiert. Die Positionen xt0 und xt1 liegen z.B. innerhalb dieses Positionsfensters (position_window). Wenn sich der Antrieb in diesem Fenster befindet, dann wird im Regler ein Timer gestartet. Wenn dieser Timer die im Objekt position_window_time vorgegebene Zeit erreicht und sich der Antrieb während dieser Zeit ununterbrochen im gültigen Bereich zwischen xi-x0 und xi+x0 befindet, dann wird Bit 10 target_reached im statusword gesetzt. Sobald der Antrieb den zulässigen Bereich verläßt, wird sowohl das Bit 10 als auch der Timer auf Null gesetzt.

xi

xi-x0 xi+x

0position x

xt0 xt1

Abbildung 35: Position erreicht

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6.6.2 Objekte

6.6.2.1 In diesem Kapitel behandelte Objekte

Index Objekt Name Typ Attr. 6062h VAR position_demand_value Integer 32 ro 6063h VAR position_actual_value* Integer 32 ro 6064h VAR position_actual_value Integer 32 ro 6065h VAR following_error_window Unsigned 32 rw 6066h VAR following_error_time_out Unsigned 16 rw 6067h VAR position_window Unsigned 32 rw 6068h VAR position_window_time Unsigned 16 rw 60FAh VAR control_effort Integer 32 ro 60FBh RECORD position_control_parameter_set rw 60FCh VAR position_demand_value* Integer 32 ro

6.6.2.2 Betroffene Objekte aus anderen Kapiteln

Index Objekt Name Typ Kapitel 607Ah VAR target_position Integer 32 4.5 Positionieren 607Bh VAR position_range_limit Integer 32 4.5 Positionieren 607Ch VAR home_offset Integer 32 4.4 Referenzfahrt 607Dh VAR software_position_limit Integer 32 4.5 Positionieren 607Eh VAR polarity Unsigned 8 6.2 Umrechnungsfaktoren 6093h VAR position_factor Unsigned 32 6.2 Umrechnungsfaktoren 6094h ARRAY velocity_encoder_factor Unsigned 32 6.2 Umrechnungsfaktoren 6096h ARRAY acceleration_factor Unsigned 32 6.2 Umrechnungsfaktoren 6041h VAR controlword Integer 16 5 Gerätesteuerung 6041h VAR statusword Unsigned 16 5 Gerätesteuerung

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6.6.2.3 Objekt 60FBh: position_control_parameter_set Der Parametersatz des Servoreglers muß für die Applikation angepaßt werden. Die Daten des Lagereglers müssen bei der Inbetriebnahme der Anlage mit Hilfe des Programms WMEMOC optimal bestimmt werden.

Falsche Einstellungen der Lagereglerparameter können zu starken Schwingungen führen und eventuell Teile der Anlage zerstören !

Der Lageregler vergleicht die Soll-Lage mit der Ist-Lage und bildet aus der Differenz unter Berücksichtigung der Verstärkung und eventuell des Integrators eine Korrekturgeschwindigkeit (Objekt 60FAh: control_effort), die dem Drehzahlregler zugeführt wird. Der Lageregler ist, gemessen am Strom- und Drehzahlregler, relativ langsam. Der Regler arbeitet daher intern mit Aufschaltungen, so daß die Ausregelarbeit für den Lageregler minimiert wird und der Regler schnell einschwingen kann.

Als Lageregler genügt normalerweise ein Proportional-Glied. Die Verstärkung des Lagereglers muß mit 256 multipliziert werden. Bei einer Verstärkung von 1.5 im Menü "Lageregler" des Parametrierprogramms WMEMOC ist in das Objekt position_control_gain der Wert 384 einzuschreiben.

Normalerweise kommt der Lageregler ohne Integrator aus. Dann ist in das Objekt position_control_time der Wert Null einzuschreiben. Andernfalls muß die Zeitkonstante des Lagereglers in Mikrosekunden umgerechnet werden. Bei einer Zeit von 4.0 Millisekunden ist entsprechend der Wert 4000 in das Objekt position_control_time einzutragen.

Die Auflösung des Objekts position_control_time (60FBh_02h) beträgt 409,6 µs. Dadurch kann der ausgelesene Wert ggf. vom eingeschriebenen abweichen.

Da der Lageregler schon kleinste Lageabweichungen in nennenswerte Korrekturgeschwindigkeiten umsetzt, würde es im Falle einer kurzen Störung (z.B. kurzzeitiges Klemmen der Anlage) zu sehr heftigen Ausregelvorgängen mit sehr großen Korrekturgeschwindigkeiten kommen. Dieses ist zu vermeiden, wenn der Ausgang des Lagereglers über das Objekt position_control_v_max sinnvoll (z.B. 500 min-1) begrenzt wird.

Mit dem Objekt position_error_tolerance_window kann die Größe einer Lageabweichung definiert werden, bis zu der der Lageregler nicht eingreift (Totbereich). Dieses kann zur Stabilisierung eingesetzt wedern, wenn z.B. Spiel in der Anlage vorhanden ist.

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Index 60FBh Name position_control_parameter_set Objekt Code RECORD

Sub-Index 01h Description position_control_gain Access rw Units 256 = Gain 1 Value Range 20 – 5000 Default Value 102 Data Type Unsigned 16

Sub-Index 02h Description position_control_time Access rw Units milliseconds Value Range 0, 800 – 60000 Default Value 0 (deaktiviert) Data Type Unsigned 16

Sub-Index 04h Description position_control_v_max Access rw Units speed units Value Range 0..(232-1) Default Value 487 Data Type Unsigned 32

Sub-Index 05h Description position_error_tolerance_window Access rw Units position units Value Range 0..(232-1) Default Value 0 Data Type Unsigned 32

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6.6.2.4 Objekt 6062h: position_demand_value Über dieses Objekt kann der aktuelle Lage-Sollwert ausgelesen werden. Diese wird vom Fahrkurven-Generator in den Lageregler eingespeist.

Index 6062h Name position_demand_value Objekt Code VAR Data type Integer 32

Access ro Units position units Value Range (-231)..(231-1) Default Value -

6.6.2.5 Objekt 60FCh: position_demand_value* Über dieses Objekt kann der Lage-Sollwert ausgelesen werden. Es liegt in der internen Einheit Inkrement vor. Um den Lage-Sollwert in der benutzerdefinerten Einheit auslesen zu können, kann das Objekt position_demand_value (6062h) benutzt werden.

Index 60FCh Name position_demand_value* Objekt Code VAR Data type Integer 32

Access ro Units increments Value Range (-231)..(231-1) Default Value -

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6.6.2.6 Objekt 6064h: position_actual_value Über dieses Objekt kann die Ist-Lage ausgelesen werden. Diese wird dem Lageregler vom Winkelgeber aus zugeführt. Dieses Objekt wird in benutzerdefinierten Einheiten angegeben.

Index 6064h Name position_actual_value Objekt Code VAR Data type Integer 32

Access ro Units position units Value Range (-231)..(231-1) Default Value -

6.6.2.7 Objekt 6063h: position_actual_value* Über dieses Objekt kann die Ist-Lage ausgelesen werden. Diese wird dem Lageregler vom Winkelgeber aus zugeführt.

Dieses Objekt ist in Inkrementen normiert. Die Ist-Lage sollte über das Objekt 6064h position_actual_value in benutzerdefinierten Einheiten ausgelesen werden.

Index 6063h Name position_actual_value* Objekt Code VAR Data type Integer 32

Access ro Units increments Value Range (-231)..(231-1) Default Value -

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6.6.2.8 Objekt 6065h: following_error_window Das Objekt following_error_window (Schleppfehler-Fenster) definiert um den Lage-Sollwert (position_demand_value) einen symmetrischen Bereich. Wenn sich der Lage-Istwert (position_actual_value) außerhalb des Schleppfehler-Fensters (following_error_window) befindet, dann tritt ein Schleppfehler auf und das Bit 13 im Objekt statusword wird gesetzt.

Folgende Ursachen können einen Schleppfehler verursachen:

- ein Antrieb ist blockiert - die Positioniergeschwindigkeit ist zu groß - die Beschleunigungswerte sind zu groß - das Objekt following_error_window ist mit einem zu kleinen Wert besetzt - der Lageregler ist nicht richtig parametriert

Wenn der Wert des Schleppfehler-Fensters auf 232-1 gesetzt wird, dann ist dieses Schleppfehler-Fenster deaktiviert.

Index 6065h Name following_error_window Objekt Code VAR Data type Unsigned 32

Access rw Units increments Value Range 0..(232-1) Default Value 9102

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6.6.2.9 Objekt 6066h: following_error_time_out Wenn ein Schleppfehler -länger als in diesem Objekt definiert- auftritt, dann wird das zugehörige Bit 13 following_error im statusword gesetzt.

Index 6066h Name following_error_time_out Objekt Code VAR Data type Unsigned 16

Access rw Units milliseconds Value Range 0..20000 Default Value 0

6.6.2.10 Objekt 6067h: position_window Mit dem Objekt position_window wird um die Zielposition (target_position) herum ein symmetrischer Bereich definiert. Wenn der Lage-Istwert (position_actual_value) innerhalb dieses Bereiches liegt, wird die Zielposition (target_position) als erreicht angesehen.

Index 6067h Name position_window Objekt Code VAR Data type Unsigned 32

Access rw Units position units Value Range 0..(232-1) Default Value 1820

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6.6.2.11 Objekt 6068h: position_window_time Wenn sich die Ist-Position des Antriebes innerhalb des Positionierfensters (position_window) befindet und zwar solange, wie in diesem Objekt definiert, dann wird das zugehörige Bit 10 target_reached im statusword gesetzt.

Index 6068h Name position_window_time Objekt Code VAR Data type Unsigned 16

Access rw Units milliseconds Value Range 0..65535 Default Value 0

6.6.2.12 Objekt 60FAh: control_effort Die Ausgangsgröße des Lagereglers kann über dieses Objekt ausgelesen werden. Dieser Wert wird intern dem Drehzahlregler als Sollwert zugeführt.

Index 60FAh Name control_effort Objekt Code VAR Data type Integer 32

Access ro Units speed_units Value Range (-231)..(231-1) Default Value 0

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6.7 Geberanpassungen

6.7.1 Übersicht

Dieses Kapitel beschreibt die Konfiguration des Winkelgebereingangs X2 und des Inkrementaleingangs X10 bzw. des Ausgangs X11.

So kann beispielsweise bei Betrieb eines Inkrementalgebers an X2 der Regler an die Auflösung des Gebers angepaßt werden. Über den Inkrementalgeber-Eingang X10 kann wahlweise ein zusätzlicher Lagegeber (z.B. hinter dem Getriebe) angeschlossen werden oder ein zusätzlicher externer Lagesollwert aufgeschaltet werden, um zwei Antriebe synchron laufen zu lassen.

Vorsicht ! Falsche Winkelgeber-Einstellungen können den Antrieb unkontrolliert drehen lassen und eventuell Teile der Anlage zerstören.

Treten nach einer Parametrierung ihres Servoreglers “seltsame” Effekte, wie falsche Drehzahlanzeige etc. auf, überprüfen Sie alle Winkelgeber-Objekte auf korrekte Einstellungen. Wird kein externer Lagegeber verwendet, muß in allen Objekten der Defaultwert stehen.

6.7.2 Objekte

6.7.2.1 In diesem Kapitel behandelte Objekte

Index Objekt Name Typ Attr. 2020h VAR position_controller_resolution Unsigned 32 rw 2021 VAR position_encoder_selection Signed 16 rw 2022 VAR synchronisation_encoder_selection Signed 16 rw 2023 VAR synchronisation_filter_time Unsigned 32 rw 2024h RECORD encoder_x2_data_field rw 2025h RECORD encoder_x10_data_field rw 2028h VAR encoder_emulation_resolution Signed 32 rw

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6.7.2.2 Objekt 2020h: position_controller_resolution Das Objekt position_controller_resolution gibt an, mit wie vielen Inkrementen pro Winkel- oder Längeneinheit der Lageregler rechnet. Diese Auflösung sollte an den verwendeten Lage-Geber angepaßt sein. Als Lagegeber können die Anschlüsse X2, X10 oder eine Lage über den Technologiesteckplatz angewählt werden. Die eingestellte Auflösung sollte möglichst der tatsächlichen Geberauflösung entsprechen. Es können aber auch andere Werte verwendet werden, um die in der Anlage benötigten Maßeinheiten wie z.B. 1000000 Inkremente pro Meter oder 36000 Inkremente pro Umdrehung zu erhalten. Der Regler berechnet aus den eingestellten Werten Umrechnungsfaktoren. Bei extrem großen oder kleinen Verhältnissen kann es zu Überläufen kommen. Diese werden vor dem Einschalten der Endstufe bemerkt und führen zu einer Fehlermeldung.

Index 2020h Name position_controller_resolution Objekt Code VAR Data type Unsigned 32

Access rw Units increments Value Range 0..500000000 Default Value 65536

6.7.2.3 Objekt 2021h: position_encoder _selection Das Objekt position_encoder_selection gibt an, welcher der drei möglichen Lagegeber (Anschluß X2, X10 oder Technologiesteckplatz) für die Bestimmung des Lage-Istwertes verwendet werden soll.

Index 2021h Name position_encoder_selection Objekt Code VAR Data type Signed 16

Access rw Units - Value Range 0: X2, 1: X10, 2: Technology-Modul Default Value 0

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6.7.2.4 Objekt 2022h: synchronisation_encoder_selection Das Objekt synchronisation_encoder_selection gibt an, welcher der Lagegeber (Anschluß X10 oder Technologiesteckplatz) für die Vorgabe des Synchronisations-Lage-Sollwertes verwendet werden soll.

Index 2022h Name synchronisation_encoder_selection Objekt Code VAR Data type Signed 16

Access rw Units - Value Range -1: no Encoder

1: X10 2: Technology-Modul

Default Value -1

6.7.2.5 Objekt 2023h: synchronisation_filter_time Das Objekt synchronisation_filter_time gibt an, mit welcher Zeitkonstante die Synchronisationsdrehzahl geglättet werden soll. Dieses ist notwendig, um das bei der Differentiation der Synchronisationslage entstehende Rauschen zu minimieren. Das Objekt wird in µs beschrieben. Sinnvolle Werte sind 400-20000µs.

Index 2023h Name synchronisation_filter_time Objekt Code VAR Data type Unsigned 32

Access rw Units mikroseconds Value Range 0 – 10000000 Default Value 400

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6.7.2.6 Objekt 2024h: encoder _X2_data_field Im Datenfeld position_X2_data_field sind alle Parameter zusammengefaßt, die für den Betrieb des Winkelgebers am Stecker X2 notwendig sind.

Das Objekt encoder_X2_resolution gibt an, wie viele Inkremente vom Geber pro Umdrehung oder Längeneinheit erzeugt werden. Bei den meisten Winkelgebermodulen ist diese fest eingestellt. Bei Yaskawa-Motoren gibt es jedoch Varianten mit 13- und 15-Bit Auflösung. Andere Inkrementalgeber können abweichende Auflösungen von z.B. 4000 Inkrementen pro Umdrehung haben. Die tatsächlich verwendete Auflösung muß dann in diesem Objekt eingetragen werden.

Die Objekte encoder_X2_numerator und encoder_X2_divisor dienen der Umrechnung der Winkelgeberimpulse (Objekt encoder_X2_counter) in die Einheit des Lagereglers (Objekt position_controller_selection). Hier können eventuelle Getriebe (auch mit Vorzeichen) berücksichtigt werden. Die Zählimpulse des Winkelgebers werden durch Multiplikation mit dem Bruch

position controller resolutionencoder X resolution

encoder X numeratorencoder X divisor

_ __ _

_ __ _2

22

in den Lage-Istwert (Objekt encoder_x2_position) umgerechnet. Wenn der Motor 50 Umdrehungen benötigt, um am Abtrieb 10 Umdrehungen zu erzeugen, muß in das Objekt encoder_X2_numerator der Wert 10 und in das Objekt encoder_X2_divisor der Wert 100 eingeschrieben werden.

Einige Geber verfügen über keinen Nullimpuls. Die Auswertung des Nullimpules kann über das Objekt encoder_x2_control deaktiviert werden.

Über das Objekt encoder_x2_status kann festgestellt werden, ob bereits ein Nullimpuls aufgetreten ist. Bei Inkrementalgebern kann ist dieses eventuell erst nach einer Umdrehung der Fall. Bei Resolvern und Absolutwert-Gebern ist das Bit 0 in diesem Objekt immer gesetzt.

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Index 2024h Name encoder_X2_data_field Objekt Code RECORD Number of Elements 7

Sub-Index 01h Description encoder_X2_resolution Data type Unsigned 32 Access rw Units increments Value Range RDC12: 4096

RDC16: 65536 RDC16N: 65536 SinCos: 262144 SinCoder: 262144 Yaskawa: 4096, 8192 or 32768 Incremental encoder: 64 – 500000000

Default Value depends to the used encoder

Sub-Index 02h Description encoder_x2_numerator Data type Signed 16 Access rw Units - Value Range ± 32767 Default Value 1

Sub-Index 03h Description encoder_x2_divisor Data type Signed 16 Access rw Units - Value Range ± 32767 Default Value 1

Sub-Index 04h Description encoder_x2_counter Data type Unsigned 32 Access ro Units Increments Value Range 0 - (encoder_X2_resolution-1) Default Value -

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Sub-Index 05h Description encoder_x2_position Data type Signed 32 Access Rw Units Position units Value Range (-231)..(231-1) Default Value -

Sub-Index 06h Description encoder_x2_control Data type Signed 32 Access rw Units Value Range b0=1: ignore the northmarker

b1=1: sinus-commutation enabled Default Value 0

Sub-Index 07h Description encoder_x2_status Data type Signed 32 Access ro Units ???? Value Range 1: northmarker appeared Default Value 0

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6.7.2.7 Objekt 2025h: encoder _X10_data_field Im Datenfeld position_X10_data_field sind alle Parameter zusammengefaßt, die für den Betrieb des Winkelgebers am Stecker X10 notwendig sind.

Das Objekt encoder_X10_resolution gibt an, wie viele Inkremente vom Geber pro Umdrehung oder Längeneinheit erzeugt werden. Die tatsächlich verwendete Auflösung muß in diesem Objekt eingetragen werden.

Die Objekte encoder_X10_numerator und encoder_X10_divisor dienen der Umrechnung der Winkelgeberimpulse (Objekt encoder_X10_counter) in die Einheit des Lagereglers (Objekt position_controller_selection). Hier können eventulle Getriebe (auch mit Vorzeichen) berücksichtigt werden. Die Zählimpulse des Winkelgebers werden durch Multiplikation mit dem Bruch

position controller resolutionencoder X resolution

encoder X numeratorencoder X divisor

_ __ _

_ __ _10

1010

in den Lage-Istwert (Objekt encoder_X10_position) umgerechnet. Die Positionswert können von diesem Objekt auch neu beschrieben werden.

Einige Geber verfügen über keinen Nullimpuls. Die Auswertung des Nullimpules kann über das Objekt encoder_X10_control deaktiviert werden.

Über das Objekt encoder_X10_status kann festgestellt werden, ob bereits ein Nullimpuls aufgetreten ist. Dieses ist eventuell erst nach einer Umdrehung der Fall. Das Bit 0 in diesem Objekt kann auch zurückgesetzt werden.

Mit dem Objekt max_x2_x10_position_difference kann eine Überwachungsfunktion für die Objekte encoder_X2_position und encoder_X10_position eingeschaltet werden. Wird die Differenz zwischen diesen beiden Werten größer als in max_x2_x10_position_difference angegeben, wird die Endstufe sofort ausgeschlatet und der Fehler 17 angezeigt. Ausgeschaltet wird die Funktion durch das Einschreiben des Wertes 0 in das Objekt.

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Index 2025h Name encoder_X10_data_field Objekt Code RECORD Number of Elements 7

Sub-Index 01h Description encoder_X10_resolution Data type Unsigned 32 Access rw Units increments Value Range 4 – 500000000 Default Value

Sub-Index 02h Description encoder_X10_numerator Data type Signed 16 Access rw Units Value Range ± 32767 Default Value 1

Sub-Index 03h Description encoder_X10_divisor Data type Signed 16 Access rw Units Value Range ± 32767 Default Value 1

Sub-Index 04h Description encoder_X10_counter Data type Unsigned 32 Access ro Units Increments Value Range 0 - (encoder_X10_resolution-1) Default Value 0

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Sub-Index 05h Description encoder_X10_position Data type Signed 32 Access rw Units position units Value Range (-231)..(231-1) Default Value 0

Sub-Index 06h Description encoder_X10_control Data type Signed 32 Access rw Units Value Range 1: ignore the northmarker Default Value 0

Sub-Index 07h Description encoder_X10_status Data type Signed 32 Access rw Units Value Range 1: northmarker appeared Default Value 0

Sub-Index 08h Description Max_x2_x10_position_difference Data type Unsigned 32 Access rw Units Position units Value Range 0 - (231-1) Default Value 0 (off)

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6.7.2.8 Objekt 2028h: encoder_emulation_resolution Das Objekt encoder_emulation_resolution gibt an, welche Auflösung in Inkrementen der Inkrementalgeberausgang X11 aufweisen soll. Die Einstellmöglichkeiten hängen vom verwendeten Winkelgeber-Modul ab. Die eingegebene Auflösung in Inkrementen darf nicht größer sein als der in das Objekt encoder_X2_resolution eingeschriebene Wert. Größere Eingaben werden auf diesen Faktor begrenzt.

Index 2028h Name encoder_emulation_resolution Objekt Code VAR Data type Signed 32

Access RDC12, RDC16,

SinCos, SinCoder ro Other rw

Units Increments Value Range RDC12: 4096

RDC16: 4096 RDC16N: 4..65536 SinCos: 2048 SinCoder: 4096 Yaskawa: 0...4096 / 0...8192 / 0...32768 Incremental-Encoder: 0...encoder_X2_resolution Heidenhain: 4...65536

Default Value 4096

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6.8 Digitale Ein- und Ausgänge

6.8.1 Übersicht Alle digitalen Eingänge des Reglers können über den PROFIBUS gelesen und fast alle digitalen Ausgänge können beliebig gesetzt werden.

6.8.2 Objekte

6.8.2.1 Objekt 60FDh: digital_inputs Über das Objekt 60FDh können die digitalen Eingänge ausgelesen werden:

Index 60FDh Name digital_inputs Objekt Code VAR Data Type Unsigned 32

Access ro Units - Value Range 0..(232-1) Default Value -

Bit digitaler Eingang 0 negativer Endschalter 1 positiver Endschalter 2 Sample-Eingang 3 Endstufensperre (Reglerfreigabe oder Endstufenfreigabe fehlt)

16 – 23 Zusätzliche digitale Eingänge des CAN-Moduls (unter PROFIBUS nicht verfügbar)

24 – 27 Zielselektor (POS0-POS3, Din0..Din3) 28 Start-Eingang

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6.8.2.2 Objekt 60FEh: digital_outputs Über das Objekt 60FEh können die digitalen Ausgänge angesteuert werden. Hierzu ist im Objekt digital_outputs_mask anzugeben, welche der digitalen Ausgänge angesteuert werden sollen. Über das Objekt digital_outputs_data können die ausgewählten Ausgänge dann beliebig gesetzt werden.

Es ist zu beachten, daß bei der Ansteuerung der Bremse und der standardmäßig vorhandenen Ausgänge (Dout 1 - Dout 3) vom Absetzen des Kommandos bis zur tatsächlichen Reaktion der Ausgänge bis zu 15 Millisekunden Verzögerung auftreten können. Wann die Ausgänge tatsächlich gesetzt sind kann durch Zurücklesen des Objekts 60FEh festgestellt werden

Index 60FEh Name digital_outputs Objekt Code ARRAY Number of Elements 2 Data Type Unsigned 32

Sub-Index 01h Description digital_outputs_data Access rw Units - Value Range 0..(232-1) Default Value 0

Sub-Index 02h Description digital_outputs_mask Access rw Units - Value Range 0..(232-1) Default Value 16711680; 00FF0000h

Bit digitaler Ausgang

0 Bremse

16 - 23 zusätzliche digitale Ausgänge vom CAN-Modul (unter PROFIBUS nicht verfügbar)

25 - 27 Standardausgänge des Reglers (Dout1 - Dout3)

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6.9 Endschalter und Referenzschalter

6.9.1 Übersicht

Für die Definition der Referenzposition des Antriebreglers können wahlweise Endschalter (limit switch) oder Referenzschalter (homing switch) verwendet werden. Nähere Informa-tionen zu den möglichen Referenzfahrt-Methoden finden sie im Kapitel 4.4.

6.9.2 Objekte

6.9.2.1 Objekt 6510h_11h: limit_switch_polarity Die Polarität der Endschalter kann durch das Objekt 6510h_11h (limit_switch_polarity) programmiert werden. Für öffnende Endschalter ist in dieses Objekt eine Null, bei der Verwendung von schließenden Kontakten ist eine Eins einzutragen.

Index 6510h Subindex 11h Name limit_switch_polarity Objekt Code VAR Data Type Unsigned 16

Access rw Units - Value Range 0, 1 Default Value 1

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6.9.2.2 Objekt 6510h_14h: homing_switch_polarity Die Polarität des Referenzschalters kann durch das Objekt 6510h_14h (homing_switch_polarity) programmiert werden. Für einen öffnenden Referenzschalter ist in dieses Objekt eine Null, bei der Verwendung von schließenden Kontakten ist eine Eins einzutragen.

Index 6510h Subindex 14h Name homing_switch_polarity Objekt Code VAR Data Type Unsigned 16

Access rw Units - Value Range 0, 1 Default Value 1

6.9.2.3 Objekt 6510h_13h: homing_switch_selector Das Objekt 6510h_13h (homing_switch_selector) legt fest, ob der START- oder der SAMPLE-Eingang für den Referenzschalter verwendet werden soll.

Index 6510h Subindex 13h Name homing_switch_selector Objekt Code VAR Data Type Unsigned 16

Access rw Units - Value Range 0: SAMPLE-Eingang (DIN9)

1: START-Eingang (DIN8) Default Value 0

Die Geräte der Reglerfamilie IMD-310/xxF verfügen über eine geringere Anzahl an digitalen Eingängen. Zur Verwendung der Methoden zur Referenzfahrt auf den Referenzschalter muß daher der homing_switch_selector auf 1 (START-Eingang DIN3) gesetzt werden.

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6.9.2.4 Objekt 6510h_15h: limit_switch_deceleration Das Objekt limit_switch_deceleration legt die Beschleunigung fest, mit der gebremst wird, wenn während des normalen Betriebs der Endschalter erreicht wird (Endschalter-Nothalt-Rampe).

Index 6510h Subindex 15h Name limit_switch_deceleration Objekt Code VAR Data Type Unsigned 32

Access rw Units acceleration units Value Range 0..(232-1) Default Value 001E0000h

Diagnosemeldungen über PROFIBUS-DP Seite 129

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7 Diagnosemeldungen über PROFIBUS-DP

7.1 Übersicht Die Antriebsregler ARS und IMD-F setzen im Fehlerfall ein hochpriores Diagnosetelegramm an den Master ab. Neben den busspezifischen Standardfehlermeldungen werden auch geätebezogene Diagnosedaten (10 Byte) an den Master gesendet, die über die übergeordnete Steuerung ausgewertet werden können. Zur Übermittlung der Diagnosedaten wird der Nutzdatenverkehr unterbrochen, das Diagnosetelegramm gesendet und nachdem dieses abgesetzt ist, wieder der Nutzdatenverkehr aufgenommen.

Die gerätebezogenen Diagnosedaten teilen sich in zwei Fehlergruppen auf:

1. Standardfehlermeldungen (Byte 1, 2, 3, 4, 5 )

2. Fehlermeldungen Objektzugriff (Byte 6, 7, 8, 9, 10)

Jeder Bitposition innerhalb der 10 Anwenderdiagnosedatenbytes ist eine definierte Fehlermeldung zugeordnet. In der GSD-Datei sind alle Fehlermeldungen als Klartext aufgeführt und mit einer festen Bitposition im Diagnosetelegramm verknüpft. Über einen Master der Klasse 2 können somit alle Fehlermeldungen als Klartext angezeigt werden.

7.1.1 Standardfehlermeldungen Alle Standardfehlermeldungen der Regler werden über die Sieben-Segmentanzeige der Regler dargestellt und mit dem Diagnosetelegramm an den Master gesendet. Diese Fehlermeldungen veranlassen den Regler in den Zustand Fault zu wechseln, so daß gewährleistet ist, daß bei kritischen Fehlerzuständen der Regler gestoppt wird und keine Folgeschäden an der Anlage entstehen können. Nach der Lokalisierung und Behebung des Fehlers muß dieser quittiert werden.

Die Fehlerquittierung erfolgt über das Controlword mittels der Funktionsbausteine, der Reset-Taste des Reglers oder durch eine posetive Flanke der Reglerfreigabe.

7.1.2 Objektzugriffsfehler Alle Objektzugriffsfehler werden als Diagnosemeldung an den Master gesendet. Diese Fehlermeldungen werden nicht durch die Sieben-Segmentanzeige der Regler zur Anzeige gebracht. Die Antriebsregler wechseln nicht in den Zustand Fault. Quittiert werden diese Fehlermeldungen automatisch, wenn der Fehlerhafte Objektzugriff behoben worden ist.

Seite 130 Diagnosemeldungen über PROFIBUS-DP

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7.2 Diagnosemeldungen

Byte Nr. Wertigkeit Bitposition Beschreibung1 01 00 Stäcküberlauf 02 01 U Zwischenkreis zu gering 04 02 Motortemperatur zu groß 08 03 Leistungsteiltemp. zu groß 10 04 Unterspannung Controller 20 05 Überstrom o. Kurzschluß Endstufe 40 06 Überspannung Zwischenkreis 80 07 Winkelgeber

2 01 08 Wegüberlauf Lageregelung 02 09 Istdrehzahl > Solldrehzahl, Durchdrehschutz 04 10 Referenzfahrtfehler 08 11 BUS-Sammelfehler 10 12 unbekannter Fehler 13 20 13 Fehler MOTID 40 14 Division durch null 80 15 Interner Softwarefehler

3 01 16 unbekannter Fehler 17 02 17 Fehler Positioniervorberechnungen 04 18 unbekannter Fehler 19 08 19 Inkrementalgebereingang 10 20 Strommessung 20 21 unbekannter Fehler 22 40 22 reserviert für CAN 80 23 reserviert für CAN

4 01 24 unbekannter Gerätetyp 02 25 FLASH-Fehler Parametersatz fehlt 04 26 FLASH-Fehler Checksumme falsch 08 27 FLASH-Fehler Schreibfehler 10 28 unbekannter Fehler 29 20 29 Fehler Umrechnungsfaktoren 40 30 Fehler IIT 80 31 unbekannter Fehler 32

5 01 32 unbekannter Fehler 33 02 33 unbekannter Fehler 34 04 34 unbekannter Fehler 35 08 35 unbekannter Fehler 36 10 36 unbekannter Fehler 37 20 37 unbekannter Fehler 38 40 38 unbekannter Fehler 39 80 39 unbekannter Fehler 40

6 01 40 Fehler im 1 Objekt 02 41 Fehler im 2 Objekt 04 42 Fehler im 3 Objekt 08 43 Fehler im 4 Objekt 10 44 unbekannter Fehler 45 20 45 unbekannter Fehler 46 40 46 unbekannter Fehler 47 80 47 unbekannter Fehler 48

Diagnosemeldungen über PROFIBUS-DP Seite 131

Version 1.2 Produkthandbuch PROFIBUS-DP

7 01 48 Objektzugriff nur wr 02 49 Objektzugriff nur rd 04 50 Objekt existiert nicht 08 51 Hardwarefehler 10 52 Datenlänge ungleich Nachrichtenlänge 20 53 Datenlänge > Nachrichtenlänge 40 54 Datenlänge < Nachrichtenlänge 80 55 Subindex existiert nicht

8 01 56 Datenbereich >Wertebereich 02 57 Daten zu groß für Objekt 04 58 Daten zu klein für Objekt 08 59 SAVE / LOAD fehlerhaft 10 60 falschen Betriebsart für diese Operation 20 61 Nennstrom vor Maxstrom beschreiben 40 62 interne Größe übergelaufen 80 63 unbekannter Fehler 64

9 01 64 unbekannter Fehler 65 02 65 unbekannter Fehler 66 04 66 unbekannter Fehler 67 08 67 unbekannter Fehler 68 10 68 unbekannter Fehler 69 20 69 unbekannter Fehler 70 40 70 unbekannter Fehler 71 80 71 unbekannter Fehler 72

10 01 72 ungültiger Telegrammtyp 02 73 unbekannter Fehler 74 04 74 unbekannter Fehler 75 08 75 unbekannter Fehler 76 10 76 unbekannter Fehler 77 20 77 Sammelfehler Schreib/Lesezugriff 40 78 Falsche Zugriffsart für strgvar

80 79 unbekannter Objektzugriffscode

Information Fehler 12, Bussammelfehler kann folgende Ursachen haben:

- Hardwarefehler des PROFIBUS-Moduls (Modul ist nicht ordnungsgemäß im Technologiesteckplatz plaziert)

- Ausfall des Masters nach bereits aufgebauter PROFIBUS-Kommunikation zwischen Master und Slave

- Unterbrechung des Buskabels zum Slave nach bereits aufgebauter Kommunikation zwischen Master und Slave

- Initialisierungsfehler des PROFIBUS-Moduls

Seite 132 Funktion- und Datenbausteine für die Antriebsregler ARS und IMD-F

PROFIBUS-DP Produkthandbuch Version 1.2

8 Funktion- und Datenbausteine für die Antriebsregler ARS und IMD-F

8.1 Einleitung Für die Antriebsregler ARS und IMD-F wurden speziell für die Siemens SPS-Systeme (SIMATIC-S7-Steuerungen) Funktionsbausteine geschrieben, die eine Einbindung der Regler in ein SPS-Programm mit PROFIBUS-Funktionalität erheblich erleichtern. Für jede Betriebsart der Regler steht ein spezieller Funktions- und Datenbaustein (FB, DB) dem Anwender zur Verfügung. Zum besseren Verständnis der Handhabung der Funktionsbausteine sind entsprechende Beispielprogramme geschrieben worden, die das vorliegende Handbuch ergänzen.

Dieses Kapitel soll dem Anwender einen schnellen Einstieg in die Funktion der Ein- und Ausgänge sowie der Handhabung der FB’s und DB’s innerhalb der S7-Welt ermöglichen. Dieses Kapitel ersetzt nicht die vorhergehenden Kapitel des PROFIBUS-DP Produkthandbuch.

Die zur Verfügung stehenden Beispielprogramme sind nur als solche zu verstehen und geben die grundsätzliche Vorgehensweise zur Handhabung der Funktions- und Datenbausteine wieder. Bei der Verwendung der Beispielprogramme in kundenspezifischen Applikationen muß der Anwender prüfen, ob alle funktions- und sicherheitsrelevanten Bedingungen erfüllt sind.

Information

Die für die Antriebsregler ARS und IMD-F entwickelten Funktions- und Datenbausteine stehen im Internet unter www.metronix.de zum freien Download zur Verfügung. Ebenfalls sind hier Beispielprogramme verfügbar.

Funktion- und Datenbausteine für die Antriebsregler ARS und IMD-F Seite 133

Version 1.2 Produkthandbuch PROFIBUS-DP

8.2 Übersicht FBs

Die Funktionsbausteine (FBs) sind für die Steuerung der im Regler implementierten Statemachine zuständig. Zur Steuerung der Statemachine wertet ein FB das Statusword im DB20 actual_value, Byte 30/31 aus und beschreibt zur Steuerung der einzelnen states (siehe Handbuch device control) das controlword, das in jedem betriebsartengebundenen Telegrammformat in den Bytes 30/31 steht. Desweiteren wird die Zuordnung der globalen Datenbausteine, in denen die für die gewählte Betriebsart relevanten Daten (Objekte) hinterlegt sind, eindeutig bestimmt und zugeordnet.

Die Masteranschaltung stellt der SPS in definierten E/A-Bereichen die Ein- und Ausgangs-daten der Antriebsregler zur Verfügung. Diese Daten werden über den SFC14 aus dem Slave gelesen und mit dem SFC15 zum Slave geschrieben. Die SFC’s 14 und 15 sind Systemfunktionen, die zum konsistenten Lesen und Schreiben der 32 Byte Telegrammlänge verwendet werden müssen. Über die entsprechenden SFC’s werden die Daten in die für die Betriebsart definierten Datenbausteine abgelegt. Die SFC’s sind in den Funktionsbausteinen nicht integriert und müssen als S7-Programmelement geladen werden.

Die DB‘s dienen praktisch als E/A-Module, die zur Bearbeitung der Statemachine des Reglers und zur Übertragung der Daten verwendet werden, die an den Regler gesendet werden sollen.

Information Die Reihenfolge der Daten innerhalb der Datenbausteine ist identisch mit der, die im Telegrammformat festgelegt wurde, ausgehend vom Byte 0 (siehe nachfolgendes Beispiel).

Seite 134 Funktion- und Datenbausteine für die Antriebsregler ARS und IMD-F

PROFIBUS-DP Produkthandbuch Version 1.2

Beispiel:

Daten Objekt Index

SubindexBetriebsart

Objektzugriff

Objektauswahl derObjekte. 1 bis 6

00 kein Zugriff01 Read-Zugriff02 Write-Zugriff

Daten Objekt 607Atarget_position

Daten Objekt 6082end_velocity

Daten Objekt 6081profile_velocity

Daten Objekt 6083profile_acceleration

Daten Objekt 6084profile_deceleration

Daten Objekt 6040controlword

Telegrammheader

0

22 23 24 25 26 27 28 29 30 31

1 2 3 4 5 6 7 8 9

10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21

Funktion- und Datenbausteine für die Antriebsregler ARS und IMD-F Seite 135

Version 1.2 Produkthandbuch PROFIBUS-DP

8.3 FB’s der Antriebsregler ARS und IMD-F

In diesem Kapitel werden die an die einzelnen Funktionsbausteine zu übergebenen Parameter und zu beschaltenden Ein- und Ausgänge dargestellt. Alle Parameter sind als hexadezimale Zahlen anzugeben, ausgenommen der Parameter Anz_Objekte.

8.3.1 FB_homing_mode (FB 27 Referenzfahrt)

• Parameter:

- DB_nr_actual_value:

Nummer des Datenbausteins, in dem die Istwertdaten hinterlegt sind. (WORD).

- DB_nr_homing_mode:

Nummer des Datenbausteins, in dem die Daten für die Referenzfahrt hinterlegt sind. (WORD).

- homing_method:

Die Art der Referenzfahrt wird hier festgelegt, siehe Dokumentation Handbücher PROFIBUS-DP oder CANopen.

Seite 136 Funktion- und Datenbausteine für die Antriebsregler ARS und IMD-F

PROFIBUS-DP Produkthandbuch Version 1.2

• Eingänge:

- EN_Regler_homing:

Aktiviert den Referenzfahrtbetrieb

- start_homing:

Startet die Referenzfahrt, Motor setzt sich in Bewegung

- hold:

Ist dieser Eingang gesetzt, wird die laufende Referenzfahrt sofort abgebrochen und der Referenzfahrtfehler gesetzt. Das Rücksetzen des Eingangs hat keine Auswirkung.

- disable_voltage:

Die Endstufe des Reglers wird abgeschaltet und der Motor trudelt aus.

- fault_reset:

Über diesen Eingang werden anstehende Fehlermeldungen quittiert.

• Ausgänge:

- EN_Regler_homing_ok:

Die Betriebsart Referenzfahrt konnte ohne Fehler eingestellt werden und ist aktiv.

- homing_attained:

Die Referenzfahrt wurde erfolgreich beendet.

- homing_error

Fehler während der Referenzfahrt

Bitte beachten Sie bei der Verwendung der Funktionsbausteine die dargestellte Signalreihenfolge.

Funktion- und Datenbausteine für die Antriebsregler ARS und IMD-F Seite 137

Version 1.2 Produkthandbuch PROFIBUS-DP

8.3.2 FB_position (FB 21 Positionierbetrieb)

• Parameter:

- DB_nr_actual_value:

Nummer des Datenbausteins, in dem die Istwertdaten hinterlegt sind. (WORD).

- DB_nr_position:

Nummer des Datenbausteins, in dem die Daten für die Positionierung hinterlegt sind. (WORD).

• Eingänge:

- EN_Regler_position:

Aktivierung des Positionierbetriebs

- absolut_0_relativ_1:

Ist dieser Eingang gesetzt, bezieht der Regler die Zielposition des aktuellen Fahrauftrages auf die Sollposition des Lagereglers.

EN_Regler_homing

EN_Regler_homing_ok

start_homing

EN

EN0

Seite 138 Funktion- und Datenbausteine für die Antriebsregler ARS und IMD-F

PROFIBUS-DP Produkthandbuch Version 1.2

- new_set_point:

Eine steigende Flanke signalisiert, daß ein neuer Fahrauftrag übernommen werden soll.

Funktion- und Datenbausteine für die Antriebsregler ARS und IMD-F Seite 139

Version 1.2 Produkthandbuch PROFIBUS-DP

- change_set_immediately:

Ist dieser Eingang gesetzt und der Eingang new_set_point wird nach dem Start einer Positionierung erneut gesetzt, so wird die laufende Positionierung sofort abgebrochen und durch den neuen Fahrauftrag ersetzt.

- hold:

Ist dieser Eingang gesetzt, wird die laufende Positionierung abgebrochen. Gebremst wird hierbei mit der profile_deceleration. Nach der Beendigung des Vorgangs wird der Ausgang target_reached gesetzt. Das Rücksetzen des Eingangs hat keine Auswirkung.

- disable_voltage:

Die Endstufe des Reglers wird abgeschaltet und der Motor trudelt aus.

- fault_reset:

Über diesen Eingang werden anstehende Fehlermeldungen quittiert.

• Ausgänge:

- EN_Regler_position_ok:

Die Betriebsart Positionieren konnte ohne Fehler eingestellt werden und ist aktiv.

- pos_running:

Dieser Ausgang ist während einer laufenden Positionierung gesetzt

- set_point_acknowledge:

Dieser Ausgang quittiert den Start einer Positionierung durch den Eingang new_setpoint. Er wird vom Slave zurückgenommen, wenn der Eingang new_setpoint erlischt.

Bitte beachten Sie bei der Verwendung der Funktionsbausteine die dargestellte Signalreihenfolge.

EN_Regler_pos

EN

EN_Regler_pos_ok

EN0

new_set_point

Seite 140 Funktion- und Datenbausteine für die Antriebsregler ARS und IMD-F

PROFIBUS-DP Produkthandbuch Version 1.2

8.3.3 FB_velocity (FB 23 Drehzahlgeregelter Betrieb)

Parameter:

- DB_nr_actual_value:

Nummer des Datenbausteins, in dem die Istwertdaten hinterlegt sind. (WORD).

- DB_nr_velocity:

Nummer des Datenbausteins, in dem die Daten für die Betriebsart Drehzahlregelung hinterlegt sind. (WORD).

• Eingänge:

- EN_Regler_velocity:

Aktivierung und Start der Betriebsart Drehzahlregelung.

- hold:

Bei gesetztem Eingang wird die Drehzahl auf 0 abgesenkt. Gebremst wird hierbei mit profile_deceleration. Das Rücksetzen des Eingangs bewirkt, daß der Motor wieder beschleunigt.

- disable_voltage:

Die Endstufe des Reglers wird abgeschaltet und der Motor trudelt aus.

- fault_reset:

Über diesen Eingang werden anstehende Fehlermeldungen quittiert.

Funktion- und Datenbausteine für die Antriebsregler ARS und IMD-F Seite 141

Version 1.2 Produkthandbuch PROFIBUS-DP

• Ausgänge:

- EN_Regler_velocity_ok:

Die Betriebsart Drehzahlregelung konnte ohne Fehler eingestellt werden und ist aktiv.

- target_reached_velocity:

Dieser Ausgang wird gesetzt, wenn der Drehzahlistwert im angegebenen Toleranzfenster liegt.

8.3.4 FB_torque (FB 25 Betriebsart Drehmomentregelung)

• Parameter:

- DB_nr_actual_value:

Nummer des Datenbausteins, in dem die Istwertdaten hinterlegt sind. (WORD).

- DB_nr_torque:

Nummer des Datenbausteins, in dem die Daten für die Betriebsart Drehmomentregelung hinterlegt sind. (WORD).

• Eingänge:

- EN_Regler_torque:

Aktivierung der Betriebsart und Start der Drehmomentregelung.

- hold:

Bei gesetztem Eingang wird das Drehmoment auf 0 abgesenkt. Gebremst wird hierbei mit torque_slope. Das Rücksetzen des Eingangs bewirkt, daß das Drehmoment wieder aufgebaut wird.

Seite 142 Funktion- und Datenbausteine für die Antriebsregler ARS und IMD-F

PROFIBUS-DP Produkthandbuch Version 1.2

- disable_voltage:

Die Endstufe des Reglers wird abgeschaltet und der Motor trudelt aus.

- fault_reset:

Über diesen Eingang werden anstehende Fehlermeldungen quittiert.

• Ausgänge:

- EN_Regler_torque_ok:

Die Betriebsart Drehmomentregelung konnte ohne Fehler eingestellt werden und ist aktiv.

Funktion- und Datenbausteine für die Antriebsregler ARS und IMD-F Seite 143

Version 1.2 Produkthandbuch PROFIBUS-DP

8.3.5 FB_homing_position (FB 34 Referenzfahrt und Positionieren)

In diesem Funktionsbaustein ist die häufig benötigte Kombination aus Referenzfahrt und Positionieren zusammengefaßt.

Seite 144 Funktion- und Datenbausteine für die Antriebsregler ARS und IMD-F

PROFIBUS-DP Produkthandbuch Version 1.2

• Parameter:

- DB_nr_actual_value:

Nummer des Datenbausteins, in dem die Istwertdaten hinterlegt sind. (WORD).

- DB_nr_homing_mode:

Nummer des Datenbausteins, in dem die Daten für die Referenzfahrt hinterlegt sind. (WORD).

- DB_nr_position:

Nummer des Datenbausteins, in dem die Daten für die Positionierung hinterlegt sind. (WORD).

- homing_method:

Die Art der Referenzfahrt wird hier festgelegt, siehe Dokumentation Handbücher PROFIBUS-DP oder CANopen.

• Eingänge:

- EN_Regler_hom_pos:

Der Regler wird in den Zustand „betriebsbereit“ (operation_enable) gebracht. Über die Eingänge homing_mode und position_mode wird anschließend die gewünschte Betriebsart eingestellt.

- absolut_0_relativ_1:

Ist dieser Eingang gesetzt, bezieht sich die Zielposition des aktuellen Fahrauf-trages auf die Sollposition des Lagereglers.

- homing_mode:

Ist dieser Eingang gesetzt, wechselt der Regler in die Betriebsart Referenzfahrt. Das Rücksetzen des Eingangs hat keine Auswirkung. Die eingestellte Betriebsart bleibt erhalten und wird nur zurückgesetzt, wenn der Eingang position_mode aktiviert wird. Welche Betriebsart aktiviert ist, kann durch die Ausgänge homing_mode_active und position_mode_active ausgewertet werden.

Die Eingänge homing_mode und position_mode sind gegeneinander verriegelt und können nicht gleichzeitig gesetzt werden.

- position_mode:

Ist dieser Eingang gesetzt, wechselt der Regler in die Betriebsart Positionieren. Das Rücksetzen des Eingangs hat keine Auswirkung. Die eingestellte Betriebsart bleibt erhalten und wird nur zurückgesetzt, wenn der Eingang homing_mode aktiviert wird. Welche Betriebsart aktiviert ist, kann durch die Ausgänge homing_mode_active und position_mode_active ausgewertet werden.

Die Eingänge homing_mode und position_mode sind gegeneinander verriegelt und können nicht gleichzeitig gesetzt werden.

Funktion- und Datenbausteine für die Antriebsregler ARS und IMD-F Seite 145

Version 1.2 Produkthandbuch PROFIBUS-DP

- start_homing:

Startet die Referenzfahrt, Motor setzt sich in Bewegung

- new_set_point:

Eine steigende Flanke signalisiert, daß ein neuer Fahrauftrag übernommen werden soll.

- change_set_immediately:

Ist dieser Eingang gesetzt und der Eingang new_set_point wird nach dem Start einer Positionierung erneut gesetzt, so wird die laufende Positionierung sofort abgebrochen und durch den neuen Fahrauftrag ersetzt.

- hold:

Ist dieser Eingang gesetzt, wird die laufende Referenzfahrt bzw. Positionierung abgebrochen. Gebremst wird hierbei mit der profile_deceleration. Nach der Beendigung des Vorgangs wird der Ausgang target_reached gesetzt. Das Rücksetzen des Eingangs hat keine Auswirkung. In der Betriebsart Referenzfahrt wird bei Setzen dieses Eingangs ein Fehler erzeugt.

- disable_voltage:

Die Endstufe des Reglers wird abgeschaltet und der Motor trudelt aus.

- fault_reset:

Über diesen Eingang werden anstehende Fehlermeldungen quittiert.

• Ausgänge:

- EN_Regler_homing_pos_ok:

Der Zustand „betriebsbereit“ (operation_enable) und die Betriebsart Referenzfahrt bzw. Positionieren konnte ohne Fehler eingestellt werden und ist aktiv.

- homing_mode_active:

Die Betriebsart Referenzfahrt ist aktiv.

- position_mode_active:

Die Betriebsart Positionieren ist aktiv.

- homing_attained:

Die Referenzfahrt wurde erfolgreich beendet.

- homing_error

Fehler während der Referenzfahrt

Seite 146 Funktion- und Datenbausteine für die Antriebsregler ARS und IMD-F

PROFIBUS-DP Produkthandbuch Version 1.2

- set_point_acknowledge:

Dieser Ausgang quittiert den Start einer Positionierung durch dem Eingang new_setpoint. Er wird vom Slave zurückgenommen, wenn der Eingang new_setpoint erlischt.

- pos_running:

Dieser Ausgang ist während einer laufenden Positionierung gesetzt

8.3.6 FB_Parameter (FB 32 Parametrieren des Reglers über PROFIBUS)

Der Funktionsbaustein zur Parametrierung der Regler über den PROFIBUS verwendet das Freie- und das Freie-Istwert-Telegrammformat. Alle Parameter, die an den Regler übertragen werden sollen, werden in dem Datenbaustein DB_Parameter hinterlegt. Hierbei ist unbedingt die vorgegebene Anordnung der Daten innerhalb des DB’s einzuhalten, da eine ordnungsgemäße Parametrierung des Reglers sonst nicht gewährleistet ist. Der Funktionsbaustein kopiert immer vier Objekte in den DB für das Freie Telegrammformat. Der Inhalt wird über den SFC 15 an den Regler gesendet. Die übertragenen Daten werden über das F_Istwert-Telegramm an den FB_Parameter zurückgesendet. Daraufhin werden die nächsten vier Objekte aus dem DB_Parameter in den DB_F_Telegramm kopiert. Dieser Vorgang verläuft zyklisch, bis alle Parameter an den Regler übertragen sind. Es ist darauf zu achten, daß für alle Objekte die Zugriffsart (obj_access) im DB_Parameter (DB33) angegeben werden muß (siehe Handbuch PROFIBUS-DP Kapitel Freies-Telegrammformat).

Für den Schreibzugriff (Parameter sollen an den Regler geschrieben werden) ergeben sich für die ersten 4 Objekte folgende Einstellung:

1 Objekt schreiben: obj_access = 02hex

2. Objekt schreiben: obj_access = 08hex

3. Objekt schreiben: obj_access = 20hex

4. Objekt schreiben: obj_access = 80hex

Sollen alle vier Objekte geschrieben werden:

obj_access Schreiben der Objekte 1 bis 4: obj_access = AAhex

Entsprechend ist mit den folgenden Objekten innerhalb des DB_Parameter zu verfahren.

Funktion- und Datenbausteine für die Antriebsregler ARS und IMD-F Seite 147

Version 1.2 Produkthandbuch PROFIBUS-DP

Information Im Datenbaustein DB_Parameter (DB 33) ist unbedingt die Zugriffsart einzusetzen. Ist diese 00, dann wird kein zugehöriges Objekt (Parameter) geschrieben!

Der Datenbaustein DB_Parameter (DB33) kann auch eine große Anzahl Daten (Parameter) enthalten. Über den Parameter Anzahl = N >= 0 wird nur die Anzahl N Parameter zu Beginn des Datenbausteins übertragen. Die restlichen nachfolgenden Parameter werden nicht mehr übertragen.

• Parameter:

- DB_nr_Parameter:

Nummer des Datenbausteins, in dem alle an den Regler zu übergebenden Parameterdaten hinterlegt sind (WORD).

- DB_nr_F_Telegramm:

Nummer des Datenbausteins, in dem die Parameterdaten aus dem DB_Parameter abgelegt werden, auf die das F_Telegramm zugreift. (WORD).

- DB_nr_F_Istwerte:

Nummer des Datenbausteins des F_Istwert-Telegrammes (WORD).

- Anz_Objekte:

Hier muß die Anzahl der zu übertragenden Objekte (Parameter) angegeben werden. (INT >= 0 )

Seite 148 Funktion- und Datenbausteine für die Antriebsregler ARS und IMD-F

PROFIBUS-DP Produkthandbuch Version 1.2

• Eingänge:

- start_para:

Die Parametrierung des Reglers über den Bus ist aktiviert und alle im Datenbaustein hinterlegten Parameterdaten werden übertragen. Dieser Eingang darf erst nach der Beendigung der Parametrierung zurückgesetzt werden, da diese sonst abgebrochen wird und der vollständige Parametersatz nicht übertragen wird.

• Ausgänge:

- para_finished:

Ist dieser Ausgang gesetzt, wurde die Parametrierung des Reglers erfolgreich abgeschlossen. Parameter, deren Zugriffsart nicht zu „Schreiben“ gewählt wurde, wurden nicht geschrieben, auch wenn Daten in den Datenbereichen der zu übertragenen Objekte hinterlegt worden sind. Alle über die Parameter-Anzahl hinausgehenden Parameter wurden nicht geschrieben.

Als Beispiel ist die Anzahl der Objekte am Funktionsbaustein mit Anz_Objekte=8 angegeben. Im Datenbaustein DB_Parameter (DB33) sind 12 Objekte eingetragen, die übertragen werden sollen. Da die Anzahl der zu übertragenen Objekte = 8 ist (Parameter Anz_Objekte=8), werden nur die ersten 8 Objekte aus dem DB33 an den Regler übertragen.

- para_active:

Die Parameterdaten werden an den Regler übertragen. - para_error:

Ist dieser Ausgang gesetzt ist während der Parametrierung ein Fehler aufgetreten.

Funktion- und Datenbausteine für die Antriebsregler ARS und IMD-F Seite 149

Version 1.2 Produkthandbuch PROFIBUS-DP

8.3.7 Aufbau des Datenbausteins DB_Para

......................usw.

Seite 150 Funktion- und Datenbausteine für die Antriebsregler ARS und IMD-F

PROFIBUS-DP Produkthandbuch Version 1.2

8.4 Einbindung der FB’s und DB’s Wie in der Übersicht beschrieben, stehen die für die Antriebsregler entwickelten Funktions- und Datenbausteine zum freien Download zur Verfügung.

Information Download der Funktions- und Datenbausteine unter www.metronix.de

Die Bausteine sind unter dem Projektnamen FBDBKxpx.zip archiviert. xpx steht hierbei für die aktuelle Versionsnummer. Zum Einbinden der Bausteine in ein bereits vorhandenes Projekt, ist das archivierte Projekt unter STEP7 zu dearchivieren. Aus dem dearchivierten Projekt können dann die hinterlegten FB’s und DB’s in andere Projekte kopiert werden.

Für die Kommunikation (Datenaustausch zwischen der S7 und dem PROFIBUS-Master müssen die Systemfunktionen SFC14 und SFC15 zum konsistenten Lesen (SFC14) und Schreiben (SFC15) von Daten verwendet werden. Die Bausteine sind mit den folgenden Parametern zu beschalten:

Lesen von Daten SFC14: Datenbaustein-Nummer, in dem die Daten vom Slave abgelegt werden sollen

Eingangsdatenbereich 256dez = 100hex

Anfangsadresse innerhalb des DB (0.0) und Anzahl der empfangenen Bytes (32 Byte)

Parameter Deklaration Datentyp Speicherbereich Beschreibung

LADDR

INPUT WORD E, A, M, D, L, Konst. Projektierte Anfangsadresse aus dem E-Bereich der Baugruppe, aus der gelesen werden soll.

RET_VAL OUTPUT INT E, A, M, D, L Tritt während der Bearbeitung der Funktion ein Fehler auf, enthält der Rückgabewert einen Fehlercode.

RECORD OUTPUT ANY E, A, M, D, L Zielbereich für die gelesenen Nutzdaten. Er muß genauso lang sein, wie für die selektierte Baugruppe mit STEP 7 projektiert wurde. Es ist nur der Datentyp BYTE zulässig.

Funktion- und Datenbausteine für die Antriebsregler ARS und IMD-F Seite 151

Version 1.2 Produkthandbuch PROFIBUS-DP

Schreiben von Daten SFC15:

Ausgangsdatenbereich 256dez = 100hex

Anfangsadresse innerhalb des DB (0.0) und Anzahl der zu übertragenen Bytes (32 Byte)

Datenbaustein-Nummer, aus dem Daten an den Slave gesendet werden sollen

Parameter Deklaration Datentyp Speicherbereich Beschreibung

LADDR

INPUT WORD E, A, M, D, L, Konst. Projektierte Anfangsadresse aus dem A-Bereich der Baugruppe, auf die geschrieben werden soll.

RECORD INPUT ANY E, A, M, D, L Quellbereich für die zu schreibenden Nutzdaten. Er muß genauso lang sein, wie für die selektierte Baugruppe mit STEP 7 projektiert wurde. Es ist nur der Datentyp BYTE zulässig.

RET_VAL OUTPUT INT E, A, M, D, L Tritt während der Bearbeitung der Funktion ein Fehler auf, enthält der Rückgabewert einen Fehlercode.

Seite 152 Funktion- und Datenbausteine für die Antriebsregler ARS und IMD-F

PROFIBUS-DP Produkthandbuch Version 1.2

8.4.1 Übersicht der Funktions- und Datenbausteine:

DB20 actual_value Istwertdaten

FB21 FB_position DB21 Instanz DB für FB21 DB22 DB_position Positionierdaten

FB23 FB_velocity DB23 Instanz DB für FB23 DB24 DB_velocity Daten für die Betriebsart Drehzahlregelung

FB25 FB_torque DB25 Instanz DB für FB 25 DB26 DB_torque Daten für die Betriebsart Drehmomentregelung

FB27 FB_Homing DB27 Instanz DB für FB27 DB28 DB_homing Daten für die Referenzfahrt

DB30 DB_F_Telegramm DB31 DB_F_Istwerte FB32 FB_Parameter DB32 Instanz DB für FB32 DB33 DB_Parameter Daten für die Parametrierung FB34 FB_homing_position

Analyse-Tool zur Inbetriebnahme Seite 153

Version 1.2 Produkthandbuch PROFIBUS-DP

9 Analyse-Tool zur Inbetriebnahme

9.1 Übersicht Die Funktionalität der Kommunikation über PROFIBUS-DP ist in der Firmware der Servoregler ab 8d aufwärts integriert. Bereits ab früheren Firmware Versionen besteht die Möglichkeit, über die RS232 Schnittstelle auf das Objektverzeichnis der Antriebsregler zuzugreifen. Während der Testphase können mittels serieller Befehle nach dem Einschreiben der Objekte über den PROFIBUS die übertragenen Objekte gelesen und somit kontrolliert werden. Insbesondere bei der Verwendung des Transfer-Fensters von WMEMOC (unter Datei/Transfer) wird so die Applikationserstellung erleichtert.

9.1.1 Objektzugriff über RS232

Die Syntax der Befehle lautet:

Lesen eines Objekts: ?XXXXSI

Schreiben eines Objekts =XXXXSI:Wert

Die Platzhalter XXXX, SI und Wert haben dabei folgende Bedeutung:

XXXX Index des Objekts

SI Subindex des Objekts

Wert Je nach Datentyp sind 2, 4 oder 8 hexadezimale Ziffern einzugeben:

Unsigned8, Signed8 WW

Unsigned16, Signed16 WWWW

Unsigned32, Signed32 WWWWWWWW

!!! Verwenden Sie diese Testbefehle nicht in Applikationen !!! Der Zugriff über RS232 dient lediglich zu Testzwecken und ist aus verschiedenen Gründen nicht für eine echtzeitfähige Kommunikation geeignet.

Darüber hinaus kann die Syntax der Testbefehle jederzeit geändert werden.

Information Für Schäden, die aus der Nutzung der Funktions- und Datenbausteine oder der Anwendung von Applikationen resultieren, wird keine Haftung übernommen.

Seite 154 Abbildungsverzeichnis

PROFIBUS-DP Produkthandbuch Version 1.2

Abbildungsverzeichnis

Abbildung 1: Steckerbelegung beim Servoregler IMD-310/xxF (X4) .................................. 11

Abbildung 2: Belegung DSUB-Buchse bei den Servoreglern ARS-xxx/xx (auf dem Modul)11

Abbildung 3: Steckerbelegung bei den Servoreglern ARS-560/xxK (X32 und X33) ........... 12

Abbildung 4: Beschaltung mit externen Abschlußwiderständen ........................................... 13

Abbildung 5: MTX-Telegrammformat .................................................................................. 22

Abbildung 6: Telegrammformat zur Referenzfahrt ............................................................... 25

Abbildung 7: Home Offset ..................................................................................................... 26

Abbildung 8: Referenzfahrt auf negativen Endschalter mit Auswertung des Nullimpulses . 29

Abbildung 9: Referenzfahrt auf positiven Endschalter mit Auswertung des Nullimpulses .. 30

Abbildung 10: Referenzfahrt auf den Referenzschalter mit Auswertung des Nullimpulses bei positiver Anfangsbewegung........................................................................................... 30

Abbildung 11: Referenzfahrt auf den Referenzschalter mit Auswertung des Nullimpulses bei negativer Anfangsbewegung .......................................................................................... 31

Abbildung 12: Referenzfahrt auf den negativen Endschalter ................................................ 31

Abbildung 13: Referenzfahrt auf den positiven Endschalter ................................................. 32

Abbildung 14: Referenzfahrt auf den Referenzschalter bei positiver Anfangsbewegung..... 32

Abbildung 15: Referenzfahrt auf den Referenzschalter bei negativer Anfangsbewegung .... 33

Abbildung 16: Referenzfahrt nur auf den Nullimpuls bezogen ............................................. 33

Abbildung 17: Referenzfahrt auf negativen Anschlag mit Auswertung des Nullimpulses ... 34

Abbildung 18: Referenzfahrt auf den positiven Anschlag mit Auswertung des Nullimpulses34

Abbildung 19: Referenzfahrt auf den negativen Anschlag .................................................... 34

Abbildung 20: Referenzfahrt auf den positiven Anschlag..................................................... 35

Abbildung 21: Positionier-Telegrammformat........................................................................ 36

Abbildung 22: Fahrauftrag-Übertragung von einem Host ..................................................... 43

Abbildung 23: Einfacher Fahrauftrag .................................................................................... 44

Abbildung 24: Lückenlose Folge von Fahraufträgen............................................................. 44

Abbildung 25: Telegrammformat zur Drehzahlregelung....................................................... 45

Abbildung 26: Telegrammformat zur Momentenregelung .................................................... 49

Abbildung 27: Istwert-Telegrammformat ............................................................................. 51

Abbildung 28: Freies-Telegrammformat ............................................................................... 55

Abbildungsverzeichnis Seite 155

Version 1.2 Produkthandbuch PROFIBUS-DP

Abbildung 29: Freies-Istwert-Telegrammformat ................................................................... 56

Abbildung 30: Zustandsdiagramm des Reglers ..................................................................... 58

Abbildung 31: Lageregler (Position Control Function) ....................................................... 103

Abbildung 32: Schleppfehler - Funktionsübersicht ............................................................. 104

Abbildung 33: Schleppfehler ............................................................................................... 104

Abbildung 34: Position erreicht - Funktionsübersicht ......................................................... 105

Abbildung 35: Position erreicht ........................................................................................... 105

Seite 156 Stichwortverzeichnis

PROFIBUS-DP Produkthandbuch Version 1.2

Stichwortverzeichnis

A acceleration_factor............................................82 actual_dc_link_circuit_voltage ........................91 actual_velocity ....................................................52 Aktuelle Zwischenkreisspannung ....................91 Auflösung des Inkrementalgeber-Ausgangs X11

......................................................................123 Auflösung Lagegeber ......................................115

B Betriebsart ...........................................................20

Drehzahlregeln ...............................................45 Momentenregeln ............................................48 Positionieren...................................................36

Betriebsarten .......................................................22 Busabschlußwiderstände ..................................12 Buskabel und Stecker..........................................14

C control_effort...................................................113 controlword

Bitbelegung ...................................................62 Kommandos ..................................................64 Objektbeschreibung .....................................62

current_actual_value ...........................................53

D Default-Parameter laden ..................................72 Device Control ....................................................58 digital_inputs ..............................................53, 124 digital_outputs.................................................125 Digitale Ausgänge ...........................................125 Digitale Eingänge ............................................124 DIP-Schalter........................................................12 disable_operation_option_code .......................68 Drehzahlregler.................................................100

Filterzeitkonstante......................................101 Parameter ...................................................101 Verstärkung ................................................101

Zeitkonstante ..............................................101 Durchdrehschutz.............................................100

E enable_dc_link_undervoltage_error ...............92 enable_logic .......................................................88 encoder _emulation_resolution......................123 Encoder X10

Auflösung ....................................................121 Faktor (Nenner) .........................................121 Faktor (Zähler)...........................................121 Nullimpuls-Auswertung.............................122 Parameter ...................................................121 Position........................................................122 Status ...........................................................122 Zählerstand.................................................121

Encoder X2 Auflösung ....................................................118 Faktor (Nenner) .........................................118 Faktor (Zähler)...........................................118 Nullimpuls-Auswertung.............................119 Parameter ...................................................118 Position........................................................119 Status ...........................................................119 Zählerstand.................................................118

encoder_X10_control......................................122 encoder_X10_counter.....................................121 encoder_X10_data_field.................................121 encoder_X10_divisor ......................................121 encoder_X10_numerator ...............................121 encoder_X10_position ....................................122 encoder_X10_resolution .................................121 encoder_X10_status ........................................122 encoder_X2_control........................................119 encoder_X2_counter.......................................118 encoder_X2_data_field...................................118 encoder_X2_divisor ........................................118 encoder_X2_numerator .................................118 encoder_X2_position ......................................119 encoder_X2_resolution ...................................118 encoder_X2_status ..........................................119

Stichwortverzeichnis Seite 157

Version 1.2 Produkthandbuch PROFIBUS-DP

Encoderausgang X11 Auflösung ....................................................123

end_velocity........................................................40 Endschalter ......................................................126

Nothalt-Rampe ...........................................128 Polarität.......................................................126

Endschalter-Polarität .....................................126 Endstufenfreigabe .............................................87 Endstufenparameter .........................................87

Freigabelogik ................................................88 Gerätenennspannung ...................................90 Gerätenennstrom..........................................93 max. Zwischenkreisspannung .....................91 Maximale Temperatur.................................90 Maximalstrom ..............................................93 min. Zwischenkreisspannung ......................92 Temperatur ...................................................89 Zwischenkreisspannung...............................91

Endstufen-Temperatur.....................................89

F Factor Group.....................................................73

acceleration_factor .......................................82 polarity ..........................................................86 position_factor ..............................................74 velocity_encoder_factor ...............................78

Fault ....................................................................59 Fault Reaction Active .........................................59 fault_reaction_option_code ..............................69 Filterzeitkonstante, Synchronisationslage ....116 Following_error...............................................104 following_error_time_out...............................112 following_error_window ................................111 Freigabelogik .....................................................88

G Gerätenennspannung........................................90 Gerätenennstrom ..............................................93 Gerätesteuerung ..................................................58 GSD-Datei ..........................................................10

H home_offset ........................................................26 homing_acceleration ...........................................28 homing_method ..................................................27 homing_speeds....................................................28

homing_switch_polarity .................................127 homing_switch_selector..................................127

I I2t-Zeit ................................................................96 iit_time ...............................................................96 Inkrementalgeber-Ausgang X11

Auflösung ....................................................123 Istwert

Lage (Inkremente)*....................................110 Lage (position units)...................................110

K Kommando

Disable Operation ..........................................60 Disable Voltage..............................................60 Enable Operation .........................................60 Quick Stop .....................................................60 Shutdown ......................................................60 Switch On......................................................60

Korrekturgeschwindigkeit .............................108

L Lagegeber-Auswahl ........................................115 Lagegeber-Auswahl, Synchronisation...........116 Lageistwert (Inkremente)...............................110 Lage-Istwert (position units) ..........................110 Lageregler........................................................103

Ausgang des ................................................113 Parameter ...................................................107 Verstärkung................................................108 Zeitkonstante ..............................................108

Lagereglerausgang..........................................113 Lageregler-Parameter ....................................107 Lagereglerverstärkung ...................................108 Lagereglerzeitkonstante .................................108 Lagesollwert (Inkremente) .............................109 Lagesollwert (position units) ..........................109 limit_switch_deceleration...............................128 limit_switch_polarity ......................................126

M max_current ......................................................96 max_dc_link_circuit_voltage ...........................91 max_power_stage_temperature ......................90 Maximale Endstufentemperatur .....................90

Seite 158 Stichwortverzeichnis

PROFIBUS-DP Produkthandbuch Version 1.2

Maximale Zwischenkreisspannung .................91 Maximalstrom ...................................................93 min_dc_link_circuit_voltage ............................92 Minimale Zwischenkreisspannung ..................92 modes_of_operation ..........................................23 modes_of_operation_display............................24 motion_profile_type ..........................................42 motor_rated_current ........................................95 Motoranpassung................................................94 Motornennstrom ...............................................95 Motorparameter

I2t-Zeit ...........................................................96 Nennstrom.....................................................95 Phasenfolge ...................................................98 Pol(paar)zahl ................................................97 Resolveroffsetwinkel ....................................98 Spitzenstrom .................................................96

Motorspitzenstrom............................................96

N Nennstrom .........................................................93

Motor.............................................................95 nominal_current................................................93 nominal_dc_link_circuit_voltage.....................90 Not Ready to Switch On .....................................59

O obj_select ............................................................20 Objektauswahl ....................................................20 Objekte

Objekt 1011h .................................................72 Objekt 2020h ...............................................115 Objekt 2021h ...............................................115 Objekt 2022h ...............................................116 Objekt 2023h ...............................................116 Objekt 2024h ...............................................118 Objekt 2024h_01h........................................118 Objekt 2024h_02h........................................118 Objekt 2024h_03h........................................118 Objekt 2024h_04h........................................118 Objekt 2024h_05h........................................119 Objekt 2024h_06h........................................119 Objekt 2024h_07h........................................119 Objekt 2025h ...............................................121 Objekt 2025h_01h........................................121 Objekt 2025h_02h........................................121 Objekt 2025h_03h........................................121

Objekt 2025h_04h........................................121 Objekt 2025h_05h........................................122 Objekt 2025h_06h........................................122 Objekt 2025h_07h........................................122 Objekt 2028h ...............................................123 Objekt 6040h .................................................62 Objekt 6041h ..................................................65 Objekt 604Dh ................................................97 Objekt 605Ah ................................................69 Objekt 605Bh ................................................68 Objekt 605Ch ................................................68 Objekt 605Eh ................................................69 Objekt 6060h .................................................23 Objekt 6061h .................................................24 Objekt 6062h ...............................................109 Objekt 6063h ...............................................110 Objekt 6064h ..........................................52, 110 Objekt 6065h ...............................................111 Objekt 6066h ...............................................112 Objekt 6067h ...............................................112 Objekt 6068h ...............................................113 Objekt 606Ch..................................................52 Objekt 606Dh .................................................46 Objekt 606Eh..................................................47 Objekt 606Fh ..................................................47 Objekt 6071h ..................................................50 Objekt 6073h .................................................96 Objekt 6075h .................................................95 Objekt 6078h ..................................................53 Objekt 607Ah .................................................37 Objekt 607Bh................................................38 Objekt 607Ch..................................................26 Objekt 607Dh ...............................................39 Objekt 607Eh ................................................86 Objekt 6081h ..................................................40 Objekt 6082h ..................................................40 Objekt 6083h ..................................................41 Objekt 6084h ..................................................41 Objekt 6085h .................................................42 Objekt 6086h .................................................42 Objekt 6087h ..................................................50 Objekt 6088h ..................................................51 Objekt 6093h .................................................74 Objekt 6094h .................................................78 Objekt 6097h .................................................82 Objekt 6098h ..................................................27 Objekt 6099h ..................................................28

Stichwortverzeichnis Seite 159

Version 1.2 Produkthandbuch PROFIBUS-DP

Objekt 609Ah..................................................28 Objekt 60F6h.................................................99 Objekt 60F6h_01h .........................................99 Objekt 60F6h_02h .........................................99 Objekt 60F9h...............................................101 Objekt 60F9h_01h .......................................101 Objekt 60F9h_02h .......................................101 Objekt 60F9h_03h .......................................101 Objekt 60FAh ..............................................113 Objekt 60FBh ..............................................107 Objekt 60FBh_01h.......................................108 Objekt 60FBh_02h.......................................108 Objekt 60FBh_04h.......................................108 Objekt 60FCh ..............................................109 Objekt 60FDh .........................................53, 124 Objekt 60FEh ..............................................125 Objekt 60FFh ..................................................48 Objekt 6410h_03h ........................................96 Objekt 6410h_10h ........................................98 Objekt 6410h_11h ........................................98 Objekt 6510h_10h ........................................88 Objekt 6510h_11h ......................................126 Objekt 6510h_13h ......................................127 Objekt 6510h_14h ......................................127 Objekt 6510h_15 h .......................................128 Objekt 6510h_20h ........................................38 Objekt 6510h_21h ......................................102 Objekt 6510h_22h ......................................102 Objekt 6510h_30h ........................................89 Objekt 6510h_31h ........................................89 Objekt 6510h_32h ........................................90 Objekt 6510h_33h ........................................90 Objekt 6510h_34h..........................................91 Objekt 6510h_35h..........................................91 Objekt 6510h_36h ........................................92 Objekt 6510h_37h..........................................92 Objekt 6510h_40h ........................................93 Objekt 6510h_41h ........................................93

Operation enable .................................................59 over_speed_protection_limit_speed ..............102

P Parameter einstellen .........................................70 Parametersätze

Defaultwerte laden .......................................72 Laden und Speichern ...................................70

peak_current .....................................................93

phase_order .......................................................98 Phasenfolge ........................................................98 polarity...............................................................86 pole_number......................................................97 Polpaarzahl........................................................97 Polzahl................................................................97 position control function ................................103 position_actual_value .................................52, 110 position_actual_value* ...................................110 position_control_gain .....................................108 position_control_parameter_set ....................107 position_control_time .....................................108 position_control_v_max .................................108 position_controller _resolution ......................115 position_demand_value ..................................109 position_demand_value* ................................109 position_encoder_selection.............................115 position_error_switch_off_limit ....................102 position_error_tolerance_window.................107 position_factor...................................................74 position_range_limit .........................................38 position_range_limit_enable ............................38 Position_reached .............................................105 position_window..............................................112 position_window_time ....................................113 Positionieren .......................................................36

Einschalten der Positionsbegrenzung.........39 Maximaler Positionierbereich.....................39 Positionierprofil............................................42 Positionsgrenzen...........................................38

Positionierprofil Lineares.........................................................42 Lineares mit ruckfreier Anfahrt.................42 Ruckfreies .....................................................42 Sinus2 .............................................................42

power_stage_temperature................................89 PROFIBUS-Kommunikation

aktivieren ................................................15, 18 deaktivieren....................................................17

Profile Position Mode .........................................36 Profile Torque Mode...........................................48 Profile Velocity Mode ........................................45 profile_acceleration ............................................41 profile_deceleration ............................................41 profile_velocity...................................................40 pwm_frequency .................................................89 PWM-Frequenz.................................................89

Seite 160 Stichwortverzeichnis

PROFIBUS-DP Produkthandbuch Version 1.2

Q Quick Stop Active...............................................59 quick_stop_deceleration ...................................42 quick_stop_option_code ...................................69

R Ready to Switch On ............................................59 Referenzfahrt

Steuerung der .................................................35 Referenzfahrt Methoden .....................................29 Referenzschalter......................................126, 127

Polarität.......................................................127 Reglerfreigabe ...................................................87 Regler-Freigabelogik ........................................88 resolver_offset_angle ........................................98 Resolveroffsetwinkel .........................................98 restore_default_parameters .............................72 Rundachsen-Applikationen..............................38

S SAMPLE-Eingang als Referenzschalter .......127 Schleppfehler ...................................................104

Abschaltgrenze ...........................................102 Definition.....................................................104 Fehlerfenster ...............................................111 Timeoutzeit .................................................112

Schleppfehlerfenster .......................................111 Schleppfehler-Timeoutzeit .............................112 Schnellstop-Beschleunigung .............................42 shutdown_option_code .....................................68 Sicherheitshinweise...............................................8 Skalierungsfaktoren..........................................73

Beschleunigungsfaktor.................................82 Geschwindigkeitsfaktor ...............................78 Positionsfaktor..............................................74 Vorzeichenwahl ............................................86

Slave-Adresse .....................................................15 software_position_limit ....................................39 Sollwert

Lage (Inkremente)......................................109 Lage (position units)...................................109

Spitzenstrom ......................................................93 Motor.............................................................96

START-Eingang als Referenzschalter ..........127 State

Fault ...............................................................59

Fault Reaction Active.....................................59 Not Ready to Switch On ................................59 Operation Enable............................................59 Quick Stop Active..........................................59 Ready to Switch On .......................................59 Switch On Disabled .......................................59 Switched On...................................................59

state diagram .....................................................58 statemachine ......................................................58 statusword

Bitbelegung ...................................................65 Objektbeschreibung .......................................65

Stecker und Buskabel..........................................14 Steuerung des Reglers.........................................58 Stromregler .......................................................94

Parameter .....................................................99 Verstärkung..................................................99 Zeitkonstante ................................................99

Switch On Disabled ............................................59 Switched On........................................................59 synchronisation_encoder_selection ...............116 synchronisation_filter_time ...........................116

T target_position ....................................................37 target_torque .......................................................50 target_velocity ....................................................48 Telegrammformat

Drehzahlregelung .........................................45 Telegrammheader ...............................................20 Telegrammtyp

Master/Slave...................................................19 Slave/Master...................................................19

torque_control_gain .........................................99 torque_control_parameters .............................99 torque_control_time .........................................99 torque_profile_type.............................................51 torque_slope........................................................50

U Umrechnungsfaktoren......................................73

Beschleunigungsfaktor.................................82 Geschwindigkeitsfaktor ...............................78 Positionsfaktor..............................................74 Vorzeichenwahl ............................................86

Unterspannungsüberwachung aktivieren.......92 Unterspannungsüberwachung deaktivieren...92

Stichwortverzeichnis Seite 161

Version 1.2 Produkthandbuch PROFIBUS-DP

V velocity_control_filter_time ...........................101 velocity_control_gain ......................................101 velocity_control_parameters..........................101 velocity_control_time......................................101 velocity_encoder_factor....................................78 velocity_threshold...............................................47 velocity_window.................................................46 velocity_window_time........................................47 Verstärkung des Stromreglers .........................99

W Winkelgeberparameter

Lagegeber-Auflösung .................................115 Lagegeber-Auswahl....................................115 Sycnchronisation-Filterzeitkonstante .......116 Sycnchronisation-Lage-Auswahl ..............116

Z Zeitkonstante des Stromreglers .......................99 Zielfenster

Positionsfenster...........................................112 Zeit...............................................................113

Zielfensterzeit ..................................................113 Zielpositionsfenster .........................................112 Zustand

Fault ...............................................................59 Fault Reaction Active.....................................59 Not Ready to Switch On ................................59 Operation Enable............................................59 Quick Stop Active..........................................59 Ready to Switch On .......................................59 Switch On Disabled .......................................59 Switched On...................................................59

Zustandsdiagramm des Reglers.......................58 Zwischenkreis

Überwachung des .........................................92 Zwischenkreisspannung

aktuelle ..........................................................91 maximale .......................................................91 minimale........................................................92

Zwischenkreisüberwachung.......................91, 92