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BETRIEBSANLEITUNG USER MANUAL Positioniersteuerung

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1. terminus name range lim integration limit 32 bit unsigned 0 2 124483 647 Ki integral gain 16 bit unsigned 0 32 767 Ka derivative gain 16 bit unsigned 0 32 767 Kp proportional gain 16 bit unsigned 0 32 767 1 Z 256 DZ integration 4 limit i target position gt gt X gt bi quad gt output i 7 filters encoder Ko FRA derivative time Kat fig 9 Structure of the digital filters nderungen vorbehalten Betriebsanleitung User Manual PS 10 Subject to change without notice 10 Positioning Velocity and Acceleration Calculation 10 1 2 Phase Stepper Motor Open Loop General Information Each stepper motor driven system has a so called start stop frequency which is especially dependent on motor type system friction and load moment of inertia The start stop frequency defines the maximum travel frequency of the stepper motor concerned with which it starts directly from standstill without acceleration phase It is usual to indicate these and other characteristic frequencies of stepper motors in Hertz full step HzFS i e full steps per second The shaft of a stepper motor with a step angle of 1 8 i e R 200 full steps per motor revolution which runs with e g 400 Hz FS rotates with a speed of 2 revolutions per second or 120 revolutions per minute In order to reach speeds higher than the start stop frequency the stepper
2. ER JP3 Me Jena gt ar u Onun Fr JP1 DE 0 et 00 0 0 oo BAr oo ls 000 Se 00000 JP2 fores Cod af Lei Bild 4 Werkseitige Jumpereinstellungen der Steuerplatine Jumper Funktion Einstellm glichkeiten werksseitige Anmerkung Voreinstellung JP1 2 Phasen Schrittmotor 1 2 gesteckt 2 Phasen Schrittmotor entsprechend Werkseinstellung darf nicht ver ndert werden bzw DC Servomotor 2 3 gesteckt DC Servomotor gesteck JP2 2 Phasen Schrittmotor 1 2 gesteckt 2 Phasen Schrittmotor entsprechend Werkseinstellung darf nicht ver ndert werden bzw DC Servomotor 2 3 gesteckt DC Servomotor gesteck JP3 Modus Firmware Update 2 3 Betrieb gesteck Werkseinstellung darf nicht ver ndert werden oder Betrieb JP4 interne Verwendung 2 3 normaler Betrieb gesteck Werkseinstellung darf nicht ver ndert werden JP7 Endstufenfreigabe Jumper gesteckt Freigabe gesteck Jumper nicht gesteckt Freigabe extern m glich F1 5A tr ge zur Absicherung des externen 24V Versorgungseinganges der Steuerung nderungen vorbehalten Betriebsanleitung User Manual PS 10 Subject to change without notice 10 7 Steuerungsfunktionen 7 1 Trapezf rmiges Punkt zu Punkt Profil Die folgende Tabelle umfasst die spezifischen Profilparameter f r den trapezf rmigen Punkt zu Punkt Modus Profilparameter Format Wort Bereich l nge 32bit 2 147 483
3. FDT1 5 MXPOSERR lt n gt lt uv gt Maximalen Positionsfehler f r eine Achse setzen MXPOSERR1 50 wird dieser Wert Uberschritten so schaltet die Achse ab Diese Abschaltung gilt nur f r den Motortyp DC Brush MXPOSERR lt n gt Maximalen Positionsfehler einer Achse abfragen MXPOSERR1 50 MAXOUT lt n gt lt uv gt Maximalen Ausgabewert der Servoregelschleife als ganzzahligen MAXOUT1 95 Prozentwert einstellen Mit diesem Befehl kann der maximale Wert f r die Achse der an den Servo Verst rker ausgegeben wird eingestellt werden Maximal zul ssiger Wert 99 MAXOUT lt n gt Maximalen Ausgabewert in Prozent auslesen MAXOUT1 95 AMPPWMF lt n gt lt uv gt PWM Frequenz f r Endstufe einstellen 20000 oder 80000 ist m glich AMPPWMF1 20000 AMPPWMF lt n gt PWM Frequenz f r Endstufe abfragen AMPPWMF1 20000 PHINTIM lt n gt lt uv gt Phasen lInitialisierungszeit in Sample Zeit Zyklen einstellen PHINTIM1 10 PHINTIM lt n gt Phasen Initialisierungszeit in Sample Zeit Zyklen abfragen PHINTIM1 10 Anderungen vorbehalten Betriebsanleitung User Manual PS 10 Subject to change without notice Befehls gruppe Kommando Funktionsbeschreibung Beispiel Antwort REF lt n gt lt uv gt Referenzfahrt mit Angabe des Referenzfahrtmodus f r die Achse starten odus 0 n chsten Index Impuls suchen und stehenbleiben odus 1 Referenzschalter anfahren und stehenbleiben odus 2 Referenzschalter anfahren n
4. LASER 2000 Position Control Unit PS 10 9013 0185 15 11 2012 D A CH Laser 2000 GmbH 82234 Wessling Tel 49 8153 405 0 info laser2000 de www laser2000 de FRANCE Telecom Laser 2000 SAS 78860 St N I Breteche Tel 33 1 30 80 00 60 info laser2000 fr www laser2000 fr FRANCE Photonic Laser 2000 SAS FR 33600 Pessac Tel 33 5 57 10 92 80 info laser2000 fr www laser2000 fr IBERIA Laser 2000 SAS 28034 Madrid Tel 34 650 529 806 info laser2000 es www laser2000 es NORDICS Laser 2000 GmbH 112 51 Stockholm Tel 46 8 555 36 235 info laser2000 se www laser2000 se nderungen vorbehalten Copyright reserved by OWIS 2008 Subject to change without notice 28 1 General Information The OWIS PS 10 is a single axis position control unit for basic con trol functions It can control either a 2 phase stepper motor open loop up to 1 8A or DC motors with an encoder closed loop up to 3 5A The control has an USB interface to communicate with a PC Many of the inputs and outputs like TTL analog inputs and SPS outputs are integrated for communication Point to point positioning mode and trapezoidal velocity profiles are possible with the PS 10 Up to 32 units can be combined with the PS 10 32 version Any motor type combination is possible The connection is via a rudimentary simplified CANopen protocol Two of the four SPS outputs at the PS 10 32 are configured as PWM to
5. Als bertragungsrate auf dem CANopen Bus wird fest 500kBit s verwendet Eine bestehende USB Verbindung legt dabei den Master oder den Slave Betrieb auf der CANopen Seite fest Besteht eine USB Verbin dung so verh lt sich diese PS 10 32 wie ein CANopen Master besteht keine USB Verbindung so verh lt sich die PS 10 32 wie ein CANopen Slave Bei einer Vernetzung mehrerer PS 10 32 darf also nur eine per USB mit dem PC verbunden sein Hinweis m Das Verbinden der PS 10 32 zum Computer oder das Trennen von dem PC sollte nur im ausgeschaltetem Zustand der PS 10 32 erfolgen nderungen vorbehalten Betriebsanleitung User Manual PS 10 Subject to change without notice Anhang I Befehlstabelle Befehls SE Kommando Funktionsbeschreibung Beispiel Antwort gruppe ASTAT Statusabfrage der Achse F r die Achse wird ein Zeichen zur ckgeschickt ASTAT HORRTTJV das den aktuellen Zustand der Achse beschreibt Achse nicht initialisiert 0 Achse stromlos in Ruhe R Achse bestromt in Ruhe T Achse positioniert im Trapez Profil AV Achse arbeitet im Geschwindigkeitsmodus AP Achse f hrt auf Referenzposition F Achse f hrt einen Endschalter frei L Achse stromlos nachdem sie auf Limitschalter MINSTOP MAXSTOP gefahren ist B Achse wird gestoppt nachdem sie auf einen Bremsschalter MINDEC MAXDEC gefahren ist A Achse stromlos nach Endstufen Fehler MI A
6. RDACCI 300000 SMK lt n gt lt uv gt u Read out reference trav Set limit switch mask for the axis This command activates or deactivates the limit and break switches If a limit switch is approached the movement is stopped abruptly and the motor is shut off Bit sequence lt MAXSTOP MAXDEC MIND EC MINSTOP gt SMK1 0110 SMK lt n gt Read out limit switch mask for the axis SMK1 0110 SPL lt n gt lt uv gt Set limit switch polarity for the axis With this command the active level for the limit and brake switches is defined Bit sequence lt MAXSTOP MAXDEC MINDEC MINSTOP gt SPL1 1111 SPL lt n gt Read out limit switch polarity for the axis SPL1 1111 RMK lt n gt lt uv gt Set reference switch mask for the axis With this command it can be defined wh axis should be interpret A mask with exactly one character 1 has Bit sequence lt MAXSTOP MAXDEC MI ed as reference swit ich of the 4 limit switches for the ch to be transferred DEC MINSTOP gt RMK1 0001 RMK lt n gt Read out reference switch mask for one axis 2RMK1 0001 RPL lt n gt lt uv gt Set reference switch po This command defines the active level o Bit sequence lt MAXSTOP MAXDEC MI larity for one axis he reference switch DEC MINSTOP gt RPL1 1110 RPL lt n gt Read out reference switch
7. SLMAX lt n gt lt uv gt Set positve limit positio n for the axis SLMAX1 100000 SLMAX lt n gt Read out positive limit position for the axis SLMAX1 100000 Subject to change without notice Betriebsanleitung User Manual PS 10 nderungen vorbehalten 47 command e va command function description example response group INPUTS Read out state of inputs 4 bit binary number INPUTS 0010 OUTPUT lt uv gt lt uv gt Change current state of an output OUTPUT1 0 OUTPUTS Read out current state of all outputs OUTPUTS 00101 OUTMODE lt uv gt Set output operating mode for the outputs Out and Out2 OUTMODE 1 These outputs can either be driven as a digital or as PWM output alternatively output modus 0 OUT and OUT digital outputs output modus 1 OUT1 digital output OUT2 PWM output 2 output modus 2 OUT1 and OUT2 PWM outputs a 3 OUTMODE Read out output operating mode for outputs Out1 and Out2 OUTMODE 1 ZS ANIN lt uv gt Query analog input ANIN3 234 The port number from 1 to 4 will be set and the converted 10 bit value will be returned OPWM lt uv gt lt uv gt Set PWM output the port number from 1 to 2 and the level control value OPWM1 55 are set from 0 to 100 OPWM lt uv gt Query PWM output 20PWM1 55 The port number from 1 to 2 is entered and the level control value that has been set is returned fr
8. Bit 0 und Bit 1 Entregungsart Stromchopper 00 slow 01 15 mixed 10 48 mixed 11 fast it 2 Blanking Time 0 kurz 1 lang Bit 3 ExtMode Entregung wenn Enable auf low 0 fast 1 slow Bit 4 Enable beim Nulldurchgang des Stromes wegnehmen Bit 5 Schrittmotor Drehrichtung invertieren E AMPMODE1 AMPMODE lt n gt Endstufenmodus abfragen AMPMODE I LA SLAVEID lt uv gt Slave ID einstellen f r CANopen Vernetzung 00 bis 99 SLAVEID 64 SLAVEID Slave ID abfragen SLAVEID 64 RESETMB Reset der Hauptplatine ausl sen RESETMB ERRCLEAR Fehlerspeicher l schen ERRCLEAR nderungen vorbehalten Betriebsanleitung User Manual PS 10 Subject to change without notice Befehls gruppe Kommando Funktionsbeschreibung Beispiel Antwort INIT lt n gt Endstufe Freigabe einschalten und Positionsregler aktivieren INIT1 Mit diesem Befehl wird die Achse komplett initialisiert und befindet sich anschlieBend im bestromten Zustand mit aktivem Positionsregler Dieser Befehl muss nach dem Einschalten der Steuerung bermittelt werden damit die Achse anschlie end mit den Befehlen REF PGO VGO etc bewegt werden kann Vorher m ssen folgende Parameter eingestellt worden sein otortyp Limitschalter Maske und Polarit t Anfangs Regelparameter Der K
9. 24 Il Relevanz der Parameter f r verschiedene Motortypen Ill Belegungstabelle Ein Ausg nge Pinbelegung des 25 poligen D Sub male S 5 Lee Funktion Pin 5 355 e LES Analogeingang 1 6 5 coe eg er Analogeingang 2 5 MOTYPE t Analogeingang 3 4 FKP T Analogeingang 4 3 FKD TTL Eingang 1 10 FDT TTL Eingang 2 9 FKI TTL Eingang 3 8 FIL TTL Eingang 4 7 FST SPS Output 1 16 MAXOUT 1 SPS Output 2 15 SMK SPS Output 3 14 SubD 25 male I eee see elg SPL SPS Qutput 4 13 die eeeeeeeeee 5 RMK TTL Output 5 17 RPL P r 5V max 300 mA Gesamtstrom 1 2 RVELF PWM Output 1 max 1A 20 RVELS D 8 PWM Output 2 max 1A 121 ACC ee 24V max 0 5A Gesamtstrom 18 19 11 12 PVEL ds he 24 25 FVEL i Freigabe Eingang 5V 22 ABUL i Freigabe Eingang GND 23 RELAT nur in PS 10 32 vorhanden nach Masse GND schaltend AMPPWMF S t Freigabe der Motorendstufe ber Optokoppler U 5V erforderlich MCSTP 8 z B Br cke Pin 2 gt Pin 22 und Pin 23 gt Pin 24 DRICUR HOLCUR AMESHNT a BUS System Pinbelegung der 9 poligen D Sub PHINTIM an ATOT Funktion Pin HBCH GND 3 6 HBFV CAN H 7 HBTI CAN L 2 HBSV ben tigt ni
10. RPLI 1110 HYST lt n gt Referenzschalterhysterese der Achse auslesen Nach erfolgter Referenzfahrt kann mit diesem Kommando die Hysterese des Schalters ausgelesen werden Der Wert ist nur korrekt wenn die Achse nicht im Referenzschalter stand HYSTI 28 REFST lt n gt Abfrage der G ltigkeit der Referenzfahrt Nach erfolgter Referenzfahrt wird der Status auf 1 G ltig gesetzt Schaltet man einen Antrieb ohne Encoder z B Schrittmotor Open Loop stromlos so wird die G ltigkeit auf 0 zur ckgesetzt REFST1 LMK lt n gt lt uv gt Limit Positions berwachungsmaske f r die Achse setzen Mit diesem Befehl wird die Limit Positions berwachung f r die untere und oder die obere Grenzposition aktiv bzw inaktiv geschaltet Die Limit Positions berwachung verh lt sich beim berschreiten der Grenzen wie der entsprechende DEC Schalter Bit Reihenfolge lt MAXDEC MINDEC gt LMK1 01 LMK lt n gt Limit Positions berwachungsmaske f r die Achse auslesen LMK1 01 LSTAT lt n gt Aktuellen logischen Zustand der Limit Positions berwachung der Achse auslesen Bit 0 MINDEC untere Grenze berschritten Bit 1 MAXDEC obere Grenze berschritten LSTATI 01 SLMIN lt n gt lt uv gt Negative Limit Position f r die Achse einstellen SLMIN1 100 SLMIN lt n gt Negative Limit Position f r die Achse auslesen SLMINI 100 SLMAX lt n gt lt
11. chsten Index Impuls suchen und stehenbleiben odus 3 Modus 0 zus tzlich aktuelle Positon auf 0 setzen odus 4 Modus 1 zus tzlich aktuelle Positon auf 0 setzen odus 5 Modus 2 zus tzlich aktuelle Positon auf 0 setzen odus 6 Maximalen Referenzschalter anfahren minimalen Referenzschalter anfahren aktuelle Position auf 0 setzen odus 7 Minimalen Referenzschalter anfahren maximalen Referenzschalter anfahren aktuelle Positon auf 0 setzen REF1 4 RVELS lt n gt lt sv gt Referenzfahrtgeschwindigkeit langsam f r die Achse setzen it dieser Geschwindigkeit wird der Index gesucht bzw aus dem Referenzschalter herausgefahren vorzeichenbehaftet RVELS1 2000 RVELS lt n gt Referenzfahrtgeschwindigkeit langsam f r die Achse auslesen 2RVELS1 2000 RVELF lt n gt lt sv gt Referenzfahrtgeschwindigkeit schnell f r die Achse setzen Mit dieser Geschwindigkeit f hrt der Antrieb auf den Referenzschalter vorzeichenbehaftet RVELF1 20000 RVELF lt n gt Referenzfahrtgeschwindigkeit schnell f r die Achse auslesen RVELFI 20000 RDACC lt n gt lt uv gt Referenzfahrt Verz gerung f r die Achse einstellen Diese Verz gerung wird benutzt wenn der Referenzpunkt angefahren wird RDACC1 300000 RDACC lt n gt Referenzfahrt Verz gerung der Achse auslesen RDACCI 300000 SMK lt n gt lt uv gt Endschaltermaske f
12. da die PS 10 ausschlie lich mit Kleinspannung PELV bis 24VDC arbeitet Die Positioniersteuerung PS 10 ist nach den anerkannten sicherheitstechnischen Regeln gebaut und erf llt die im folgenden Kapitel aufgef hrten Normen und Richtlinien 4 Normen und Richtlinien Die Positioniersteuerung PS 10 erf llt folgende Normen und Richtlinien e RoHS konform e CE Richtlinie e EMV Richtlinie 2004 108 EG St rfestigkeit nach Fachgrundnorm EN 61000 6 1 mit St rfestigkeit gegen elektrostatische Entladung ESD Basisnorm EN 61000 4 2 St rfestxigkeit gegen elektromagnetische Felder Basisnorm EN 61000 4 3 St raussendung nach Fachgrundnorm EN 61000 6 3 mit St rstrahlung Basisnorm EN 55014 1 Hausger te 5 Technische bersicht Netzteil 24V 90W extern PS 10 32 Verbindungskabel zum Durch schleifen der Stromversorgung 1 Achse PS 10 32 Vernetzung bis zu 32 Einheiten Stromversorgung Anzahl der Antriebe Antriebsart 2 Phasen Schrittmotoren Open Loop OL oder DC Servomotoren Closed Loop CL Kommunikation USB 2 0 Aufbau Tischger t in Metallgeh use Schutzart IP 20 Encoder Quadratur Signale A B und Index RS 422 oder TTL Pegel mit 4 fach Auswertung max Z hlfrequenz 1 875 MHz Signal bzw 7 5 MHz Quadratur Funktionen Parametrierbare Beschleunigungsrampe Bremsrampe Dreieckiges bzw trapezf rmiges Geschwindigkeitsprofil Bewegungsabl ufe Punkt zu Punkt Positionierbet
13. nnen Fahrstrom und Haltestrom separat voreingestellt werden Die Einstellung f r Achse lt n gt kann wie nachfolgend beschrieben vorgenommen werden Die Angabe lt uv gt erfolgt als ganzzahliger Prozentwert des Maximalstromes im vorgew hlten Strombereich 1 oder 2 Fahrstrom DRICUR lt n gt lt uv gt Befehl zum Einstellen des Fahrstromes in Haltestrom HOLCUR lt n gt lt uv gt Befehl zum Einstellen des Haltestromes in Strombereich 1 entsprechend 100 1 2A Strombereich 2 entsprechend 100 3 3A Hinweis u F r den Dauerbetrieb ist ein Strom von 1 8A zul ssig entsprechen 54 in Strombereich 2 Es sollte generell der kleinstm gliche Strombereich gew hlt werden um eine optimale Mikroschrittaufl sung zu erhalten Einstellung der Strombegrenzung f r DC Servomotoren F r DC Servomotoren ist der geeignete Strombereich unter Ber cksichtigung des thermisch zul ssigen Dauerstroms des jeweiligen Motortyps vorzuw hlen Maximale Strombegrenzung DRICUR lt n gt lt uv gt Befehl zum Einstellen der Strombegrenzung in Strombereich 1 entsprechend 100 2 4A Strombereich 2 entsprechend 100 6 6A Hinweis m F r den Dauerbetrieb ist ein Strom von 3 5A zul ssig entsprechen 54 in Strombereich 2 Subject to change without notice Betriebsanleitung User Manual PS 10 nderungen vorbehalten 6 4 Einstellungen der Steuerplatine Jumpereinstellungen S02 pmo e
14. nschten Achse geschieht im einfachsten Fall ber das INIT Kommando falls die im statischen RAM gespeicherten Parameter bernommen werden sollen Andernfalls ist es erforderlich die gew nschten Parameter vor Senden des INIT Kommandos zu bertragen Initialisierung f r Achse lt n gt gespeicherte Standard Parameter bernehmen relevante Parameter setzen INIT lt n gt INIT lt n gt Bild 13 PS 10 Initialisierungs Architektur Soll eine Referenzfahrt f r die Achse durchgef hrt werden sind Referenzmaske und Referenzpolarit t vorher zu setzen falls dies nicht bereits erfolgt ist oder entsprechende Werte in den Stan dardeinstellungen hinterlegt worden sind Danach wird die Refe renzfahrt gestartet Abfrage ASTAT solange bis Statusbyte lt n gt P Bild 14 PS 10 Referenzfahrt f r Achse Zwischen zwei einzelnen Befehlen die zur PS 10 gesendet werden ist eine Verarbeitungszeit Interpreterzeit von ca 20 bis 40 Millise kunden zu ber cksichtigen Empfangene Ger tmeldungen k nnen z B Zeichen f r Zeichen im Millisekunden Takt abgeholt werden bis die definierte Stringende Kennung empfangen wird Eine Verwendung des mitgelieferten Softwarepakets OWISoft inklusive SDK und DLL erleichtert die Inbetriebnahme wesentlich da h ufig verwendete Befehlsfolgen bereits als Funktionen bzw Prozeduren zusammengefasst sind und der erforderliche Laufzeit abgleich ebenfalls impl
15. 647 2 147 483 647 Counts 16bit 1 2 147 483 647 Counts Cycle Position 32 0 Geschwindigkeit 32 0 Beschleunigung Verz gerung 32 0 16bit 1 2 147 483 647 Counts Cycle F r dieses Profil errechnet der Host eine Beschleunigung eine Ver z gerung eine Geschwindigkeit und eine Endposition Das Profil ist nach der Kurvenform Bild 5 benannt die Achse beschleunigt line ar anhand des programmierten Beschleunigungswertes bis sie die programmierte Geschwindigkeit erreicht Die Achse bremst dann linear ab den negativen Verz gerungswert nutzend bis sie an der vorgegebenen Position stehen bleibt Falls die programmierte Fahr distanz so kurz ist dass die Verz gerung einsetzen muss bevor die Achse die programmierte Geschwindigkeit erreicht wird das Profil keinen konstanten Geschwindigkeitsbereich aufweisen und das Trapez wird zum Dreieck Bild 6 Geschwindigkeit v y V Zeit t Bild 5 Trapezprofil A Beschleunigung D Verz gerung Zeit t Geschwindigkeit v Bild 6 Dreiecksprofil A Beschleunigung D Verzogerung Die Beschleunigungs und Verz gerungsrampen sind symmetrisch Der Beschleunigungsparameter wird immer am Anfang der Bewe gungssequenz benutzt Danach wird der Wert f r die Beschleunigung in dieselbe Richtung verwendet und der Wert f r die Verz gerung wird in entgegengesetzter Richtung eingesetzt Der Beschleunigungs wert wi
16. Heat accumulation in the control should be avoided 11 2 Connection of Peripherals and Devices Before switching on the control all connecting plugs for devices and peripherals have to be connected so that they are recognized and initialized by the control during start up This is e the positioning unit e the power supply e the computer For a multipoint connection of PS 10 32 as well as e connecting cable for signal transfer with terminating connectors e connecting cable for power supply and alternatively one or further external desktop power supply The controller is connected via the USB interface to the computer For this a driver installation is required The driver is on the included CD For the installation please start setup exe Note a Any equipment and peripherals must be connected before the system starts as otherwise it will not be recognized by the controller and will not be initialized Anderungen vorbehalten Betriebsanleitung User Manual PS 10 Subject to change without notice 11 3 System Start up When Windows is first started after the PS 10 has been connected the operating system should recognize the new hardware The driver can then be installed In order to do this administrator rights are necessary Initialization After having switched on the power supply and activated the unit the axis has to be initialized by the INIT command first Axis para meters that have
17. Positionsangaben f r die Achse auf absolut umschalten ABSOL1 vu CAN e n 3 Angabe der Zielposition mit Vorzeichen MODE lt n gt Abfrage des aktuell eingestellten Positionsangabeformates f r die Achse MODE1 ABSOL PVEL lt n gt lt uv gt aximale Positioniergeschwindigkeit f r die Achse setzen PVEL1 10000 5 Wird f r das Trapez Profil verwendet S PVEL lt n gt aximale Positioniergeschwindigkeit f r die Achse auslesen PVELI 10000 FVEL lt n gt lt uv gt Endschalterfreifahrtgeschwindigkeit f r die Achse setzen ohne Vorzeichen FVEL1 1000 FVEL lt n gt Endschalterfreifahrtgeschwindigkeit f r die Achse auslesen FVEL1 1000 ACC lt n gt lt uv gt Beschleunigung Anfahrrampe fiir die Achse setzen ACC1 300000 Wird f r alle Modi verwendet Trapez Geschwindigkeitsmodus etc ACC lt n gt Beschleunigung f r die Achse auslesen ACCI 300000 Subject to change without notice Betriebsanleitung User Manual PS 10 nderungen vorbehalten 21 22 Befehls gruppe Kommando Funktionsbeschreibung Beispiel Antwort MCSTP lt n gt lt uv gt Mikroschrittaufl sung bei Schrittmotorachse einstellen MCSTP1 50 MCSTP lt n gt Mikroschrittaufl sung bei Schrittmotorachse auslesen MCSTP1 50 DRICUR lt n gt lt uv gt Fahrstrom bei Schrittmotorachse als ganzzahligen Prozentwert DRICUR
18. Schritt motoren in Hertz Vollschritt HzVS d h Vollschritte pro Sekunde anzugeben Die Welle eines Schrittmotors mit Schrittwinkel 1 89 d h R 200 Vollschritte pro Motorumdrehung der z B mit 400 HzVS l uft dreht mit einer Geschwindigkeit von 2 Umdrehungen pro Sekunde oder 120 Umdrehungen pro Minute Um h here Geschwindigkeiten als die Start Stop Frequenz zu erreichen muss der Schrittmotor ber diese Frequenz hinaus mittels geeigneter Beschleunigungsrampe beschleunigt bzw unter diese Frequenz mittels geeigneter Bremsrampe abgebremst werden Diese Beschleunigung bzw Bremsung erfolgt mit trapezf rmigem Profil Gegebenenfalls ist eine D mpfung Rotationsd mpfer am zweiten Wellenende des Motors montiert erforderlich um berhaupt h here Drehzahlen erreichen zu k nnen Fast alle Standard Schrittmotoren die bei OWIS eingesetzt werden sind in der Lage einer Frequenz von 400 Hz VS im Start Stop Betrieb zu folgen Die PS 10 besitzt einen digitalen Profilgenerator Die Geschwindig keitsprofile werden periodisch berechnet und an den 2 Phasen Schrittmotor ausgegeben Periodendauer Die Periodendauer des digitalen Profilgenerators ist durch die Hardware festgelegt Tp 256 ps Endgeschwindigkeit Die Positionierung der Achsen wird im Punkt zu Punkt Verfahren vorgenommen Die Achse beschleunigt mit trapezf rmigem Geschwindigkeits Profil Die Endgeschwindigkeit V nach der Beschleunigungsrampe wird als 16 bit Wort a
19. bis zur 0x00 Endkennung und bertragen der Daten an den PC Als Parameter wird die Anfangsadresse 0x00 bis 0x70 im One Wire Chip ilbergeben ab dieser Adresse werden dann max 16 Bytes gelesen oder es wird bis zur Enderkennung gelesen READOWID 1 0 INFO1 INFO2 READOWUB lt n gt Auslesen des Speicherinhaltes des One Wire Chips aus Adresse 0x86 und 0x87 UserBytes in der Positioniereinheit und bertragen der Daten an den PC READOWUB1 0 Basis Konfiguration MOTYPE lt n gt lt uv gt Motortype f r die Achse einstellen 0 DC Brush 1 Schrittmotor Open Loop MOTYPE1 0 MOTYPE lt n gt Motortyp f r die Achse auslesen MOTYPE1 AMPSHNT lt n gt lt uv gt Shunt Umschaltung der Endstufe einstellen Mit diesem Befehl wird der Ausgang TTL OUT zur MP UNI hin eingestellt und damit die Shunt Umschaltung eingestellt 0 Strombereich 1 niedrig 1 Strombereich 2 hoch AMPSHNT1 0 AMPSHNT lt n gt Shunt Umschaltung der Endstufe abfragen AMPSHNT1 TERM lt uv gt Terminalmodus einstellen Modus 0 kurze Antwort Modus 1 Antwort mit Klartext Modus 2 Antwort mit Klartext und OK nach jedem Befehl ohne R ckmeldung TERM 2 TERM Terminalmodus abfragen TERM BAUDRATE lt uv gt Baudrate der seriellen Schnittstelle einstellen erlaubte Werte sind 9600 19200 38 400 57600 115 200 Diese Einstellung wird erst nach dem n chsten Reset ak
20. channel B inverted channel TTL or CMOS channel inverted The conversion of the antivalent signals to TTL signals takes place with RS 422 receivers If an encoder with TTL CMOS signals is connected then the input for the inverted signal remains open and is internally pulled to 1 4V by a high impedance voltage divider Power Supply The switch mode power supply of the PS 10 has been designed for an input voltage of 100VAC to 240VAC at 50 60 Hz wide range input It generates 24VDC 90W and supplies the outputs and the inputs on the main board The supply voltages for logic and motor power are not galvanically separated Safety Fuse Concept There is a separate fuse for the control rated according to the maximum possible current Standard fuse protection of control SAT For the motor power stage an appropriate fuse against high temperatures is embedded In Version PS 10 32 Additionally BUS Interface Up to 32 units can be networked with a bus system based on CANopen The first PS 10 32 is connected to a PC via USB master and all other units can be linked among each other slaves Com mands that are not intended for the master controller are sent on to the subsequent units The reply of the addressed PS 10 32 will be received from the first control unit master and returned via USB to the PC The master control unit scans the bus therefore it will be switched on at last Anderungen vorbehalten Betriebsanleitu
21. control a holding brake The software tool OWISoft is also included so the PS 10 can be configured and controlled easily The parameters of the positioning units of OWIS are stored at OWISoft and can be selected to the respective units Foreign motors can also be controlled 2 Setup and Scope of Delivery The PS 10 consists of a single unit for different output power classes and motor voltages The unit is completely assembled and tested by OWIS and will be supplied ready for installation The valid firmware for operation is installed Following products are also included e USB cable 2m length e CD with software tool OWISoft and documentation in English German e printed version of the manual in German and English 2 1 Standard The basic version of the PS 10 comes with e USB port e A inputs for switches reference and limit switches e ATTL inputs e A analog inputs e 1 TTL output e 4 SPS outputs e connection for enabling the motor output stage e motor plug D Sub 37 with additional connections for motor holding brake option limit reference switches and other signals see pin asignment p 50 e circular connector for power supply from PS 10 32 to PS 10 32 2 2 Accessories The following accessories are available e external desktop power supply AC 100 240V DC 24V 90W e connecting cable with plugs for different positioning systems 2 3 Option The Version PS 10 32 is additionally equipped with e 2 o
22. from the EEPROM Storing a changed configuration locally can be done by the command SAVEPARA For commands that give a response e g parameter queries the answer is sent back to the PC immediately lt n gt axis number 1 lt uv gt unsigned integer value lt sv gt signed integer value 14 1 CANopen Networking of PS 10 32 The protocol on the USB interface has been extended by the slave address It is always put in front of the ASCII commands with two decimal places 64 VERSION 64PVEL1 100000 First the PS 10 32 tests the slave address by the commands received via USB If no slave address is placed in front then the command is executed directly Otherwise the own address is tested first In case it is the own then the command is executed directly as well Alter natively the command will be transformed and an access to the object directory of the corresponding PS 10 32 slave is executed by the CANopen protocol The answer is retransferred and passed on from the master PS 10 32 to the computer The transfer rate of the CANopen bus is fix at 500kBit s An existing USB connection specifies thereby the master or the slave operation on the CANopen side of the PS 10 32 If an USB connection exists then this PS 10 32 behaves like a CANopen master or else the PS 10 32 behaves like a CANopen slave Thus only one PS 10 32 can be connected with the PC by USB when networking several ones together 01 VERSION 01PVEL1 1000
23. if the parameters stored in the static RAM are to be used Otherwise it is necessary to transfer the necessary parameters before sending the INIT command Initialization for axis lt n gt take over standard parameters stored set relevant parameters INIT lt n gt INIT lt n gt fig 13 PS 10 initialization architecture If a reference motion for the axis is to be executed reference mask and reference polarity must be set before This is necessary only if it has not already been done before or if no appropriate values have been set for the standard settings Then the reference motion is started Reference Motion for Axis lt n gt query ASTAT repeat until status byte lt n gt P fig 14 PS 10 reference motion for axis A command processing time interpretation time of about 20 to 40 milliseconds has to be considered between two individual commands sent to the PS 10 The control unit signals received can be for example retrieved character by character every millisecond until the defined end of string identifier is received The use of the provided software tool OWISoft including SDK and DLL facilitates the setup considerably since frequently used command sequences are already recorded as functions or routines Furthermore the necessary running time check is implemented too Subject to change without notice Betriebsanleitung User Manual PS 10 nderungen vo
24. k nnen mehrere PS 10 32 von einem externen Netzteil versorgt werden Zum Durchschleifen der Versorgung von einer PS 10 32 zur n chsten sind auf einer R ckseite je zwei Rundste cker Anschl sse vorgesehen ber ein Verbindungskabel wird die Versorgung dann an die folgende PS 10 32 weitergegeben Man speist also an der ersten PS 10 32 mit dem 24V Netzteil ein und schleift die Versorgung von dort auf die anderen durch Dabei ist auf den Gesamtstromverbrauch der Positioniereinheiten zu achten F r den Dauerbetrieb kann die Steuerung Schrittmotoren bis zu 1 8A DC Servomotoren bis zu 3 5A betreiben Hinweis u Die maximale Leistung des Netzteiles darf nicht berschritten werden 6 2 Eing nge und Ausg nge Zur Interaktion mit externen Sensoren und Aktoren sind entspre chende digitale und analoge Ein und Ausg nge vorgesehen An die TTL kompatiblen Eing nge k nnen einfache Gabellicht schranken etc angeschlossen werden Mit dem TTL Ausgang ist es m glich digitale Hardware in der Anwendung direkt anzusteuern Die SPS Ausg nge steuern Magnetventile oder sonstige induktive und ohmsche Lasten direkt an gegen 24V schaltend Eigenschaften Pegel Strom Sonstiges TTL Eing nge 0 5V Analogeing nge 0 5VDC Aufl sung 10 Bit TTL Ausgang 0 5V 10mA SPS Ausg nge 0 24VDC 0 100 mA in Version PS 10 32 Leistungsausg nge 0 24VDC 1 0A PWM Die analogen Eing nge k nnen Spannungen
25. motor must be accelerated beyond this frequency with a suitable acceleration ramp or be slowed down to a lower frequency with a suitable brake ramp This acceleration or deceleration takes place by means of trapezoidal velocity time profile If necessary damping clean damper installed at the second motor shaft end is used in order to reach a higher rotary speed Nearly all standard stepper motors used by OWIS are able to comply with a frequency of 400 HzFS in start stop operation mode The PS 10 has a digital profile generator The speed profiles are periodically calculated and sent to the 2 phase stepper motor Cycle Time The cycle duration of the digital profile generator is defined by hardware Tp 256 ps Final Velocity The positioning of the axis is done by means of the point to point method The axis follows a trapezoidal velocity profile The final velocity V after the acceleration ramp is specified by one 32 bit word The value of V ranges from 1 to 2 147 483647 Note u lt must be ensured that no higher velocity is entered than the equipment is able to withstand since otherwise the mechanism may be damaged or destroyed When the speed V without dimension and the encoder line number R is given the motor speed without consideration of a gearbox is calculated as follows mestp V step frequency in micro step mode respectively Le AE step frequency normed for full step mode VST
26. or 2 INIT lt n gt command to initialise the axis Phase Current Setting for 2 Phase Step Motors Driving and holding current can be separately preset with 2 phase stepper motors The selection for axis lt n gt can be done as in the following description The value lt uv gt is defined as integer percent age of the maximum current in the pre selected current range 1 or 2 driving current DRICUR lt n gt lt uv gt command to set the drive current in holding current HOLCUR lt n gt lt uv gt command to set the holding current in current range 1 corresponding to 100 1 2A current range 2 corresponding to 100 3 3A Note m For continuous operation a current of 1 8A is permitted corresponding to 54 in current range 2 In general the lowest possible current range should be selected in order to obtain the optimal precision in high resolution micro step operation Current Limiting Setting for DC Servo Motors The suitable current range for the DC servo motors has to be set in accordance with the thermally admissible continuous current of the corresponding motor type maximum current limiting DRICUR lt n gt lt uv gt command to set the current limiting in current range 1 corresponding to 100 2 4A current range 2 orresponding to 100 6 6A Note m For continuous operation a current of 3 5A is permitted corresponding to 54 in current range 2 Subject to chan
27. processor measures the current axis position via encoder and calculates the appropriate rotational speed of the motor considering the temporal change of the posi tion parameters Encoders are fixed on the motor and directly connected to the rotor The encoder output signals are named A and B CHA and CHB with a phase shift of 90 degrees so called quadrature signals and if necessary one index pulse I per revolution The PS 10 can process TTL level or antivalent signals line driver outputs After a level transformation and a filtering the signals are transmitted directly to the microprocessor Linear Measuring System A position sensor directly coupled to the actuator motion is called linear measuring system The linear measuring system can be used instead of the encoder for position measuring 9 PID Servo Loop Algorithm The servo filter used in the PS 10 operates according to a PID algorithm An integration limit provides an upper bound for the accumulated error The PID formula is as follows output KEKE RE 5 Meaning of following abbreviations accumulated error terms from the main encoder integral gain of feedback control loop Ka differential gain of feedback control loop Kp proportional gain of feedback control loop All filter parameters and the torque signal limit are programmable so that the user is able to fine tune the filter The ranges of values and formats are listed in the following table
28. uv gt Positive Limit Position f r die Achse einstellen SLMAX1 100000 SLMAX lt n gt Positive Limit Position f r die Achse auslesen SLMAX1 100000 Subject to change without notice Betriebsanleitung User Manual PS 10 nderungen vorbehalten 23 Befehls Kommando Funktionsbeschreibung Beispiel Antwort gruppe INPUTS Aktuellen Zustand der Eing nge auslesen 4 Bit Bin rzahl INPUTS 0010 OUTPUT lt uv gt lt uv gt Aktuellen Zustand eines Ausgangs ndern OUTPUT1 0 2OUTPUTS Aktuellen Zustand aller Ausgange auslesen 5 Bit Bin rzahl 2OUTPUTS 00101 OUTMODE lt uv gt Ausgangsbetriebsart f r die Ausg nge Out1 und Out einstellen OUTMODE 1 Diese Ausg nge k nnen jeweils sowohl als digitaler Ausgang als auch alternativ als PWM Ausgang betrieben werden Ausgangsmodus 0 OUT1 und OUT digitale Ausg nge wo Ausgangsmodus 1 OUT1 digitaler Ausgang OUT2 PWM Ausgang Ausgangsmodus 2 OUT1 und OUT2 PWM Ausg nge 2 OUTMODE Ausgangsbetriebsart f r die Ausg nge Out und Out abfragen OUTMODE 1 lt Z ANIN lt uv gt Analog Eingang abfragen ANIN3 234 Angegeben wird die Kanal Nummer von 1 bis 4 zuriickgegeben wird der gewandelte 10 Bit Wert OPWM lt uv gt lt uv gt PWM Ausgang setzen OPWM1 55 Angegeben wird die Kanal Nummer von 1 bis 2 und der Aussteuerungswert von 0 bis 100 OPWM lt uv gt PWM Ausgang abfragen 20PWM1 55 Angegeben wird d
29. z B TTL Analog Eing nge so wie SPS Ausg nge angebunden werden Die PS 10 kann Punkt zu Punkt Positionierbetrieb und trapezf rmige Geschwindigkeitsprofile ausf hren In der Version PS 10 32 k nnen bis zu 32 Einheiten vernetzt werden Beliebige Kombinationen beider Motortypen sind dabei m glich Die Vernetzung erfolgt ber ein rudiment res vereinfachtes CANopen Protokoll Zwei der insgesamt vier digitalen SPS Ausg nge sind in der PS 10 32 als PWM konfiguriert um beispielsweise eine Bremse steuern zu k nnen Zum Lieferungsumfang der Steuerung geh rt auch das Software tool OWISoft Damit kann die PS 10 komfortabel konfiguriert und betrieben werden OWIS Positioniereinheiten sind in OWISoft hinterlegt und m ssen nur den jeweiligen Antrieb zugeordnet werden Integration und Betrieb von Fremdmotoren ist ebenfalls m glich 2 Ausf hrung und Lieferumfang Die PS 10 besteht aus einem Grundger t mit vorkonfigurierter Endstufe Das Ger t wird bei OWIS getestet und anschlussfertig geliefert Zum Lieferumfang der Steuerung geh ren e USB Kabel mit 2m L nge e CD mit OWISoft und Dokumentation in Deutsch und Englisch e gedruckte Version der Betriebsanleitung in Deutsch und Englisch 2 1 Standard Die Steuerung verf gt ber e USB Anschluss e 4 Eing nge f r Referenz bzw Endschalter e A TTL Eing nge e A Analogeing nge e 1 TTL Ausgang e 4 SPS Ausg nge e Anschluss f r Freigabe der Motorendstufe 1 0 Ans
30. 0 NO MESSAGE ESTAT lt n gt Read out current logical state of the limit switches and power stage feedback for the axis Bit 0 MINSTOP Bit 1 MINDEC Bit 2 MAXDEC Bit 3 MAXSTOP Bit 4 motor power stage error ESTATI ERR Error query from the error memory with a memory depth of 20 The error number is always returned as number with four digits Based on the error code its cause can be determined If the returned value is 0 there are no further error messages stored ERR EMERGINP Returns current state of emergency stop EMERGINP Subject to change without notice Betriebsanleitung User Manual PS 10 nderungen vorbehalten 43 command er command function description example response group READOWID lt n gt Read out memory contents of ONE Wire Chip from positioning unit READOWID1 0 INFOT INFO2 3 until 000 limit detection and data transfer to the PC As parameter the initial address 0x00 up to 0x70 will be passed in the se ONE Wire Chip From this Address max 16 bytes will be detected g g or it will be read until the end recognition a READOWUB lt n gt Read out memory contents of ONE Wire Chip from address 0x86 and READOWUB1 10 0x87 UserBytes in the positioning unit and transmission of data to the PC MOTYPE lt n gt lt uv gt Set motor type for the axi
31. 00 Note m Connecting and switching to another port of the PS 10 32 to the computer should only be done with unpowered control unit Anderungen vorbehalten Betriebsanleitung User Manual PS 10 Subject to change without notice Attachment I Command Table command group command function description example response ASTAT Axis state inquiry a character for each axis is returned to describe the current axis mode axis is not initialized O axis is disabled R axis initialized and ready T axis is positioning in trapezoidal profile V axis is operating in velocity mode P reference motion is in progress F axis is releasing a limit switch L axis has been disabled after approaching a hardware limit switch MINSTOP MAXSTOP B axis has been stopped after approaching a brake switch MINDEC MAXDEC A axis has been disabled after limit switch error M axis has been disabled after motion controller error axis has been disabled af er timeout error phase initialization active step motor axis axis not enabled xis has been disabled after motion error rror unknown state of axis Il Do oa u ASTAT IIORRTTJV MSG general status request Read out the message exit buffer the message exit buffer is used only for error messages which concern the command interface wrong command missing parameters invalid value
32. 0000 This command reads out the travel ascertained by referencing in mode 6 and 7 AMPST lt n gt Query state of the axis AMPST1 0 Bit 0 temperature error for the axis Bit 1 error for axis because of emergency stop is switched off Bit 2 error by reading a wrong motor code Bit 3 error by activated short circuit protection AMPMODE lt n gt Set state for the axis AMPMODE1 With this command the type of quick de excitation for the axis can be set Bit 0 and Bit 1 type of de excitation for the chopper 00 slow 01 15 mixed 10 48 mixed 11 fast Bit 2 blanking time 0 short 1 long Bit 3 Ext Mode de excitation when enable to low 0 fast 1 slow Bit 4 Enable withdraws current at zero crossing Bit 5 inverts rotational direction for stepper motor AMPMODE lt n gt Query mode for axis AMPMODE 1 3 SLAVEID lt uv gt Set Slave ID for CAN Daysy Chain 00 to 99 SLAVEID 64 SLAVEID Query Slave ID SLAVEID 64 RESETMB Release reset main board RESETMB ERRCLEAR Clear error memory ERRCLEAR nderungen vorbehalten Betriebsanleitung User Manual PS 10 Subject to change without notice 44 command group command function description example response INIT lt n gt Enable the motor power stage release and activate position control loop INIT1 With this command the axis is initialized completely the motor is powered and the position c
33. 1 50 des Maximalstromes einstellen DRICUR lt n gt Fahrstrom bei Schrittmotorachse in Prozent auslesen DRICUR1 50 HOLCUR lt n gt lt uv gt Haltestrom bei Schrittmotorachse in Prozent einstellen HOLCUR1 30 HOLCUR lt n gt Haltestrom bei Schrittmotorachse in Prozent auslesen HOLCUR1 30 ATOT lt n gt lt uv gt Achsen Timeout Zeit einstellen in Millisekunden ATOT1 20000 0 schaltet die Timeout Uberwachung ab ATOT lt n gt Achsen Timeout Zeit abfragen ATOT1 20000 FKP lt n gt lt uv gt Regelparameter KP f r die Achse einstellen FKP1 25 FKP lt n gt Regelparameter KP f r die Achse abfragen FKP1 25 FKD lt n gt lt uv gt Regelparameter KD f r die Achse einstellen FKD1 5 FKD lt n gt Regelparameter KD f r die Achse abfragen FKD1 5 FKI lt n gt lt uv gt Regelparameter KI f r die Achse einstellen FKI1 10 5 FKl lt n gt Regelparameter KI f r die Achse abfragen FKIN 10 FIL lt n gt lt uv gt Regelparameter Integrationslimit f r die Achse einstellen FIL1 100000 5 FIL lt n gt Regelparameter Integrationslimit f r die Achse abfragen FIL1 100000 FST lt n gt lt uv gt Sample Zeit f r die Achse einstellen in Mikrosekunden FST1 500 8 FST lt n gt Sample Zeit f r die Achse abfragen in Mikrosekunden 2FST1 500 FDT lt n gt lt uv gt Verz gerungszeit des D Anteils f r die Achse einstellen in Sample Zeit Zyklen FDT1 5 FDT lt n gt Verz gerungszeit des D Anteils f r die Achse abfragen in Sample Zeit Zyklen
34. BETRIEBSANLEITUNG USER MANUAL Positioniersteuerung Position Control Unit PS 10 9013 0185 15 11 2012 D A CH Laser 2000 GmbH 82234 Wessling Tel 49 8153 405 0 info laser2000 de www laser2000 de FRANCE Telecom Laser 2000 SAS 78860 St N I Breteche Tel 33 1 30 80 00 60 info laser2000 fr www laser2000 fr FRANCE Photonic Laser 2000 SAS FR 33600 Pessac Tel 33 5 57 10 92 80 info laser2000 fr www laser2000 fr IBERIA Laser 2000 SAS 28034 Madrid Tel 34 650 529 806 info laser2000 es www laser2000 es NORDICS Laser 2000 GmbH 112 51 Stockholm Tel 46 8 555 36 235 info laser2000 se www laser2000 se nderungen vorbehalten Copyright reserved by OWIS 2008 Subject to change without notice Inhalt 1 Allgemeines tee E 5 2 Ausf hrung und Lieferumfang sssssssssesssinssinninenreniesnrerneneen 5 AES 1102 10 EN geed 5 DAV OO OE E E E 5 2 3 OPTION A E E E mens renier 5 SEENEN 6 Strome und Spannlingen aunssesseietieskteinahn 6 4 Normen und Rchtlinten 6 ARE 0100 EE 6 6 Aufbau der Steustung smsusejmnjsednsiindnnfasdesduiviedsdrsejie 7 KEIER 7 Anzeige der Status LEDs ss ssssssssissiseissinsinererrnrrnrrnnrnnrnnrnne 7 6 1 Anschl sse ceeccceceseseseceeeseeeesceeseeeeeceteneteeesenseeeeteeneneees 8 el E 8 Universal Motoranschluss eeennnennn 8 End und Reiererzeschalter 8 deele EI 8 StrOMVerSO gun 8 Sicherungskonzept sevevevrv
35. Befehlssatz der PS 10 18 14 1 PS 10 32 CANopen Vernetzung 18 Anhang RE E 19 II Relevanz der Parameter f r verschiedene Motortypen 25 III Belegungstabelle ccecesesssssssssesesssesssssessssssessssnessseseeees 25 le ENEE 25 BUS SYSTEI ere ae eaen ere Ze Sen 25 Universal Motorstecker eneennenenn 26 EU K nformit tserkl tung 22m 51 12 3 Time Out Monitoring 40 13 Instructions Concerning the Setup of User Application Software A 14 Command Set for the PS 10 42 14 1 CANopen Networking of PS 10 32 42 Attachment I Command Table ss gangs gunn 43 II Relevance of the Parameters for different Motor Types 49 Il Connecting Table 49 i OUTOUES sanset energi peas deere 49 BUS System a Gedeelt geheie get 49 Universal Motor Connector s ssssssssssiessiessiersresresressressrerens 50 UE Declaration of Conformity 51 nderungen vorbehalten Betriebsanleitung User Manual PS 10 Subject to change without notice 1 Allgemeines Die OWIS Steuerung PS 10 ist eine 1 Achs Positioniersteuerung die f r einfache Steuerungsaufgaben eingesetzt werden kann Sie kann entweder 2 Phasen Schrittmotoren Open Loop bis 1 8A oder DC Motoren mit Encoder Cosed Loop bis 3 5A steuern F r die Kommunikation mit einem PC ist eine USB Schnittstelle integriert Weitere Peripherie kann ber zahlreiche Ein und Ausg nge wie
36. C ist ein 16 bit Wort anzugeben der Wertebereich reicht von 1 bis 2 147 483 647 Dauer der Trapezprofil Beschleunigungsrampe bei gegebener Geschwindigkeit V und Beschleunigung ACC V At 1s ACC Anlauf Nachlaufdauer in Sekunden Zur ckgelegte Distanz w hrend der Trapezprofil Beschleunigungsrampe 2 V As 1 Inkrement Nachlaufweg in Inkrementen 2 ACC 11 Inbetriebnahme der PS 10 11 1 Vorbereitung der Steuerung Aufstellung Die Steuerung ist f r einfache Steuerungsaufgaben in Forschung Entwicklung sowie fir industrielle Anwendungen konzipiert Sie darf nur in trockener staubarmer Umgebung betrieben werden Grundsatzlich wird sie freistehend betrieben Hinweis m W rmestau an der Steuerung ist zu vermeiden 11 2 Anschluss der Peripherie und Ger te Vor dem Einschalten der Steuerung m ssen s mtliche Anschluss stecker f r Ger te und Peripherie angeschlossen sein damit sie von der Steuerung erkannt und initialisiert werden Es m ssen e die Positioniereinheit e die Stromversorgung e der Computer sowie f r eine Multipoint Vernetzung der PS 10 32 e das Verbindungskabel zur Signal bertragung mit Abschlusssteckern Abschlusswiderstand e die Vernetzung der Stromversorgung bzw alternativ ein oder weitere Netzteile angeschlossen werden Die Verbindung zum Computer erfolgt ber die USB Schnittstelle Daf r ist eine Treiberinstallation notwendig Der Treiber befindet s
37. MAND ERROR wird in den Meldungspuffer geschrieben wenn der gesendete Befehl syntaktisch nicht korrekt war d h vom Befehlsinterpreter nicht erkannt wurde 06 REPLY IMPOSSIBLE wird ausgegeben wenn die Antwort nicht gesendet werden konnte z B weil der Sendepuffer noch nicht leer ist 07 AXIS IS INWRONG STATE wird in den Meldungspuffer geschrieben wenn ein Fahr oder Konfigurierungsbefehl gesendet wurde der nicht ausgef hrt werden konnte da sich die Achse momentan in einem anderen Fahrzustand befindet ESTAT lt n gt Aktuellen logischen Zustand der Endschalter und Endstufenr ckmeldung ESTATI 10101 der Achse auslesen Bit 0 MINSTOP Bit 1 MINDEC Bit 2 MAXDEC Bit 3 MAXSTOP Bit 4 R ckmeldung der Endstufe ERR Abfrage eines Fehlers aus dem Fehlerspeicher mit einer Speichertiefe von 20 ERR 1211 Die Fehlernummer wird immer als 4 stellige Zahl zur ckgegeben Anhand des Fehlercodes kann die Ursache ermittelt werden Wird 0 zur ckgegeben so sind keine weiteren Fehler mehr gespeichert EMERGINP Gibt den aktuellen Zustand des NOT AUS Eingangs zur ck EMERGINP 1 Subject to change without notice Betriebsanleitung User Manual PS 10 nderungen vorbehalten 19 Befehls gruppe Kommando Funktionsbeschreibung Beispiel Antwort Allgemeine Statusabfragen READOWID lt n gt lt uv gt Auslesen des Speicherinhaltes des One Wire Chips in der Positioniereinheit
38. Possible messages are 00 NO MESSAGE AVAILABLE will be returned after the attempt to read out the message buffer even though no message is currently present 01 PARAMETER BEFORE EQUAL WRONG will be written into the mes sage buffer if the command interpreter has failed to convert the parameter before the equals sign into a number correctly 02 AXIS NUMBER WRONG will be written into the message buffer if the command interpreter has failed to evaluate the given axis number correctly valid 1 03 PARAMETER AFTER EQUAL WRONG will be written into the message buffer if the command interpreter has failed to convert the parameter after the equals sign into a number correctly 04 PARAMETER AFTER EQUAL RANGE will be written into the message buffer if the command interpreter has recognized that the parameter after the equals sign is beyond its valid range 05 WRONG COMMAND ERROR will be written into the message buffer if a syntax error has occurred i e the command interpreter has not been able to recognize the given command 06 REPLY IMPOSSIBLE will be returned if the reply could not be transferred to the host because the output buffer is not yet empty e g 07 AXIS IS IN WRONG STATE will be written into the message buffer if a positioning command or a confi guration parameter has been sent that could not be recognized because the axis is currently in a different motion state 2 MSG 0
39. able contains the specific profile parameters for the trapezoidal point to point mode profile format word range parameters length position 32 0 32bit 2 147 483 648 2 147 483 647 counts velocity 32 0 16bit 1 2 147 483 647 counts cycle acceleration 132 0 16bit 1 2 147 483 647 counts cycle deceleration For this profile them host specifies an initial acceleration and deceleration a velocity and a destination position The profile is named after the curve shape fig 5 the axis accelerates linearly on the basis of the programmed acceleration value until it reaches the programmed speed Afterwards the axis slows down linearly using the deceleration value until it stops at the defined position If the programmed travelling distance is so short that deceleration must begin before the axis reaches the programmed velocity the profile will not have a constant velocity range and the trapeze becomes a triangle fig 6 velocity v gt oO time t fig 5 Trapezoidal profile A acceleration D deceleration A D gt 3 time t s fig 6 Triangle profile A acceleration D deceleration The acceleration and deceleration ramps are symmetric The acceleration parameter is always used at the beginning of the movement sequence Afterwards the value for acceleration is used in the same direction and the value for deceleration is used in opp
40. and provides the current encoder position for an open loop stepper motor run with an encoder RELAT lt n gt Set entry mode of coordinates for the axis to relative RELAT1 indication of the signed travel distance v ABSOL lt n gt Set entry mode of coordinates for the axis to absolute ABSOL1 indication of the signed target position 5 MODE lt n gt Query the active current entry mode of coordinates for the axis MODE1 ABSOL E PVEL lt n gt lt uv gt Set maximum positioning velocity for the axis PVEL1 10000 Used for the trapezoidal profile PVEL lt n gt Read out maximum positioning velocity for the axis PVELI 10000 2 FVEL lt n gt lt uv gt Set limit switch release speed for the axis unsigned value FVEL1 1000 E FVEL lt n gt Read out limit switch release speed for the axis FVEL1 1000 2 ACC lt n gt lt uv gt Set acceleration run up ramp for the axis ACC1 300000 Used for all modi trapezoidal velocity mode etc ACC lt n gt Read out acceleration for the axis PACCI 300000 Subject to change without notice Betriebsanleitung User Manual PS 10 nderungen vorbehalten 45 46 command group command function description example response MCSTP lt n gt lt uv gt Set micro step resolution with the stepper motor axis MCSTP1 50 MCSTP lt n gt Read out
41. ay from the motor are similarly named MAXDEC and MAXSTOP Subject to change without notice Betriebsanleitung User Manual PS 10 nderungen vorbehalten 39 40 limit switches negative range limit switches positive range forbidden positive range forbidden negative range allowed motion range fig 11 Function of limit switches Working Principle of the Limit Switch Monitoring 1 MINSTOP Actuation of this limit switch with motion in negative direction results in immediate disable of the motor power after a certain reaction time which can be some milliseconds DC servo motor The motor is disabled However the residual kinetic energy leads to some remaining movement until it is used up by friction or stoppers Step motor open loop If the current travel frequency with which it is stopped was higher than the system start stop frequency the kinetic energy in the system leads to a remaining motion This motion cannot be detected by the control unit thus result ing in a wrongly indicated potision A reference travel is neces sary to match the current position with the motor steps 2 MINDEC Actuation of this limit switch results in execution of a deceleration ramp using a programmable deceleration value After execution of the braking ramp the motor will not be switched off but is still under control If the follow up path of the deceleration ramp has been too big and the slide reached the MINSTOP
42. been changed will also be overwritten during the initialization Software Following tools are included with purchase the software tool OWISoft the USB driver and the software interface SDK API for C C CH and LabView Version 5 0 and above The USB driver is compatible with Windows 2000 Windows XP Win dows Vista 32 64 bit Windows 7 32 64 bit The software inter face includes example programs with source code and help files When starting up using OWISoft the respective parameters of the OWIS positioning units are stored and need only be selected Note u The stored parameters are for unloaded positioning For optimum running the control parameters for the PID control loop have to be set for specific loads Please see the OWISoft user s guide chapter 3 7 For start up by a user application software the chapter Instructions Concerning the Setup of User Application Software follows In addition the command table for the PS 10 can be found CANopen Networking of PS 10 32 Activating a networked control unit is made by master slave addressing ID The control connected via USB becomes automati cally the master The corresponding IDs to the control units are pre configured and can be seen in the acceptance certification see Slave ID If a reconsigment of a slave ID is necessary please start the application PS10 CANconfig exe in the directory 0WISoft Application System To change a
43. bject to change without notice Betriebsanleitung User Manual PS 10 nderungen vorbehalten 6 1 Anschliisse Die Anschl sse der PS 10 befinden sich auf der Geh usevorder und auf der Geh user ckseite Dies sind Schnittstellen zur Kommunika tion Ein und Ausg nge f r Peripherie sowie der Anschluss f r den Positionierer siehe Bild 1 und 2 Anschluss Funktionen Buchse USB Slave Kommunikation mit einem PC USB Buchse Typ B nteraktion mit externer Hardware D Sub 25 poliger Stecker TTL Ein Ausg nge nteraktion mit externer Hardware D Sub 25 poliger Stecker Analog Eing nge SPS Ausg nge nteraktion mit externer Hardware D Sub 25 poliger Stecker Universal Motorversorgung mit D Sub Motor Haltebremse und Encoder Endschalteranschluss Anschlussstecker 37 poliger Stecker DC Rundstecker 5 5x2 1x11mm 24V Netzanschluss Spannungsversorgung Verbindungskabel in Version PS 10 32 BUS Schnittstelle Interaktion mit weiterer Steuerung D Sub an CAN angelehnt 9 poliger Stecker USB Schnittstelle Die PS 10 hat eine USB 2 0 Slave Schnittstelle der Anschluss befindet sich auf der Ger tevorderseite Die Schnittstelle ist USB 1 1 und 2 0 kompatibel Die USB Schnittstelle der PS 10 ist als sogenannte COM Br cke realisiert Der Windows Ger tetreiber erkennt die PS 10 als USB Serial Port und weist ihr eine COM Portnummer zu die vom Anwender bei Bedarf ver nder
44. chluss e Motoranschluss D Sub 37 polig mit Anschluss f r Motorhaltebremse Option End Referenzschalter und weitere Signale siehe Pinbelegung 5 26 e Rundstecker zum Durchschleifen der Stromversorgung von PS 10 32 zu PS 10 32 2 2 Zubeh r Folgendes Zubeh r ist erh ltlich e Externes Tischnetzteil zur Stromversorgung AC 100 240V DC 24 V 90 W e Anschlusskabel mit Stecker f r unterschiedliche Positioniersysteme 2 3 Option Die Version PS 10 32 verf gt zus tzlich ber e 2 der 4 SPS Ausg nge als PWM konfiguriert z B zur Ansteuerung der Motorhaltebremse e BUS Schnittstelle an CANopen Bus angelehnt Folgendes Zubeh r ist erh ltlich e Verbindungskabel f r Bus Schnittstelle 2m lang e Abschlussstecker f r Bus Schnittstelle Abschlusswiderstand e Verbindungskabel zum Durchschleifen der Stromversorgung 2m lang Subject to change without notice Betriebsanleitung User Manual PS 10 nderungen vorbehalten 3 Sicherheit Die Verwendung der PS 10 sollte ausschlie lich von autorisiertem Fachpersonal und unter Ber cksichtigung der Vorschriften der Unfallverh tung sowie den Vorschriften der Elektroindustrie durchgef hrt werden Beachten Sie hierzu auch die entsprechenden im Datenblatt aufgef hrten Sicherheitshinweise Nicht qualifizierte Personen d rfen die Steuerung nicht in Betrieb nehmen Das Steuerger t ist f r Betriebstemperaturen von 10 bis 40 C und Lagerungstemperaturen von 10 bis 50 C
45. chse stromlos nach Motion Controller Fehler Z Achse stromlos nach Timeout Fehler H Phaseninitialisierung aktiv Schrittmotor Achse AU Achse nicht freigegeben E Achse stromlos nach Bewegungsfehler 4 Fehler unbekannter Achsenstatus MSG Liest den Message Ausgangs Buffer aus der Message Ausgangs Buffer MSG 00 NO MESSAGE Allgemeine Statusabfragen wird nur f r Fehlermeldungen die die Kommando Schnittstelle betreffen falscher Befehl fehlende Parameter ung ltiger Wert verwendet Folgende Meldungen sind m glich 00 NO MESSAGE AVAILABLE wird ausgegeben wenn der Meldungspuffer ausgelesen wird obwohl keine Meldung verf gbar ist 401 PARAMETER BEFORE EQUAL WRONG wird in den Meldungspuffer geschrieben wenn der Befehlsinterpreter den Parameter vor dem Gleichheitszeichen nicht korrekt in einen Zahlenwert umwandeln konnte 02 AXIS NUMBER WRONG wird in den Meldungspuffer geschrieben wenn der Befehlsinterpreter die bergebene Achsennummer nicht auswerten konnte zul ssig 1 03 PARAMETER AFTER EQUAL WRONG wird in den Meldungspuffer geschrieben wenn der Befehlsinterpreter den Parameter nach dem Gleichheitszeichen nicht korrekt in einen Zahlenwert umwandeln konnte 04 PARAMETER AFTER EQUAL RANGE wird in den Meldungspuffer geschrieben wenn der Befehlsinterpreter erkannt hat dass der Parameter hinter dem Gleichheitszeichen au erhalb des zul ssigen Wer tebereichs liegt 05 WRONG COM
46. cht ben tigt optional 1 Verwendung ist m glich jedoch ist darauf zu achten dass der hier gesetzte Wert gr Ber oder gleich dem maximalen PWM Wert fir DRICUR bzw HOLCUR ist Der Ausgang wird auf jeden Fall auf den per MAXOUT definierten Wert begrenzt Wird ein zu kleiner Wert gewahlt funktioniert der Mikroschrittbetrieb nicht mehr ordnungsgem Subject to change without notice Betriebsanleitung User Manual PS 10 nderungen vorbehalten 25 26 Universal Motorstecker Pinbelegung des 37 poligen D Sub female Pin DC Motor Schrittmotor OL 9 Motor Phase 1 8 Motor Phase 1 2 17 Motor Phase 2 16 Motor Phase 2 15 Motorcodierung 14 Motorcodierung 13 GND 12 5V E 11 Encoder A 2 10 Encoder A 9 Encoder B 8 Encoder B 7 Encoder Index 6 Encoder Index 5 MINSTOP 4 MINDEC 3 MAXDEC 2 MAXSTOP 1 GND 37 Motorhaltebremse 24V 36 Motorhaltebremse 35 reserviert 34 reserviert a 33 reserviert 5 32 reserviert an 131 GND E E 30 5V WER OWISid 28 reserviert 27 reserviert 26 reserviert 25 reserviert 24 reserviert 23 reserviert 22 5V 21 GND 20 24V nderungen vorbehalten Betriebsanleitung User Manual PS 10 Subject to change without notice USER MANUAL 2 DLL DN 1 RH OU Brun ng Bes
47. der Achse freifahren Nachdem ein Antrieb in einen EFREE 1 Limit Schalter MINSTOP MAXSTOP oder Bremsschalter MINDEC MAXDEC gefahren ist kann mit diesem Befehl der Antrieb aus dem Schalter heraus gefahren werden Die Richtung der Bewegung wird dabei selbstt tig entschie den je nachdem ob ein positiver oder negativer Endschalter aktiviert ist MON lt n gt Endstufe Freigabe einschalten und Positionsregler aktivieren MONI Mit diesem Befehl wird die Achse nachdem der Motor stromlos geschaltet war wieder eingeschaltet und befindet sich anschlie end im bestromten Zustand mit aktivem Positionsregler MOFF lt n gt Endstufe Freigabe ausschalten und Positionsregler deaktivieren MOFF1 Mit diesem Befehl wird der Positionsregler deaktiviert und die Freigabe Leitung f r die Endstufe deaktiviert CNT lt n gt lt sv gt Aktuellen Positionsz hler f r die Achse setzen CNT1 5000 CNT lt n gt Aktuellen Positionsz hler f r die Achse auslesen 2CNT1 5000 CRES lt n gt Aktuellen Positionsz hler f r die Achse nullen CRES1 VACT lt n gt Aktuelle Geschwindigkeit der Achse auslesen VACT1 10000 ENCPOS lt n gt Aktuellen Positionsz hler des Encoders f r die Achse auslesen ENCPOS1 5000 Dieser Befehl liefert bei Open Loop Schrittmotorachsen die aber mit Encoder betrieben werden die aktuelle Encoder Position zur ck RELAT lt n gt Positionsangaben f r die Achse auf relativ umschalten RELATI Angabe des Weges mit Vorzeichen ABSOL lt n gt
48. e Mcstp p tre y p Note can be set r A maximum frequency of fys max Herefrom the motor rotary speed for a stepper motor without consideration of a gearbox with R full steps per motor revolution results to n EE ED revolutions per minute RPM min Mcstp R P respectively Nppc EE EE revolutions per second RPS 5 Mcstp R P For the conversion of the motor rotary speed to the positioning velocity of mechanism mechanical data such as spindle pitch and where appropriate the influence of a gearbox must also be taken into consideration Acceleration for Trapezoidal Velocity Profiling The acceleration ACC is specified by a 16 bit word The values of ACC range from 1 to 2 147 483 647 When the velocity V and the acceleration ACC are given the duration of trapezoidal profile acceleration ramp is calculated as follows At 1s _ ACC acceleration deceleration duration in seconds Travelled distance during the trapezoidal profile acceleration deceleration As 1Mcstp deceleration in microsteps y2 2 ACC 10 2 DC Servo Motor General Information The PS 10 has a digital position speed controller Output and control variables are periodically calculated The acquisition of the actual position value is done in the simplest case by means of a rotary encoder also just called an encoder which is attached to the 2nd shaft extension of the motor The most important parameter of the encod
49. ementiert ist Subject to change without notice Betriebsanleitung User Manual PS 10 nderungen vorbehalten 17 18 14 Befehlssatz der PS 10 Generelles zum Format der Befehle Jeder Befehl wird ber die USB Schnittstelle in Form von ASCII Zeichen bertragen Die einzelnen Zeichen eines Befehls werden automatisch in Grossbuchstaben umgewandelt Jeder Befehl wird mit CR oder CR LF oder LF einstellbar abgeschlossen Weiterhin ist der Antwortmodus einstellbar TERM Dazu gibt es 3 Einstellungen 1 Beim Auslesen des Message Ausgangs Buffers wird nur eine zweistellige Zahl zur ckgegeben Fehlercode Diese Einstellung wird vorzugsweise bei Ansteuerung ber Software gew hlt da die Ger temeldungen hier am k rzesten sind womit der Befehlsdurchsatz optimiert wird 2 Beim Auslesen des Message Ausgangs Buffers wird eine zweistellige Zahl mit Klartext ausgegeben 3 Wie 2 und zus tzlich wird jeder ausgef hrte Befehl der keinen Wert zur ckmeldet mit OK quittiert R ckmeldungen werden auch entweder mit CR oder CR LF oder LF zur ckgesendet einstellbar Im ersten Antwortmodus TERM 0 werden die bin ren Informationen z B Endschalterkonfiguration Endschalterstatus digitale analoge Eing nge Ausg nge usw als Bits einer Dezimalzahl angegeben In den anderen Modi TERM 1 TERM 2 werden diese Werte als bin re Zahl angegeben Dies gilt sowohl f r die Abfrage als auch f r die Einstellung ein
50. er is the number of encoder lines R This is the number of the light dark periods on the encoder disc for each motor shaft revolution The signals go through a quad evaluation which results in a generally 4 fold higher resolution than the number of encoder lines Servo Loop Cycle Time The cycle duration of the digital controller is also called cycle time It is defined by hardware The minimum cycle time is 204 us If necessary it can be increased T 204 20 000 us Only integer values can be sent to the PS 10 Default value presetting T 256 us Final Velocity The positioning of the axis is done by means of the point to point method The axis follows alternatively a trapezoidal velocity profile The final speed V without dimension after acceleration ramp is specified by a 32 bit word Its values range from 1 to 2 147 483 647 Subject to change without notice Betriebsanleitung User Manual PS 10 Anderungen vorbehalten 37 38 Note a It must be ensured that no higher speed is entered than the equipment is able to withstand otherwise the mechanism may be damaged or destroyed At a given speed V dimensionless and an encoder line number R the motor speed without consideration of a gearbox is calculated as follows EE EE revolutions per minute min AR p respectively al NA revolutions per second y 4R respectively increment Qu DSH LEER increments per second S T
51. erie und Ger te 14 UN SET 14 Wull 14 GENEE 14 PS 10 32 CANopen Vernetzung 15 12 Febler berwachunmg 15 12 1 Endschalter siioni 15 Funktion der Endschalter Uberwachung 2 22 22 0 15 Konfiguration der End und Referenzschalter 16 Wiederinbetriebnahme nach Achsertehler 16 12 2 Endstufen Fehler berwachung 16 Content T Gener llintormationinuuassoseseangndntddenmtssdsede 29 2 Setup and Scope of Delivery 29 DV SCAN G EEE ere 29 2 2 ACCRSSONIES ENEE 29 VES Tele 29 EEN 30 C rrents and VoltageS issii 30 4 Standards and Directives 30 5 Technical Overview cecescsesececesesesesesesesesesetetseseeasenenseeeees 30 6 Setup of th Control Nitra seen 31 Status LEDS asierea disirei ege ven hode id de do Bod sees 31 Display of the status LEDS ssssssssssinssinsninsnisriesnrnnrnenrnnnn 31 GT OS EIERE 32 USB Inter aCe EE ER 32 Universal Motor Connector 32 Limit and Reference Switches 32 EN OdePINDUE BIPPPFPFPEIFPFPFPEPFEFEFEFEFEFETEFETEFEFEFEFEFETERITEFEFEFETEFEFEFEFFR 32 Power supply nenne 32 Safety Fuse Concept 32 Eu E 32 Connection for Power Supp 33 6 2 In and Output 33 6 3 Selection of the Current Range for the Motor Power Stage 33 Phase Current Setting for 2 Phase Step Motors 33 Current Limiting Setting for DC Servo Motor 33 6 4 Control Board Setting 34 iwel e ER 34 T CONtOLFUNGUONS Aa een 35 7 1 Trapezo
52. errupted KS The drive decelerates with the preset ramp parameters and halts 3 VSTP lt n gt Stop velocity mode for the axis VSTP1 If the axis is in the velocity mode this command will terminate this mode and stop the axis EFREE lt n gt Release limit switch es of the axis After a drive has moved onto a EFREE1 limit switch MINSTOP MAXSTOP or brake switch MINDEC MAXDEC the active switch es can be released using this command The direction of the movement is automatically decided according to whether a positive or negative limit or break switch is activated MON lt n gt Enable the motor power stage and activate position control feedback loop MON1 With this command the axis that has been switched off previously by means of the MOFF command can be switched on again Position control loop and the enable input for the power stage are activated MOFF lt n gt Disable the motor power stage and deactivate position control feedback loop MOFF1 With this command position control loop and the enable input for the power stage are deactivated The motor is switched off CNT lt n gt lt sv gt Set current position counter for the axis CNT1 5000 CNT lt n gt Read out current position counter for the axis 2CNT1 5000 CRES lt n gt Reset current position counter for the axis CRES1 VACT lt n gt Read out current speed for the axis 2VACT1 10000 ENCPOS lt n gt Read out current encoder position counter for the axis ENCPOS1 5000 This comm
53. es Wertes Die Daten im Arbeitsspeicher werden mit dem Ausschalten der Steuerung gel scht Nach dem erneuten Einschalten werden die Parameter aus dem EEPROM geladen Mit dem Befehl SAVEPARA kann nach dem Ver ndern der Konfiguration die nderung resident abgespeichert werden Bei Befehlen mit einer R ckantwort z B Abfragen von Parametern wird die Antwort sofort zum PC zur ckgeschickt lt n gt Achsennummer 1 lt uv gt Zahlenwert ohne Vorzeichen lt sv gt Zahlenwert mit Vorzeichen 14 1 PS 10 32 CANopen Vernetzung Das Protokoll auf der USB Schnittstelle wurde um die Slave Adresse erweitert Diese wird in dezimaler Form immer mit zwei Stellen den ASCII Befehlen vorangestellt 64 VERSION 64PVEL1 100000 01 VERSION 01PVEL1 100000 Die Kommandos die ber USB empfangen werden berpr ft die PS 10 32 zun chst auf die Slave Adresse Ist keine Slave Adresse vorangestellt so wird das Kommando direkt bearbeitet Wird eine Adresse vorangestellt wird zuerst auf die eigene Adresse berpr ft Ist es die eigene so wird das Kommando ebenfalls sofort ausgef hrt Ist es eine fremde Adresse so wird das Kommando umgeformt und es erfolgt mit dem CANopen Protokoll ein Zugriff auf das Objekt Verzeichnis des entsprechenden PS 10 32 Slave wodurch das Kom mando dann auf der Slave PS 10 32 ausgef hrt wird Die Antwort wird von dieser Slave PS 10 32 wieder zur ck bertragen und von der Master PS 10 32 an den PC weitergegeben
54. eschlossenen Positioniereinheit vorhanden sind kann mit dem Befehl SMK definiert werden Ein gesetztes Bit 1 bedeutet dass der jeweilige Schalter ausgewertet wird Die Endschalterpolaritat wird mit dem Kommando SPL vorgew hlt Der bergebene Wert definiert ob Endschalter bzw Referenzschalter low oder high aktiv sein sollen Ein gel schtes Bit bedeutet dass der jeweilige Schalter low aktiv ist z B Schlie erkontakt nach Masse d h offen in nicht bet tigtem Zustand Ein gesetztes Bit Standardkonfiguration bedeutet dass der jeweilige Schalter high aktiv ist z B ffnerkontakt nach Masse d h geschlossen in nicht bet tigtem Zustand Die Endschaltereing nge arbeiten standardm ig mit 5V CMOS Pegel wobei Open Collector NPN oder Push Pull Ausg nge gleicherma en angeschlossen werden k nnen da hochohmige Pullup Widerst nde 4 7kOhm nach 5V bereits ger tintern vorgesehen sind Wiederinbetriebnahme nach Achsenfehler Nachdem ein Achsenfehler durch Bet tigung eines Limit Schalters MINSTOP oder MAXSTOP aufgetreten ist wird die Achse lt n gt wie folgt wieder in Betrieb genommen 1 Initialisierung mittels Befehl INIT lt n gt 2 Freifahren des Limit Schalters mittels Befehl EFREE lt n gt 12 2 Endstufen Fehler berwachung Die Endstufe meldet ihren Status zur ck Dieses Signal wird zyklisch kontrolliert Meldet eine Endstufe einen Fehler so wird der Antrieb stromlos gesc
55. f the 4 SPS outputs are configured a PWM e g to control a motor holding brake e bus interface for cross linking based on CANopen Following accessories are available e connecting cable for bus interface 2m long e terminating connectors for bus interface e connecting cable 2 m long for power supply Subject to change without notice Betriebsanleitung User Manual PS 10 Anderungen vorbehalten 29 30 3 Safety The PS 10 should only be used by authorized qualified personnel and under consideration of the regulations for the prevention of industrial accidents and for the electrical industry Read the safety instructions on the data sheet Unqualified persons should not operate the position control The control unit is designed for an operating temperature range from 10 up to 40 C and storage temperature from 10 up to 50 C Protect against high humidity vibration and explosive gases Before opening the device must be switched off and unplugged Connection and installation work should only be done with equip ment unpowered Installation and use of equipment must be in accordance with the standards of the declaration of conformity In order to enable the motor output stage jumper JP7 on the con trol board must be plugged see 6 4 If the jumper is not plugged the galvanically separated external release input can be used For that purpose the input must be supplied with a voltage of 5 V If neither the ju
56. ferentialanteil des Lagereglers Kp Proportionalanteil des Lagereglers Alle Filterparameter und die Drehmomentsignalbegrenzung sind programmierbar so dass der Filter durch den Anwender fein abgestimmt werden kann Wertebereiche und Formate werden in der folgenden Tabelle aufgelistet Terminus Name Bereich lim Begrenzung 32 bit unsigned 0 2 124 483 647 Integralanteil Ki Integralanteil 16 bit unsigned 0 32 767 des Lagereglers Ka Differentialanteil 16 bit unsigned 0 32 767 des Lagereglers Kp Proportionalanteil 16 bit unsigned 0 32 767 des Lagereglers Begrenzung Integralantel K Zielposition _ i i gt gt X gt Filter gt Ausgang Istposition J N Zeitkonstante Differentialanteil Bild 9 Struktur des digitalen Filters nderungen vorbehalten Betriebsanleitung User Manual PS 10 Subject to change without notice 10 Positioniergeschwindigkeit und beschleunigung Berechnung 10 1 2 Phasen Schrittmotor Open Loop Allgemeines Jede schrittmotorgetriebene Mechanik besitzt eine insbesondere von Motortyp Systemreibung und Last Tr gheitsmoment abh ngige sog Start Stop Frequenz Die Start Stop Frequenz bezeichnet die maximale Fahrfrequenz des betreffenden Schrittmotors mit welcher dieser noch aus dem Stillstand ohne Beschleunigungsphase loslaufen kann Es ist blich diese und andere Kennfrequenzen von
57. ge without notice Betriebsanleitung User Manual PS 10 nderungen vorbehalten 33 34 6 4 Control Board Settings Jumper Settings EE duu 1 Ad Le SS Set Soo o RR D Ven Ves he gt ar u PER 04 dh N ss EGE d e SCH nen G 0 oo Bose fog JP2 on A fig 4 Jumper presets for the control card defined by OWIS presetting jumper function setting possibilities defined by note OWIS JP1 2 phase step motor 1 2 plugged 2 phase step motor plugged value preset by manufacturer resp DC servo motor 2 3 plugged DC servo motor suitably must not be changed JP2 2 phase step motor 1 2 plugged 2 phase step motor plugged value preset by manufacturer resp DC servo motor 2 3 plugged DC servo motor suitably must not be changed JP3 Firmware Update 2 3 operation plugged value preset by manufacturer or Operation mode must not be changed JP4 internal use 2 3 normal operation plugged value preset by manufacturer must not be changed JP7 output stage release jumper plugged release plugged jumper open release with external release input possible F1 5A slow blow for the protection of the external 24V power input for the control unit nderungen vorbehalten Betriebsanleitung User Manual PS 10 Subject to change without notice 7 Control Functions 7 1 Trapezoidal Point to Point Profile The following t
58. generiert 24VDC 90W ebenso versorgt es die Ein und Ausg nge auf der Platine Diese Versorgungsspannungen f r Logik und Leistung sind nicht galvanisch getrennt Sicherungskonzept F r die Steuerung ist eine Schmelzsicherung vorhanden die entsprechend dem maximal auftretenden Strom ausgelegt ist Standardm ige Absicherung der Steuerung 5AT F r die Endstufe ist eine entsprechende bertemperatursicherung vorhanden In Version PS 10 32 zus tzlich BUS Schnittstelle ber ein an CANopen angelehntes BUS System k nnen bis zu 32 Einheiten miteinander vernetzt werden Die erste PS 10 32 wird via USB an einen PC angeschlossen Master alle weiteren Einheiten k nnen ber die BUS Kommunikationsverbindung weiter vernetzt werden Slaves Bei Kommandos die nicht f r die Master Steuerung bestimmt sind sendet sie die Kommandos ber den Bus zu den brigen PS 10 32 weiter Die R ckantwort der adressierten PS 10 32 wird von der ersten Master empfangen und ber USB an den PC zur ckgegeben Die Master Steuerung scannt den Bus deswegen wird sie als letzte angeschaltet nderungen vorbehalten Betriebsanleitung User Manual PS 10 Subject to change without notice PC USB PS10 32 1 PS10 32 2 PS10 32 3 USB USB USB BUS BUS BUS u an CAN angelehnt Bild 3 Multipoint Vernetzung der PS 10 32 Anschluss der Stromversorgung Prinzipiell
59. haltet d h die Regelschleife wird ge ffnet und das Endstufen Freigabe Signal wird inaktiv gesetzt 12 3 Time Out berwachung F r jede Achse kann zus tzlich als Parameter eine Timeout Zeit in ms Wertebereich 32 Bit definiert werden Die berwachung kann durch die Einstellung Timeout Zeit 0 abgeschaltet werden W hrend eine Bewegung PGO REF EFREE durchgef hrt wird wird zyklisch diese Timeout Zeit berwacht Dauert die Bewegung l nger als diese Zeit so wird der Antrieb stromlos geschaltet ASTAT gt Z siehe Befehlssatz ab S 19 d h die Regelschleife wird ge ffnet und das Endstufen Freigabe Signal wird inaktiv gesetzt Diese Funktion ist n tzlich wenn z B bei der Referenzfahrt der Referenzschalter nicht gefunden wird nderungen vorbehalten Betriebsanleitung User Manual PS 10 Subject to change without notice 16 13 Hinweise zum Aufbau einer eigenen Applikationssoftware Eine PS 10 Applikation besteht allgemein aus einem Initialisie rungsteil welcher die erforderlichen Achsparameter f r die zu verwendende Achse lt n gt setzt und die Achse einschaltet einer Schleife die eine Referenzfahrt f r die Achse durchf hrt und dem eigentlichen Anwenderprogramm welches die vom Anwender gew nschte Funktionalit t beinhaltet PS 10 Applikation Initialisierung der Steuerung Referenzfahrt durchf hren Anwenderprogramm Bild 12 PS 10 Applikations Architektur Die Initialisierung der gew
60. he display signal is given by colours and blinking mode I O port 1 0 port CAN OUT port CAN IN port power supply daisy chain ON OFF switch Display of the status LEDs green LED red LED description on axis is initialized and reference position is valid off axis is not initialized blinking slow 1 Hz axis is initialized and reference position is invalid blinking fast 2 Hz axis drives on no error is set to the axis blinking slow 1Hz an error is set to the axis Error can mean limit switch break switch power stage error time out error Subject to change without notice Betriebsanleitun g User Manual PS 10 Anderungen vorbehalten 31 32 6 1 Connections The connections of the PS 10 are located on the front and rear side of the housing These are communication interfaces inputs and outputs for peripherals as well as connections for the positioning units see fig 1 and 2 connection function socket USB slave communication with a PC USB port type B TTL in outputs interaction with external D Sub hardware 25 pole connector analog inputs interaction with external D Sub hardware 25 pole connector SPS outputs interaction with external D Sub hardware 25 pole connector universal motor supply with D Sub motor connector motor holding brake and 37 pole connector encoder limit switch connection 24V external operating voltage for the DC circula
61. he last formula can be understood as The controller travels V increments each second For the conversion of motor rotary speed into positioning velocity of mechanics mechanical data such as spindle pitch and if appropriate the influence of a gearbox have to be considered Example Positioning is to be effected at a rated speed of n 1800 rpm An encoder with R 500 lines is to be used What value of V should be selected Solution It results after resolving the equation for the speed of rotation n V 4 R 60 Thus V 60000 for n 1800rpm when using a 500 line encoder A spindle pitch of 1mm gives a speed of 1 8m min or 30mm s then Acceleration for Trapezoidal Velocity Profiling A 32 bit word is to be entered as acceleration ACC the values range from 1 to 2 147 483 647 Duration of the trapezoidal profile acceleration ramp at given speed V and acceleration ACC V At 1s ACC acceleration deceleration duration in seconds Travelled distance during the trapezoidal acceleration deceleration ramp y2 2 ACC As 1 increment deceleration in increments 11 Initial Operation of the PS 10 11 1 Preparation of the Control Unit Installation The control is designed for simple control tasks in research and development as well as for industrial applications It may only be operated in dry dust free environment Normally it is operated as a free standing tabletop unit Note m
62. ich auf der mitgelieferten CD F r die Installation starten Sie bitte setup exe Hinweis m Jegliche Ger te und Peripherie m ssen vor dem Systemstart angeschlossen sein da sie sonst von der Steuerung nicht erkannt und initialisiert werden 11 3 Systemstart Beim ersten Windows Start mit angeschlossener PS 10 sollte das Betriebssystem die neue Hardware erkennen Die Treiber k nnen nun installiert werden Hierzu sind ggf Administratorrechte erforderlich Initialisierung Nachdem die Stromversorgung eingeschaltet und das Ger t aktiviert wurde muss die Achse zun chst per INIT Befehl initialisiert werden Achsenparameter die ver ndert werden werden ebenfalls mit der Initialisierung bernommen Software F r die Inbetriebnahme geh ren zum Lieferumfang der Steuerung das Softwaretool OWISoft der USB Treiber und die Software Schnitt stelle SDK API f r C C C und LabView ab Version 5 0 Der USB Treiber ist f r Windows 2000 Windows XP Windows Vista 32 64 Bit Windows 7 32 64 Bit geeignet Die Software Schnitt stelle enth lt Beispielprogramme mit dem Quellcode und Hilfe dateien nderungen vorbehalten Betriebsanleitung User Manual PS 10 Subject to change without notice F r die Inbetriebnahme mit OWISoft sind die jeweiligen Parameter der Positionierer f r die Achse hinterlegt die nur noch angew hlt werden m ssen Hinweis a Die hinterlegten Parameter sind f r unbelastete Posit
63. idal Point to Point Profile 35 Ee 35 TJ REGN eegend 35 8 Travel Me suringuusssmsvvinsnnivnjvndvndnjnnfninfeinfuindetdne 36 Position Feedback Conprol 36 ee 36 Linear Measuring System 36 9 PID Servo Loop Algorithm eesesesesesesesesesenenenenenenenenenenennnen 36 10 Positioning Velocity and Acceleration Calculation 37 10 1 2 Phase Stepper Motor Open Loop 37 G n ral INtOrMati EE EE 37 CVG OWE EE 37 EK 37 Acceleration for Trapezoidal Velocity Profiling 2 2 22 37 10 2 DE SEVO MOTO penisit ehe 37 General Information 37 Servo Loop Cycle Time 37 DIER let E 37 Acceleration for Trapezoidal Velocity Profiling 2 12 12 38 11 iti lOperationof the PS 10 38 11 1 Preparation of the Control Unit 38 Installations anne tesen 38 11 2 Connection of Peripherals and Devices s sss11ss11511151 38 11 3 System StartUp ssid vicar aa 39 mere EE 39 SE 39 CANopen Networking of PS 10 32 39 12 Malfunction Monftoring 39 12 1 Limit Switches 39 Working Principle of the Limit Switch Monitoring 40 Configuration of Limit and Reference Switches 40 Reconection after Axis Era 40 12 2 Output Stage Error Monitoring 40 Subject to change without notice Betriebsanleitung User Manual PS 10 nderungen vorbehalten 12 3 Time Out berwachung sesssesssesssecsseesseestesseesseesseenses 16 13 Hinweise zum Aufbau einer eigenen Applikationssoftware 17 14
64. ie Kanal Nummer von 1 bis 2 und zur ckgegeben wird der zuletzt eingestellte Aussteuerungswert von 0 bis 100 HBCH lt n gt lt uv gt PWM Ausgang fir Haltebremse der Achse zuordnen HBCH1 1 lt Achsennummer gt lt PWM Kanal gt PWM Kanal 0 f r Haltebremsenfunktion aus 2 HBCH lt n gt Zuordnung Haltebremse PWM Kanal der Achse abfragen HBCH1 1 g HBFV lt n gt lt uv gt Ersten PWM Wert zum Anziehen bei der Ansteuerung der Haltebremse HBFV1 50 2 einstellen lt Achsennummer gt lt Prozentwert gt E HBFV lt n gt Ersten PWM Wert zum Anziehen bei der Ansteuerung der Haltebremse abfragen HBFV1 50 E HBSV lt n gt lt uv gt Zweiten PWM Wert zum Halten bei der Ansteuerung der Haltebremse HBSV1 20 5 einstellen lt Achsennummer gt lt Prozentwert gt w HBSV lt n gt Zweiten PWM Wert zum Halten bei der Ansteuerung der Haltebremse abfragen HBSV1 20 be HBTI lt n gt lt uv gt Zeit f r ersten PWM Wert bei der Ansteuerung der Haltebremse einstellen HBTI1 300 lt Achsennummer gt lt Zeit f r ersten PWM Wert in ms gt HBTI lt n gt Zeit f r ersten PWM Wert bei der Ansteuerung der Haltebremse abfragen HBTI1 300 1 Die mit lt uv gt anzusprechenden Pins auf dem I O Stecker k nnen der Belegungstabelle im Anhang Ill entnommen werden nderungen vorbehalten Betriebsanleitung User Manual PS 10 Subject to change without notice
65. iguration abfragen und ndern Slave ID Steuerger t 3 Abfragen Slave ID setzen nur fur Master Slave ID 0 Schritt 3 Das ausgew hlte Steuerger t Uber CanOpen Bus testen Verbindung pr fen Verbindung ist OK 12 Fehler berwachung 12 1 Endschalter Die PS 10 besitzt vier Endschaltereing nge davon jeweils zwei Eing nge f r Limit Schalter MINSTOP MAXSTOP und zwei f r Bremsschalter MINDEC MAXDEC sowie Auswertem glichkeit f r einen Referenzschalter Einer der vier Schalter ist als Referenzschalter definiert Schieber Motor as MAXDEC MINDEC MAXSTOP MINSTOP Bild 10 Endschalterkennzeichnung Die Endschalter in negativer Fahrrichtung Bewegung des Schiebers zum Motor hin werden mit MINDEC und MINSTOP bezeichnet Die Endschalter in positiver Fahrrichtung Bewegung des Schiebers vom Motor weg werden mit MAXDEC und MAXSTOP bezeichnet Endschalter Endschalter positiver Bereich negativer Bereich verbotener verbotener positiver erlaubter Bewegungsbereich negativer Bereich Bereich Bild 11 Endschalterfunktionen Funktion der Endschalter Uberwachung 1 MINSTOP Ausl sen dieses Schalters bei Fahrt in negative Richtung bewirkt nach einer gewissen Reaktionszeit die einige Millisekunden betragen kann einen sofortigen abrupten Motorstop Der Motor wird hierbei stromlos geschaltet DC Servomotor Der Motor w
66. in einfaches trapezf rmiges Punkt zu Punkt Profil wie in Bild 7 dargestellt Geschwindigkeit ndern Richtungsumkehr Geschwindigkeit v Zeitt e Bild 7 Geschwindigkeitsprofil A Beschleunigung D Verz gerung Hinweis a Im Geschwindigkeitsmodus ist die Achsenbewegung nicht an eine Endposition gebunden Es liegt in der Verantwortung des Anwenders Geschwindigkeits und Beschleunigungswerte zu verwenden die einen sicheren Bewegungsablauf garantieren 7 3 Referenzierung Bei der Referenzfahrt wird einer der vier Endschalter angefahren Die Position kann an dieser Stelle genullt werden Dazu werden zwei Referenzfahrtgeschwindigkeiten mit Betrag und Vorzeichen und eine Referenzbeschleunigung parametriert Der Endschalter wird mit gro er Geschwindigkeit angefahren und mit kleiner Geschwindigkeit verlassen dann wird gestoppt Zeitt e Geschwindigkeit v Bild 8 Referenzfahrt A Beschleunigung D Verz gerung Subject to change without notice Betriebsanleitung User Manual PS 10 nderungen vorbehalten 11 8 Wegerfassung Lageregelung F r den Betrieb von DC Servomotoren ist ein Encodereingang vorhanden Das Signal dient der Datengewinnung f r den Lage Regelkreis PID Lageregelung Encoder Der Encoder ist ein auch als Drehgeber bezeichnetes Wegerfas sungssystem zur Positionsr ckmeldung die f r den Motorcontroller im sogenannten Closed Loop Betrieb gerege
67. ionierer voreingestellt F r optimalen Lauf m ssen die Reglerparameter der konkreten Belastungen angepasst werden Lesen Sie hierf r bitte Kapitel 3 7 der Bedienungsanleitung OWISoft F r die Inbetriebnahme mittels eigener Applikationssoftware folgt im Anschluss das Kapitel Hinweise zum Aufbau einer eigenen Applikationssoftware Dort ist im Anschluss auch eine Tabelle mit den Befehlss tzen der PS 10 angef gt PS 10 32 CANopen Vernetzung Das Ansprechen der vernetzten Steuerungen erfolgt ber Master Slave Adressierung ID Die ber USB vernetzte Steuerung wird automatisch zum Master Die jeweiligen ID s sind vorkonfigu riert und k nnen dem Abnahmeprotokoll der jeweiligen Steuerung siehe Slave ID entnommen werden Sollte eine nderung der Slave ID notwendig sein starten Sie bitte die Anwendung PS10 CANconfig exe aus dem Verzeichnis OWISoft Application System F r diese nderung muss die entsprechende Steuerung hierf r als Master ber USB Port verbunden angesprochen werden In Schritt 1 werden die Slave ID s von 0 99 gescannt und die angeschlossenen Steuerungen jeweils angezeigt In Schritt 2 kann nun durch Auswahl des Master Slave die gew nschte ID Nummer gew hlt und gesetzt werden Schritt 1 Master und Slave Ger te ber CanOpen Bus vernetzen Master mit USB Kabel verbinden Steuerger te einschalten Verbindung pr fen Verbindung ist OK Schritt 2 Konf
68. ird stromlos geschaltet jedoch f hrt die vorhandene kinetische Energie zu einer Restbewegung bis sie durch Reibung oder mechanische Anschl ge verbraucht wurde Schrittmotor Open Loop Fals die aktuelle Fahrfrequenz von der aus gestoppt wurde h her gewesen ist als die Start Stop Frequenz des Systems f hrt dies auf Grund der kinetischen Energie im System dazu dass der Motor noch eine Bewegung ausf hrt Dies kann von der Steuerung nicht erfasst werden so dass der angezeigte Positionswert falsch ist Eine Referenzfahrt ist n tig um die Motorschritte wieder mit der angezeigten Position bereinstimmen zu lassen 2 MINDEC Dieser Endschalter l st bei Bet tigung w hrend negativer Fahrt eine Bremsrampe mit programmierbarer Verz gerung aus Der Motor wird nach ausgef hrter Bremsrampe nicht abgeschaltet sondern bleibt weiterhin aktiv Falls der Nachlaufweg der Bremsrampe zu gro gewesen sein sollte und die Positioniereinheit anschlie end den MINSTOP Endschalter erreicht siehe 1 Subject to change without notice Betriebsanleitung User Manual PS 10 nderungen vorbehalten 15 3 MAXDEC Die Reaktion ist quivalent zum MINDEC Endschalter jedoch wirkt dieser Endschalter nur bei Fahrt in positiver Richtung 4 MAXSTOP Die Reaktion ist quivalent zum MINSTOP Endschalter jedoch wirkt dieser Endschalter nur bei Fahrt in positiver Richtung Konfiguration der End und Referenzschalter Welche Endschalter an der jeweils ang
69. is node 1 approach ref ode 2 approach ref SS Ss Ss 3 reference sw node 3 mode 0 addi ode 4 mode 1 addi ode 5 mode 2 addi ode 6 approach maximum reference switch approach minimum reference swi node 7 approach minimum reference swi erence switch and s erence switch searc ionally set act posi ionally set act posi ionally set act posi tch set current posi node 0 search next index impulse and stop op h next index impulse and stop ion to 0 ion to 0 ion to 0 ion to 0 tch approach maximum itch set current posi ion to 0 REF 1 4 RVELS lt n gt lt sv gt Set reference travel speed slow for the axis dex pulse will be searched or the reference switch Using this speed the in will be released respec ively signed value RVELS1 2000 RVELS lt n gt Read out reference trav el speed slow for the axis 2RVELS1 2000 RVELF lt n gt lt sv gt Set reference travel speed fast for the axis The drive moves with this speed towards the limit switch signed value RVELF1 20000 RVELF lt n gt Read out reference trav el speed fast for t he axis RVELFI 20000 RDACC lt n gt lt uv gt Set reference travel dec This va eleration for the axis e is used when the reference point is approached RDACCI 300000 RDACC lt n gt el deceleration for the axis
70. konzipiert Es muss vor hoher Luftfeuchtigkeit Ersch tterungen sowie explo siven Gasen gesch tzt werden Vor dem ffnen des Ger tes muss es spannungsfrei geschaltet und von der Stromversorgung getrennt sein Anschluss und Montagearbeiten d rfen nur im stromlosen Zustand des Ger tes ausgef hrt werden Montage und Einsatz von Betriebs mitteln muss gem den Normen der Konformit tserkl rung erfolgen Um die Motorendstufe freigeben zu k nnen muss der Jumper JP7 auf der Hauptplatine gesetzt sein siehe 6 4 Falls der Jumper nicht gesetzt ist kann die Freigabe extern ber den galvanisch getrenn ten Freigabe Eingang erfolgen Dazu muss der Eingang mit einer Spannung von 5 V versorgt werden Sind weder der Jumper gesetzt noch die Freigabeeingang mit Spannung versorgt ist kein Freischal ten der Endstufen m glich Ferner wird der an einer Motorendstufe angeschlossene Motortyp ber einen Codierwiderstand erkannt So wird verhindert dass ein versehentlich falsch angeschlossener Motortyp z B ein DC Motor an einer Schrittmotor Endstufe unkontrolliert startet Die jeweilige Konfiguration der Steuerung darf nur mit den f r sie konfigurierten Motortypen betrieben werden Andere oder wei terf hrende Nutzungen entsprechen nicht dem vorgesehenen Ver wendungszweck Str me und Spannungen Der Stromeingang ist ber eine Feinsicherung 5AT abgesichert Ausgangsseitig sind keine besonderen Sicherheitsvorkehrungen erforderlich
71. l term KD for the axis in sample time cycles FDT1 5 FDT lt n gt Query delay time of the differential term KD for the axis in sample time cycles FDT1 5 MXPOSERR lt n gt lt uv gt Sets maximum positioning error for an axis MXPOSERR1 50 When this limit is exeeded the axis is switched off This shut off is only valid for the DC motor type MXPOSERR lt n gt Read out maximum positioning error for an axis MXPOSERR1 50 MAXOUT lt n gt lt uv gt Set maximum output value for the servo loop in percent With this MAXOUT1 95 command the maximum value for the axis to be returned at the servo amplifier can be set Maximum value allowed 99 MAXOUT lt n gt Read out maximum output value in percent MAXOUT1 95 AMPPWMF lt n gt lt uv gt Set PWM output frequency of drive controller board AMPPWMF1 20000 or 80000 is possible 20000 AMPPWMF lt n gt Query PWM frequency of drive controller board AMPPWMF1 20000 PHINTIM lt n gt lt uv gt Set phase initialization time in multiples of the cycle time PHINTIM1 10 PHINTIM lt n gt Read out phase initialization time in multiples of the cycle time PHINTIM1 10 Anderungen vorbehalten Betriebsanleitung User Manual PS 10 Subject to change without notice command group command function description example response limit switch configuration and reference travel REF lt n gt lt uv gt Start reference travel while indicating the reference mode for the ax
72. laufweg in Mikroschritten V As 1 Mikroschritt gt ACC 10 2 DC Servomotor Allgemeines Die PS 10 hat einen digitalen Lage Geschwindigkeits Regler Stell und RegelgroBe werden periodisch berechnet Die Erfassung des Positions Istwertes geschieht im einfachsten Fall mittels eines Dreh gebers der am 2 Wellenende des Motors angeflanscht ist Wich tigste Kenngr Be des Encoders ist die Encoder Strichzahl R Sie gibt die Anzahl der sog Linien d h Hell Dunkel Perioden je Motorwelle numdrehung an Die Signale durchlaufen eine Vierfach Auswer tung woraus sich generell eine 4 fach h here Aufl sung als die Encoder Strichzahl ergibt Abtastzeit Die Periodendauer des digitalen Reglers wird auch als Abtastzeit bezeichnet und ist durch die Hardware festgelegt Die minimale Abtastzeit betr gt 204 us Sie kann bei Bedarf erh ht werden T 204 20 000 us Als Abtastzeit k nnen nur ganzzahlige Werte an die PS 10 bergeben werden Standardwert Voreinstellung T 256 us Endgeschwindigkeit Die Positionierung der Achse wird im Punkt zu Punkt Verfahren vorgenommen Hierbei beschleunigt die Achse mit trapezformigem Geschwindigkeits Profil Die Endgeschwindigkeit V dimensionslos nach der Beschleuni gungsrampe wird als 16 bit Wert angegeben Ihr Wertebereich reicht von 1 bis 2 147 483 647 Subject to change without notice Betriebsanleitung User Manual PS 10 Anderungen vorbehalten 13 Hinweis a Keine
73. le In Outputs Pin assignment of the 25 pin D Sub male connector 5 Se 5 A v r 2 nET function pin 2 T 523 2 a ane Analog input 1 6 MOTYPE Analog input 2 5 FKP Analog input 3 4 FKD D Analog input 4 3 FDT TTL input 1 10 FKI _ TTL input 2 9 FIL D 8 TTL input 3 8 EST _ TTL input 4 7 MAXOUT 41 SPS output 1 16 SMK T m SPS output 2 15 SPS output 3 14 SubD 25 male SPL Lee e e e e e o e se 13 SPS output 4 13 die 00000000 00025 RMK TTL output 5 17 RPL 5V max 300 mA total current 1 2 RVELF PWM output 1 max 1A 20 RVELS PWM output 2 max 1A 121 ACC 24V max 1A total current 18 19 PVEL aa FVEL GND 24 25 ABSOL enable input 5V 22 RELAT enable input GND 23 AMPPWMF only in PS 10 32 switching towards GND MCSTP enable motor output stage over optoelectronic coupler U 5V necessary e g jumper pin 2 gt pin 22 and pin 23 gt pin 24 DRICUR HOLCUR SEN S BUS System PHINTIM Pin assignment of the 9 pin D Sub connector ATOT function pin HBCH GND 3 6 HBFV CAN H 7 HBTI CAN L 2 HBSV necessary not necessary optional 1 The command may be used however it is important that the value set here is larger than or equal to the ma
74. limit switch afterwards see 1 3 MAXDEC The reaction is similar to the MINDEC limit switch but the effect is in positive direction 4 MAXSTOP The reaction is similar to the MINSTOP limit switch but the effect is in positive direction Configuration of Limit and Reference Switches The command SMK defines which end switches should be used with the corresponding positioning units connected If one bit is set 1 the corresponding limit switch will be recognized The limit switch polarity is preset with the command SPL The value handed over defines whether the limit or reference switches should be set to low or high A cleared bit means that the respective switch is low active e g normally open contact towards GND which means not connected in inactive mode If one bit is set standard configuration then the corresponding switch is high active e g normally open contact towards GND which means connected in inactive mode The limit switch inputs work normally with 5 V CMOS level while NPN open collector or push pull outputs can also be connected as high impedance pull up resistors 4 7 kOhm towards 5V are already built in Reconection after Axis Error When the axis error occurs after activating a limit switch MINSTOP or MAXSTOP the axis lt n gt should be released as follows 1 Initialize via command INIT lt n gt 2 Release limit switch via command EFREE lt n gt 12 2 Outpu
75. lt genutzt wird Ohne Encoder ist nur der gesteuerte Betrieb Open Loop mit Schritt motoren m glich Um DC Motoren betreiben zu k nnen muss ein Wegerfassungssystem angeschlossen sein Dies kann ein Encoder sein blicherweise besitzen sie 500 1250 oder 2500 Linien pro Umdrehung ber den Encoder erfasst der Controller die aktuelle Position der Achse und berechnet aus der zeitlichen Ver nderung der Positionswerte die aktuelle Geschwindigkeit des Rotors Encoder sind fest am Motor angeflanscht und direkt mit dem Rotor verbunden Die Signale des Encoders sind Kanal A und B CHA und CHB 90 Grad versetzt sog Quadratur Signale und ggf ein Index Impuls pro Umdrehung Die PS 10 kann als Encodersignale TTL Pegel oder antivalente Signale ber Leitungstreiber verarbeiten Die Signale werden nach einer Pegelumwandlung und Filterung direkt an den Microcontroller weitergegeben Linearmesssystem Ein Messsystem welches direkt an die Bewegung des Aktors gekoppelt ist nennt man Linearmesssystem Das Wegmesssystem kann alternativ zum Encoder der Wegerfassung dienen 9 PID Regelschleifenalgorithmus Der in der PS 10 benutzte Servofilter arbeitet nach einem PID Algo rithmus Ein Integrationslimit sichert nach oben gegen einen akku mulierten Fehler ab Die PID Formel lautet wie folgt n K output KoEn KalEn En 2E F Hierbei ist E Regelabweichung zum diskreten Zeitpunkt n K Integralanteil des Lagereglers Ka Dif
76. micro step resolution with the stepper motor axis MCSTP1 50 DRICUR lt n gt lt uv gt Set driving current with stepper motors in percent of the maximum output DRICUR1 50 value defined by the selected current range of the motor power stage DRICUR lt n gt Read out driving current with stepper motors in percent DRICUR1 50 HOLCUR lt n gt lt uv gt Set holding current with stepper motor axes in percent HOLCUR1 30 HOLCUR lt n gt Read out holding current with stepper motor axis in percent HOLCUR1 30 ATOT lt n gt lt uv gt Set timeout in milliseconds 0 switches off the timeout monitoring ATOT1 20000 ATOT lt n gt Query time out for the axis ATOT 1 20000 FKP lt n gt lt uv gt Set control parameter KP for the axis FKP1 25 FKP lt n gt Query control parameter KP for the axis FKP1 25 FKD lt n gt lt uv gt Set control parameter KD for the axis FKD1 5 FKD lt n gt Query control parameter KD for the axis FKD1 5 FKl lt n gt lt uv gt Set control parameter KI for the axis FKI1 10 FKI lt n gt Query control parameter KI for the axis FKI1 10 FIL lt n gt lt uv gt Set control parameter integration limit for the axis FIL1 100000 5 FlL lt n gt Query control parameter integration limit for the axis FIL1 100000 e FST lt n gt lt uv gt Set sample time for the axis in micro seconds FST1 500 S FST lt n gt Query sample time for the axis in micro seconds 2FST1 500 FDT lt n gt lt uv gt Set delay time of the differentia
77. mper is plugged nor the external voltage is supplied no activating of the output stages is possible Furthermore each type of motor is identified to the motor power stage through a coding resistor This helps to avoid motor damage if the wrong type of motor has been connected e g a DC motor to a stepper motor output stage The respective control unit is only intended to be operated with the preconfigured motor type Other or related uses are not the inten ded purpose Currents and Voltages The power input is protected by a 5A slow blow microfuse No special safety precautions are necessary for the outputs as the PS 10 only works with safe low voltages PELV to 24VDC The position control unit PS 10 is built in accordance with accepted safety rules and satisfies the following standards and directives 4 Standards and Directives The position control unit PS 10 complies with following standards and regulations e RoHS conform e CE Directive e EMV Directive 2004 108 EG Interference immunity according to the generic standard EN 61000 6 1 with Electrostatic discharge immunity test Basic standard EN 61000 4 2 ESD Radiated radio frequency electromagnetic field immunity test Basic standard EN 61000 4 3 radiated RF RF emission according to the generic standard EN 61000 6 3 with Radiated RF according to Basic standard EN 55014 1 household appliance 5 Technical Overview power supply external powe
78. n ID of the control unit it has to be connected as the master via USB port respectively to the PC Step 1 scans all slave IDs from 0 99 and detects the connected controls In Step 2 the desired ID can be choosen and set by selecting the master slave ID PS10 CanOpen configuration Step 1 Network master and slave control units with CanOpen bus Connect master with USB cable Switch on control units Check connection Connecting is OK Step 2 Get and set a configuration Control unit Slave ID Set slave ID only for master Slave ID oS Step 3 Test the selected control unit with CanOpen bus Check connection Connecting is OK Sprache Lanquage 12 Malfunction Monitoring 12 1 Limit Switches The PS 10 has four limit switch inputs two for limit switches MIN STOP MAXSTOP and two for brake switches MINDEC MAXDEC as well as capability for a reference switch for each axis One of the our limit switches is defined as reference switch slide motor S MINDEC MINSTOP MAXSTOP fig 10 Identification of limit switches OWIS positioning units are provided with maximum of four limit switches The limit switches working in negative direction motion of the slide towards the motor are named MINDEC and MINSTOP The limit switches working in positive direction motion of the slide aw
79. n alleiniger Verantwortung dass das Produkt declare under our sole responsibility that the product PS 10 PS 10 32 auf das sich diese Erklarung bezieht mit den folgenden Normen oder normativen Dokumenten Ubereinstimmt to which this declaration relates is in conformity with the following standards or other normative documents EN 61000 6 1 2007 mit with EN 61000 4 2 2008 EN 61000 4 3 2008 EN 61000 6 3 2007 mit with EN 55014 1 2007 Gemass den Bestimmungen der Richtlinie Following the provisions of directive 2004 108 EG Ort und Datum der Ausstellung Name und Unterschrift Place and date of issue Name and signature f 7 j Staufen 02 11 2009 D J Schuhen Jurgen Loy Aktuelle Ausgabe 10 10 03 DB DSCH 2 01 112 FO Konformit tserkl rung Subject to change without notice Betriebsanleitung User Manual PS 10 Anderungen vorbehalten 51 52 D A CH Laser 2000 GmbH 82234 Wessling Tel 49 8153 405 0 info laser2000 de www laser2000 de FRANCE Telecom Laser 2000 SAS 78860 St N I Breteche Tel 33 1 30 80 00 60 info laser2000 fr www laser2000 fr FRANCE Photonic Laser 2000 SAS FR 33600 Pessac Tel 33 5 57 10 92 80 info laser2000 fr www laser2000 fr IBERIA Laser 2000 SAS 28034 Madrid Tel 34 650 529 806 info laser2000 es www laser2000 es NORDICS Laser 2000 GmbH 112 51 Stockholm Tel 46 8 555 36 235 info laser2000 se www laser2000 se
80. ng User Manual PS 10 Subject to change without notice PC USB PS10 32 1 PS10 32 2 PS10 32 3 USB USB USB BUS BUS BUS us based on CAN fig 3 multi point crosslinking PS 10 32 Connection for Power Supply In principle several PS 10 32 can be operated by a single external power supply To loop the supply of a PS 10 32 to the next there are two circular connector ports at the back Using a connecting cable the power supply is sent to the downstream PS 10 32 units Thus the first PS 10 32 is connected to the supply unit and from there power is passed through to the other units The total current con sumption of the positioning units has to be considered The control ler can drive stepper motors up to 1 8A and DC servo motors up to 3 5A in continuous operation Note m The maximum capacity of the power supply must not be exceeded 6 2 In and Outputs For interaction with external sensors and actuators corresponding digital and analog inputs and outputs are provided Forked light barriers etc can be connected to the TTL compatible inputs Using the TTL output it is possible to control digital hard ware directly in the application setup The SPS outputs control sin gle solenoid valves or other inductive and resistive loads directly switching towards 24V features level current others TTL inputs 0 5V Analog inp
81. ngegeben Ihr Wertebereich reicht von 1 bis 2 147 483 647 Hinweis a Keinesfalls darf eine h here Geschwindigkeit vorgegeben werden als die Mechanik in der Lage ist zu fahren da sonst die angeschlossene Mechanik besch digt oder zerst rt werden kann Bei gegebener Geschwindigkeit V dimensionslos und gegebenem Mikroschrittfaktor Mcstp errechnet sich die Schrittfrequenz f wie folgt 1 ai fMcstp Fa V Schrittfrequenz im Mikroschrittmodus bzw 1 V auf Vollschrittmodus normierte Is Mcstp Schrittfrequenz Hinweis a Maximal ist eine Frequenz von fys max einstellbar P Hieraus ergibt sich Motordrehzahl ohne Ber cksichtigung eines evtl vorhandenen Getriebes bei einem Schrittmotor mit R Vollschritten pro Motorumdrehung 60 V eau mm Free Umdrehungen Minute bzw 1 V ee var Umdrehungen Sekunde F r die Umrechnung von Motordrehzahl in eine Positionierge schwindigkeit der Mechanik sind zus tzlich die mechanischen Daten wie z B Spindelsteigung und ggf die Getriebe bersetzung zu ber cksichtigen Beschleunigung bei Trapezprofil Als Beschleunigung ACC ist ein 16 bit Wort anzugeben der Wertebereich reicht von 1 bis 2 147 483 647 Dauer der Trapezprofil Beschleunigungsrampe bei gegebener Geschwindigkeit V und Beschleunigung ACC At 1s Anlauf Nachlaufdauer in Sekunden V ACC Zur ckgelegte Distanz w hrend der Trapezprofil Beschleunigungsrampe Nach
82. ofile A acceleration D deceleration Note ew In the velocity mode the axis movement is not bound to a final position It is up to the user to select such velocity and acceleration values which guarantee a safe course of motion 7 3 Reference run The reference move drives onto one of the four limit switches The position can be zeroized at this point Therefor two reference driving speeds with amount and sign and a reference acceleration are parameterised The limit switch is approached with high speed and left with a low then it is stopped time t gt velocity v fig 8 Reference drive A acceleration D deceleration Subject to change without notice Betriebsanleitung User Manual PS 10 nderungen vorbehalten 35 36 8 Travel Measuring Position Feedback Control For the operation of DC servo motors an encoder input is included The signal is used to capture data for the position control loop PID position control Encoder The travel measuring system also known as rotary encoder for the position feedback signals is evaluated only in the so called closed loop operation mode Without encoder only open loop operation with 2 phase step motors is possible In order to be able to operate DC motors each axis must be equipped with a travel measuring system This can be an encoder Usually encoders with 500 1250 or 2500 lines per revolution are used The motion
83. om 0 to 100 HBCH lt n gt lt uv gt Assign PWM output for holding brake to the axis HBCH1 1 lt AxisNumber gt lt PWM port gt PWM port 0 for holding break function off HBCH lt n gt Query holding brake assignment PWM port to the axis HBCHI 1 z HBFV lt n gt lt uv gt Set first PWM value to activate the holding brake HBFV1 50 lt AxisNumber gt lt Percent Value gt Oo HBFV lt n gt Query first PWM value for activation of the holding brake HBFV1 50 HBSV lt n gt lt uv gt Set second PWM value for clamping the holding brake HBSV1 20 D lt AxisNumber gt lt Percent Value gt HBSV lt n gt Query second PWM value for clamping the holding brake HBSV1 20 HBTI lt n gt lt uv gt Set settling time for the holding brake The first PWM value will be set for HBTI1 300 this amount of time after activation of the holding brake lt AxisNumber gt lt Time for fi rst PWM value in ms gt HBTI lt n gt Query settling time for the holding brake The first PWM value will be set for 7HBTI1 300 this amount of time after activation of the holding brake 1 The pins which have to be addressed with lt uv gt on the I O connector can be taken in the connecting table attachement III nderungen vorbehalten Betriebsanleitung User Manual PS 10 Subject to change without notice 48 II Relevance of the Parameters for different Motor Types Ill Connecting Tab
84. ontrol feedback loop is active This command must be transferred after switching on the PS 10 so that the axis can be taken into operation using the commands REF PGO VGO etc Before this the following parameters must have been preset motor type limit switch mask and polarity feedback control loop parameters current range of the motor output stage Resets the power stages short circuit protection PSET lt n gt lt sv gt Set target position respectively relative travel distance ABSOL RELAT for PSET1 100000 the axis If absolute position format is switched on then the parameter is interpreted as signed absolute position if relative position indication is chosen then the parameter is interpreted as signed travel distance The new absolute target position is the sum of last absolute target position and transferred travel PSET lt n gt Read out target position respectively relative travel distance for the axis PVEL1 10000 VVEL lt n gt lt sv gt Set target speed for velocity mode for the axis VVEL1 20000 With this command the start speed is transmitted while the axis moves in the velocity mode WVEL lt n gt Read out target speed for velocity mode 2VVEL1 20000 2 PGO lt n gt Start positioning for the axis PGO1 S The axis approaches the new target position in trapezoidal mode 2 VGO lt n gt Start velocity mode for the axis VGO1 STOP lt n gt Stop motion of the axis STOP 1 E Any active motion command for the axis is int
85. osite direction The acceleration value is used until the maxi mum velocity was reached The deceleration value is used until the velocity drops to zero 7 2 Velocity Mode The following table presents the profile parameters for the velocity mode profile format word range parameters length velocity 32 0 32bit 2 147 483 648 2 147 483 647 counts cycle acceleration 32 0 16bit 1 2 147 483 647 counts cycle deceleration Unlike in trapezoidal profiling mode where the final position determines whether positive or negative speed is defined it is the sign of the velocity value transmitted within the velocity mode that determines whether the axis moves in positive or negative direction Therefore the velocity value sent to the PS 10 can take positive values for positive direction of motion or negative values for reverse direction of motion For this profile no destination position is specified The trajectory is executed by continuously accelerating the axis at the specified rate until the corresponding end velocity is reached The axis begins to slow down if a new velocity is defined which value is smaller than the current velocity or if it has another sign than indicated by the current direction A simple velocity profile looks like a simple trapezoidal point to point profile as shown in fig 7 change velocity reverse direction velocity v time t fig 7 Velocity pr
86. polarity for one axis RPLI 1110 HYST lt n gt Read out reference switch hysteresis for the After a reference motion has been termi the switch can be read The value is correct only if none of the reference limit switches is active any more axis nated successfully the hysteresis of out with this command 2HYST1 28 REFST lt n gt Inquiry of reference motion validity When reference motion successfully completed the state is set on 1 valid If a motor without encoder is switched off e g open loop stepper then the validity is reset to 0 REFST1 LMK lt n gt lt uv gt Set mask for limit position Bit sequence lt MAXDE The limit positioning moni C MINDEC gt ing monitoring for the axis With this command the limit positioning monitoring for tho lower limit and or upper limit for position can be set activ and inactive respectively oring behaves like the according DEC switch LMK1 01 LMK lt n gt Read out limit positioni ng monitoring mask for axis 01 LSTAT lt n gt Read current logical state Bit 0 MINDEC lower limit is transcanded Bit 1 MAXDEC upper limit is transcanded of limit positioning monitoring for the axis LSTATI 01 SLMIN lt n gt lt uv gt Set negative limit positi on for the axis SLMIN1 100 SLMIN lt n gt Read out negative limit position for the axis SLMINI 100
87. r connector connecting cable motor output stage 5 5x2 1x 11 mm in Version PS 10 32 BUS interface interaction with further control D Sub based on CAN unit 9 pole connector USB Interface The PS 10 has a USB 2 0 slave interface Its connector is placed on the front side of the control unit The interface is compatible with USB 1 1 and 2 0 The USB interface of the PS 10 is implemented as a so called COM bridge The Windows device driver recognizes the PS 10 as USB serial port and assigns a COM port number to it This number can be changed by the user if necessary After suc cessful installation the USB interface is addressed as virtual RS 232 interface The PS 10 can operate with transfer rates of 9 600 19 200 38 400 57 600 or 115 200 baud Please make sure that the transfer rate of the PS 10 corresponds to the transfer rate defined in the device driver otherwise no communication is possible Preset is 9 600 baud It can be found in the acceptance certificate Universal Motor Connector The positioning units are connected using the suitable OWIS con necting cable The universal motor connector enables the current supply of the motor control of the motor holding brake where applicable and the transfer of the encoder and limit switch The motor power stage contains an additional protection device which helps to avoid motor damage if a wrong motor type has been connected e g a DC motor to a stepper mo
88. r die Achse setzen Mit diesem Befehl werden die Limit Schalter und die Brems Schalter aktiv bzw inaktiv gesetzt Wird auf einen Limit Schalter gefahren so wird die Bewegung abrupt gestoppt und der Motor danach stromlos geschaltet Bit Reihenfolge lt MAXSTOP MAXDEC MINDEC MINSTOP gt SMK1 0110 SMK lt n gt Endschaltermaske f r die Achse auslesen SMK1 0110 SPL lt n gt lt uv gt Endschalterpolarit t f r die Achse setzen Mit diesem Befehl wird der aktive Pegel f r die Limit Schalter und Brems Schalter festgelegt Bit Reihenfolge lt MAXSTOP MAXDEC MINDEC INSTOP gt SPL1 1111 SPL lt n gt Endschalterpolarit t f r die Achse auslesen SPL1 1111 RMK lt n gt lt uv gt Referenzschaltermaske f r die Achse setzen Mit dem Befehl wird definiert welcher der 4 Endschalter der Achse als Referenzschalter interpretiert werden soll Es muss eine Maske mit genau einer 1 bergeben werden Bit Reihenfolge lt MAXSTOP MAXDEC MINDEC MINSTOP gt RMK1 0001 RMK lt n gt Referenzschaltermaske f r die Achse auslesen 2RMK1 0001 Endschalterkonfiguration und Referenzfahrt RPL lt n gt lt uv gt Referenzschalterpolarit t f r die Achse setzen Dieser Befehl definiert den aktiven Pegel des Referenzschalters Bit Reihenfolge lt MAXSTOP MAXDEC MINDEC MINSTOP gt RPL1 1110 RPL lt n gt Referenzschalterpolarit t f r die Achse auslesen
89. r supply max 24V 90W PS 10 32 connecting cable for power supply 1 axis PS 10 32 cross linking up to 32 units number of axis motor type 2 phase step motors Open Loop OL DC servo motors Closed Loop CL communication USB 2 0 installation desktop unit in metal housing protection class IP 20 encoder quadrature signals A B and index RS 422 or TTL level with quad evaluation max counting frequency 1 875 MHz signal respectively 7 5 MHz quadrature functions parametrizable acceleration deceleration ramp trapezoidal velocity profiles motion profiles point to point positioning operation Anderungen vorbehalten Betriebsanleitung User Manual PS 10 Subject to change without notice 6 Setup of the Control Unit USB port status LEDs CAN IN USB port L E status LEDs PS 10 PS 10 32 CAN OUT f OO ep eg fig 1 front housing view Motor 24 V universal motor connector a RS gt E enable jumper fig 2 back housing view OWIS GmbH 79219 Staufen Germany info owis eu e www owis eu The PS 10 is embedded in a robust metal housing The waste heat from the control board is emitted to the ambient air Status LEDs The operating state of the control unit is shown by status LEDs at the front side The displayed states are Power on Motor initialised Reference valid Error T
90. rbehalten 41 42 14 Command Set for the PS 10 General information concerning the command format Each command is transferred over the interface USB in ASCII format The individual characters of a command are converted automatically into capital letters Each command ends with CH or CR LF or LF adjustable Furthermore the response mode can be preset TERM For this purpose there are three settings available 1 When reading out the message buffer only a two digit number is returned error code This setting is especially selected when a control takes place via software through a host PC since the message strings are shortest and therefore the command throughput is optimized 2 Reading the message buffer returns a two digit number error code and an additional plain text string explaining the error code 3 Similar to 2 and additionally each executed command giving no return value will be acknowledged with OK Acknowledgment is returned with CR or CR LF or LF adjustable In the first response mode TERM 0 the binary information e g limit switch configuration limit switch status digital analog inputs outputs etc is represented as bits of a decimal number In the other modes TERM 1 TERM 2 these values are indicated as binary number one bit is represented by one ASCII character 0 or 1 All data in the RAM are deleted by switching off the control At a restart the parameters are loaded
91. rd verwendet bis die maximale Geschwindigkeit erreicht wur de Der Verz gerungswert wird f r die Abbremsrampe eingesetzt bis die Geschwindigkeit auf Null sinkt 7 2 Geschwindigkeitsmodus Die folgende Tabelle fasst die Profilparameter f r den Geschwindigkeitsmodus zusammen Profilparameter Format Wort Bereich lange 32 bit 2 147 483 647 2 147 483 647 Counts Cycle Geschwindigkeit 32 0 Beschleunigung 32 0 16bit 1 2 147 483 647 Counts Cycle Verz gerung Im Gegensatz zu dem trapezf rmigen Profilmodus bei dem die Endposition bestimmt ob positive oder negative Geschwindigkeit vorgegeben wird bestimmt das Vorzeichen des im Geschwindig keitsmodus bergebenen Geschwindigkeitswerts ob in positiver oder negativer Richtung gefahren werden soll Deswegen kann der Geschwindigkeitswert der zur PS 10 bermittelt wird positive Werte f r positive Bewegungsrichtung oder negative Werte f r entgegengesetzte Bewegungsrichtung annehmen Bei diesem Profil wird keine Endposition angegeben Die Bahn wird ausgef hrt indem die Achse mit dem angegebenen Wert kontinuierlich beschleunigt bis die jeweilige Endgeschwindig keit erreicht wird Die Achse f ngt an abzubremsen wenn eine neue Geschwindigkeit angegeben wird die einen kleineren Wert hat als die aktuelle Geschwindigkeit oder ein anderes Vorzeichen hat als die aktuelle Richtung vorgibt Ein einfaches Geschwindigkeitsprofil sieht aus wie e
92. rieb nderungen vorbehalten Betriebsanleitung User Manual PS 10 Subject to change without notice 6 Aufbau der Steuerung USB Anschluss Status LED USB Anschluss Status LED PS 10 Bild 1 Geh use Frontansicht Universal Motoranschluss Freigabe Jumper IE Bild 2 Geh use R ckansicht Motor 24 V zz S EEE gt OWIS GmbH 79219 Staufen Germany info owis eu e www owis eu Die PS 10 ist in einem stabilen Metallgeh use untergebracht Die Abw rme der eingebauten Steuerplatine wird an die Umgebungsluft abgegeben Status LEDs Die Betriebsanzeige der Steuerung wird ber eine Status LED angezeigt Die angezeigten Zust nde sind Versorgung ein Motor initialisiert Referenz g ltig Fehler Die Anzeige erfolgt ber die Farben und Blinkzust nde Anzeige der Status LEDs l O Anschluss l O Anschluss CAN OUT Anschluss CAN IN Anschluss Stromversorgung Ein Aus Taster gr ne LED rote LED Beschreibung ein Achse ist initialisiert und die Referenzposition ist g ltig aus Achse ist nicht initialisiert blinken langsam 1Hz Achse ist initialisiert und die Referenzposition ist ung ltig blinken schnell 2 Hz Achse f hrt ein Es ist kein Fehler bei der Achse gesetzt blinken langsam 1Hz Es ist ein Fehler bei der Achse gesetzt Fehler bedeutet Limit Schalter Bremsschalter Endstufenfehler Timeoutfehler Su
93. rrrrrrrrerrrrrrrrrerererererererererererererenen 8 BUS Schnittstelle 8 Anschluss der Stromversorgung 9 6 2 Eing nge und Ausg nge sssssssississiseesrinrrsrrerrnnrerrnnrnnrenrne 9 6 3 Strombereichsumschaltung der Motorendstufe 2 9 Vorwahl des Phasenstromes bei 2 Phasen Schrittmotoren 9 Einstellung der Strombegrenzung f r DC Servomotoren 9 6 4 Einstellungen der Steuerplatine unnnnnnneee 10 Jumpereinstellungen een 10 T SteefUnNgSTUAKTON N 2 uen its 11 7 1 Trapezf rmiges Punktzu Bunkt Prof 11 7 2 Geschwindokeltsmodus 11 EEN 11 8 Wegerl eseung 12 Lageregelung uuyuanensasnanansasmsndnsmeenanh 12 E C d r E 12 LiN ANM SSSYStOM 2 screen 12 9 PID Regelschleifenalgorithmus eeene 12 10 Positioniergeschwindigkeit und beschleunigung Berechnung 13 10 1 2 Phasen Schrittmotor Open Loop 13 Allgemeines asian 13 Periodendauer s ssssssssssiessiessissriesrtesressressrerirenrrnsresnresnrennne 13 Engegecheiogdigkert eege 13 Beschleunigung bei Trapezprofil s ssssssissisrirsinsninsnennan 13 URL ee 13 Allgemeines eieiei 13 Abtastzelt ann hea nae 13 Endgeschwindigkeit 13 Beschleunigung bei Trapezprofil ss ssssssssssisrinssinnineninnen 14 11 Inbetriebnahme der PS 10 14 11 1 Vorbereitung der Steuerung 14 AUT HEN G sn ne entente 14 11 2 Anschluss der Periph
94. s MOTYPE1 0 0 DC brush 1 stepper motor Open Loop MOTYPE lt n gt Read out motor type for the axis MOTYPET 0 AMPSHNT lt n gt lt uv gt Set current range for axis AMPSHNT1 0 0 current range 1 low 1 current range 2 high AMPSHNT lt n gt Query current range for axis AMPSHNT1 0 TERM lt uv gt Set terminal mode TERM 2 mode 0 short response mode 1 response with plain text mode 2 response with plain text and OK handshake after each command without feedback TERM Query terminal mode TERM 2 BAUDRATE lt uv gt Set baud rate for the serial interface allowed values BAUDRATE 9600 9600 19200 38400 57600 115 200 This setting becomes active only after the next reset or power on BAUDRATE Query current baud rate for the serial interface BAUDRATE 9600 COMEND lt uv gt Set command end indentification COMEND 0 0 CR 1 CR LF 2 LF COMEND Read out command end identification COMEND 0 2 SERNUM Query serial number of the PS 10 SERNUM 09080145 5 SAVEPARA Save global and axis parameters to EEPROM SAVEPARA 2 This command has to be sent when the configuration has changed 5 to save the modification locally Q VERSION Read out software version of the firmware installed on the main board VERSION PS10 V3 0 181010 2 POSERR lt n gt Read out current position error for the axis POSERR1 15 The difference between encoder position and default position is returned MXSTROKE lt n gt Read out measured travel MXSTROKE1 34
95. sfalls darf eine h here Geschwindigkeit vorgegeben werden als die Mechanik in der Lage ist zu fahren da sonst die angeschlossene Mechanik besch digt oder zerst rt werden kann Bei gegebener Geschwindigkeit V und der Encoder Linienzahl R errechnet sich die Motordrehzahl ohne Ber cksichtigung eines evtl vorhandenen Getriebes wie folgt 60 V LE ETS Umdrehungen pro Minute bzw 1 V n Umdrehungen pro Sekunde S 4R bzw 1 Inkrement n V Inkremente pro Sekunde Ss Die letzte Formel kann auch wie folgt verstanden werden Der Controller verfahrt V Inkremente je Sekunde F r die Umrechnung von Motordrehzahl in eine Positionierge schwindigkeit der Mechanik sind zusatzlich die mechanischen Daten wie z B Spindelsteigung und ggf die Getriebe bersetzung zu ber cksichtigen Beispiel Es ist eine Positionierung mit einer Nenndrehzahl n 1800 U min auszuf hren Es wird ein Encoder mit R 500 Linien entsprechen 2000 Impulsen Umdrehung am Motor eingesetzt Wie ist V zu w hlen Berechnung Es ergibt sich allgemein nach Umstellen der Drehzahlgleichung f r die Geschwindigkeit n 60 Damit wird V 60000 f r n 1800 min bei Einsatz eines 500 Linien Encoders Unter Verwendung einer direktgetriebenen Spindel mit 1 mm Steigung entspricht dies einer Verstellgeschwindigkeit von genau 1 8 m min bzw 30 mm s V AR Beschleunigung bei Trapezprofil Als Beschleunigung AC
96. stufe ist mit dem Universal Anschlussstecker verbunden an dem der Motor mit seinen Wicklungen der Encoder und die Schalter die zu dieser Antriebsachse geh ren angeschlossen sind End und Referenzschalter An die Achse k nnen maximal vier Endschalter angeschlossen werden Dies k nnen Mikroschalter TTL Hall Effekt Endschalter oder TTL Lichtschranken sein An die Eing nge k nnen ffner oder Schlie er gegen Masse schaltend angeschlossen werden Einer der vier Schalter ist zus tzlich als Referenzschalter definiert Der aktive Pegel und die Zuordnung der Schalter werden per Software konfiguriert Encodereingang Der Encodereingang erm glicht sowohl Anschluss von Encodern mit Leitungstreibern antivalente Signale f r CHA CHB und optional Index I als auch von Encodern mit TTL CMOS Signalen Folgende Eingangssignale sind definiert Versorgung Vcc 5V GND Kanal A TTL oder CMOS Kanal A invertiert Kanal B TTL oder CMOS Kanal B invertiert Kanal I TTL oder CMOS Kanal I invertiert Die Umsetzung der antivalenten Signale auf TTL Signale erfolgt mit RS 422 Leitungsempf ngern Schlie t man einen Encoder mit TTL CMOS Signalen an so bleibt der Eingang f r das invertierte Signal offen und wird intern mit einem hochohmigen Spannungs teiler auf 1 4V gezogen Stromversorgung Das optionale Schaltnetzteil der PS 10 ist f r eine Eingangsspan nung von 100VAC bis 240VAC mit 50 60 Hz ausgelegt Weitbereichseingang und
97. t Stage Error Monitoring The motor power stage is return its status This signal is periodically monitored If a power stage detects an error then the motor is shut off i e the control loop is opened and the power stage is disabled 12 3 Time Out Monitoring Additionally a timeout value in ms 32 bit range can be defined as parameter for the axis The monitoring can be switched off by setting the timeout to 0 This timeout is monitored periodically while a motion is executed PGO REF EFREE If the motion lasts longer than this time then the motor is shut off ASTAT gt Z see command reverence p 43 This function is useful if for instance during the reference motion one of the reference switches cannot be found nderungen vorbehalten Betriebsanleitung User Manual PS 10 Subject to change without notice 13 Instructions Concerning the Setup of User Application Software Generally a PS 10 application consists of an initialization part which sets the necessary axis parameters for the axis lt n gt to be used and which switches on the axis Furthermore it consists of a loop which executes a reference motion for the axis and of the actual user program with all the required functions PS 10 Application initialization of the control execute reference travel user program fig 12 PS 10 application architecture The simplest initialization of the required axis is done with the INIT command
98. t werden kann Die USB Schnittstelle wird nach erfolgreicher Installation als virtuelle RS 232 Schnittstelle angesprochen Die PS 10 kann mit bertragungsraten von 9 600 19 200 38 400 57 600 oder 115 200 Baud arbeiten Es ist unbedingt darauf zu achten dass die bertragungsrate der PS 10 mit der im Ger tetreiber eingestellten bertragungsrate bereinstimmt sonst ist keine Kommunikation m glich Voreinstellung ist 9 600 Baud Kann aus dem Abnahmeprotokoll entnommen werden Universal Motoranschluss Mit dem passenden OWIS Anschlusskabel werden die OWIS Positioniereinheiten angeschlossen Uber diesen Anschluss stecker wird der Motor mit Leistung versorgt die Signale des Encoders und der Endschalter bertragen sowie die Motor Haltebremse falls vorhanden gesteuert Die Endstufe hat eine zus tzliche Schutzeinrichtung die daf r sorgt dass ein versehentlich falsch angeschlossener Motortyp z B ein DC Motor an einer Schrittmotor Endstufe nicht unkontrolliert startet Am Motoranschlusskabel ist zwischen Pin 14 und Pin 15 ein Widerstand zur Codierung des Motortyps eingebaut Codierung e Ohm DC Servomotor e Widerstand unendlich 2 Phasen Schrittmotor Beim Einschalten misst die Steuerung den Widerstandswert und signalisiert einen Fehler wenn der gemessene Wert nicht zu der jeweiligen Steuerplatine passt Die Fehlermeldung der Endstufe wird ber das Kommando ASTAT ausgelesen siehe Befehlssatz ab 5 18 Die End
99. tiv BAUDRATE 9600 BAUDRATE Aktuelle Baudrate der seriellen Schnittstelle abfragen BAUDRATE 9600 COMEND lt uv gt Befehlsenderkennung einstellen 0 CR 1 CR LF 2 LF COMEND 0 COMEND Befehlsendekennung abfragen COMEND 0 SERNUM Serien Nummer der Steuerung abfragen SERNUM 09080145 SAVEPARA Abspeichern der globalen und der Achsen Parameter im EEPROM Dieser Befehl muss nach dem Ver ndern der Konfiguration gesendet werden damit die nderung resident abgespeichert wird SAVEPARA VERSION Software Version SP Firmware auslesen VERSION PS10 V3 0 181010 POSERR lt n gt Auslesen des aktuellen Positionsfehlers der Achse Zur ckgegeben wird die Differenz zwischen Encoder Position und Sollposition Kann auch on the fly benutzt werden um den Schleppfehler auszulesen POSERR1 215 MXSTROKE lt n gt Gemessenen Tischhub auslesen Bei der Referenzierung in den Modi 6 und 7 wird der Tischhub ermittelt und kann mit diesem Kommando ausgelesen werden MXSTROKE1 340000 AMPST lt n gt Endstufenstatus abfragen Bit 0 Fehler Endstufentemperatur Bit 1 Fehler Endstufe wegen NOT AUS abgeschaltet Bit 2 Fehler falsche Motorkodierung gelesen Bit 3 Fehler Kurzschlu schutz hat angesprochen AMPST1 AMPMODE lt n gt Endstufenmodus einstellen Mit diesem Kommando wird die Art der Schnellentregung f r die Endstufen eingestellt
100. tor output stage For detection of the motor type a coding resistor is provided in the 37 pin D Sub connector of the motor connecting cable between pin 14 and 15 Coding e Ohm DC servo motor e infinite resistance no resistor 2 phase step motor When being switched on the PS 10 measures the resistance value and reports an error message if the measured value does not match the type of the motor power stage The error message of the output stage can be read out using the command ASTAT see command set page 42 On the motor power stage the universal motor connector is fitted On this connector all the necessary signals such as motor current limit switches encoder and holding brake if any can be found Limit and Reference Switches Maximum four limit switches per axis can be connected They can be micro switches TTL Hall switches or TTL light barriers with 5 V voltage Various n c or n o contacts switching towards GND can be attached to the inputs One of the four switches is defined as reference switch if necessary The active level and the switch assignment are configured by software Encoder Input The encoder input enables both the connection of encoders with line drivers antivalent signals for CHA CHB and optionally Index and of encoders with TTL CMOS signals The following input signals are defined supply voltage Vec 5V GND channel A TTL or CMOS channel A inverted channel B TTL or CMOS
101. urzschlu schutz der Endstufe wird zur ckgesetzt PSET lt n gt lt sv gt Zielposition bzw Relativweg ABSOL RELAT f r die Achse setzen PSET1 100000 st absolutes Positionsangabeformat eingeschaltet so wird der Parameter als absolute Position mit Vorzeichen interpretiert ist relative Positionsangabe gew hlt so wird der Parameter als Weg mit Vorzeichen interpretiert Die neue absolute Zielposition berechnet sich dann aus der Summe von etzter absoluter Zielposition und bergebenem Weg PSET lt n gt Zielposition bzw Relativweg f r die Achse auslesen PVELI 10000 VVEL lt n gt lt sv gt Sollgeschwindigkeit der Achse f r Geschwindigkeitsmodus setzen VVEL1 20000 it diesem Befehl wird die Startgeschwindigkeit und auch evtl eine neue Geschwindigkeit w hrend de Achse im Geschwindigkeitsmodus f hrt bergeben VVEL lt n gt Sollgeschwindigkeit f r Geschwindigkeitsmodus auslesen 2VVEL1 20000 PGO lt n gt Positionierung der Achse starten PGO1 E Die Achse f hrt die neue Zielposition im Trapez Profil an 5 VGO lt n gt Geschwindigkeitsmodus der Achse starten VGO1 5 STOP lt n gt Bewegung der Achse stoppen STOP1 S Jegliche aktive Bewegung der Achse wird abgebrochen Der Antrieb stoppt mit der programmierten Bremsrampe und bleibt stehen VSTP lt n gt Geschwindigkeitsmodus der Achse stoppen VSTP1 Arbeitet die Achse im Geschwindigkeitsmodus so wird dieser mit diesem Befehl beendet und die Achse gestoppt EFREE lt n gt Endschalter
102. uts 0 5VDC resolution 10 Bit TTL output 0 5V 10mA SPS outputs 0 24VDC 0 100 mA in version PS 10 32 power outputs 0 24VDC 1 0A PWM The analog inputs can measure voltages between OV and 5V directly and convert them with a 10 bit resolution reference vol tage 5V The inputs are not galvanically separated The query commands ANIN lt uv gt and INPUTS correspond to the same inputs of the PS 10 see command set page 42 The eval uation of the inputs takes place either analog or digital The two power outputs in Version PS 10 32 are PWM type and switching towards GND They are designed to drive inductive loads which need a high actuating current for a short time and a low stand by current afterwards such as holding brakes or solenoids These power outputs can therefore be configured for driving a motor holding brake 6 3 Selection of the Current Range for the Motor Power Stage The PS 10 motor power stage has two configurable current ranges in order to obtain high precision in the current value After switching on the control unit the current range selected is stored in the static RAM In order to activate a new current range it is necessary to re initialize the axis lt n gt after the preset has been done Preselection of the current range 1 low and 2 high respectively for axis lt n gt takes place after e g following command sequence AMPSHNT lt n gt 1 command to set current range 1
103. ximum PWM value for DRICUR or HOLCUR In any case the output is limited to the value defined by MAXOUT If a too small value is selected the micro step operation will not work properly Subject to change without notice Betriebsanleitung User Manual PS 10 nderungen vorbehalten 49 50 Universal Motor Connector Pin assignment of the 37 pin D Sub female connector pin DC motor stepper motor OL 9 motor phase 1 w kd S 8 motor phase 1 117 motor phase 2 2 16 motor phase 2 15 motor type encoding 14 motor type encoding 13 GND 12 5V 1 encoder A a 10 encoderA 9 encoder B 8 encoder B 7 encoder Index 6 encoder Index 5 MINSTOP 4 MINDEC 3 MAXDEC 2 MAXSTOP 1 GND 37 motor holding brake 24V 36 motor holding brake 35 reserved 34 reserved u 133 reserved e 32 reserved n SEN GND Kl 8130 5V 5 29 OWISid 28 reserved 27 reserved 26 reserved 25 reserved 24 reserved 23 reserved 22 5V 21 GND 20 24V Anderungen vorbehalten Betriebsanleitung User Manual PS 10 Subject to change without notice EU UE Konformit tserkl rung Declaration of conformity Wir We OWIS GmbH Im Gaisgraben 7 79219 Staufen Germany 49 0 7633 9504 0 49 0 7633 9504 44 www owis eu info owis eu erklaren i
104. zwischen OV und 5V direkt messen und mit 10 Bit Aufl sung wandeln Referenzspan nung 5V Die Ein und Ausg nge sind nicht galvanisch getrennt Die Abfragebefehle ANIN lt uv gt und INPUTS beziehen sich auf dieselben Eing nge der PS 10 siehe Befehlssatz ab S 18 Die Auswertung der Eing nge erfolgt entweder analog oder digital In der Version PS 10 32 sind die zwei Leistungsausg nge pulsweiten moduliert und nach Masse schaltend Sie k nnen induktive Lasten ansteuern die kurzzeitig einen hohen Anzugsstrom und anschlie end nur noch einen geringen Haltestrom brauchen wie Haltebremsen oder Hubmagnete Die Leistungsausg nge k nnen als Haltebremsenansteuerung konfiguriert werden 6 3 Strombereichsumschaltung der Motorendstufe Die PS 10 Endstufe besitzt zwei umschaltbare Strombereiche um m glichst hohe Aufl sung der Stromeinstellung bzw m glichst feinen Mikroschrittbetrieb zu erm glichen Der gew hlte Strombereich wird im statischen RAM abgespeichert Um den neuen Strombereich zu aktivieren ist es erforderlich die Achse lt n gt nach der Bereichsumschaltung neu zu initialisieren Auswahl von Strombereich 1 niedrig bzw 2 hoch f r Achse lt n gt erfolgt ber folgende Kommandofolge AMPSHNT lt n gt 1 Befehl zum Einstellen des Strombereiches 1 oder 2 INIT lt n gt Befehl zum Initialisieren der Achse Vorwahl des Phasenstromes bei 2 Phasen Schrittmotoren F r 2 Phasen Schrittmotoren k

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