Metronix IMD-310/5 F Produkthandbuch
Inhaltsverzeichnis
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Inhaltszusammenfassung für Metronix IMD-310/5 F
- Seite 1 IMD-310/5 F Produkthandbuch Version 1.3 Meßgeräte und Elektronik GmbH...
- Seite 2 Folgeschäden. Auch für Schäden, die aus der Nutzung des Gerätes, der Anwendung von Applikationen oder defekten Schaltkreisen im Gerät resultieren, wird keine Haftung übernommen. Die Metronix GmbH behält sich das Recht vor, das Dokument oder das Produkt ohne vorherige Ankündigung zu ändern, zu ergänzen oder zu verbessern.
- Seite 3 Zielgruppe Dieses Handbuch richtet sich hauptsächlich an Personen, die eine Übersicht über die Servoregler der Familie IMD Fast (IMD-310/5 F) gewinnen wollen. Es richtet sich auch an Entscheidungsträger, die einen geeigneten Servoregler für die vorliegende und/oder künftige antriebstechnische Aufgabenstellung auswählen wollen.
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Seite 4: Inhaltsverzeichnis
2.9.4. I²t-Überwachung..................16 Funktionalität des IMD F ................17 3.1. Reglerstruktur ......................17 3.2. Drehzahl-Istwerterfassung..................18 3.3. Betriebsarten Drehmoment- und Drehzahlregelung ..........18 3.3.1. Betriebsarten ....................18 3.3.2. Drehzahlsollwert-Management ..............18 3.4. Lageregler........................19 3.5. Positioniersteuerung....................20 3.5.1. Kurzbeschreibung ..................20 3.5.2. Funktionsweise..................20 © 1996 Metronix GmbH Produkthandbuch IMD-310/5 F... - Seite 5 4.5.3. Elektromagnetische Verträglichkeit............37 Betriebsbedingungen .................39 5.1. Dauerleistungsabgabe.....................39 5.1.1. Leistungsdiagramme für Netzspeisung ohne externen Zusatzelko..40 5.1.2. Leistungsdiagramme für Netzspeisung mit externem Zusatzelko ...41 5.1.3. Leistungsdiagramme für Zwischenkreisspeisung ........41 5.2. Strombelastbarkeit des IMD F .................43 © 1996 Metronix GmbH IMD-310/5 F Produkthandbuch...
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Seite 6: Sicherheitshinweise
Ohne Anspruch auf Vollständigkeit gelten unter anderem folgende Vorschriften: • VDE 0100 Bestimmung für das Errichten von Starkstromanlagen bis 1000 Volt • VDE 0113 Elektrische Anlagen mit elektronischen Betriebs- mitteln • VDE 0160 Ausrüstung von Starkstromanlagen und elektrischen Betriebsmitteln © 1996 Metronix GmbH Produkthandbuch IMD-310/5 F... -
Seite 7: Produktbeschreibung
CAN-Feldbusinterface für die Steuerung des IMD F in "Echtzeit" • Die digitale Steuerung ermöglicht einen fehlertoleranten Betrieb, d. h. Störungen werden rechtzeitig erkannt und wenn möglich reguliert. • Der integrierte Bremschopper ermöglicht den Abbau von Bremsenergie über externe Bremswiderstände © 1996 Metronix GmbH IMD-310/5 F Produkthandbuch... -
Seite 8: Technische Daten
(Servo-Leitung der Hersteller Lütze, Lapp, o.ä.) Sollwerteingänge für Drehzahl und Strom ±10 V, R i = 1 ΜΩ, Offset Adjust ±0,1V AIn0 ±10 V, R i = 1 ΜΩ, Offset Adjust ±0,1V AIn1 © 1996 Metronix GmbH Produkthandbuch IMD-310/5 F... - Seite 9 Anzeigen am Gerät Betriebsbereit-Anzeige Leuchtdiode Fehler- und Statusmeldungen Siebensegmentanzeige CAN-Schnittstelle (Option) ISO/DIS 11898, galvanisch getrennt max. 1MBit/s Übertragungsrate Steckverbinder 9-pol. D-Sub Terminal-Schnittstelle Pegel RS 232, 9600...57600 Bit/s, Steckverbinder 9-pol. D-Sub oder 6-pol. 3M © 1996 Metronix GmbH IMD-310/5 F Produkthandbuch...
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Seite 10: Geberanpassungen
Schleppeffekt ca. ±0,2° (50m Kabel) Fehlererkennung .......Kabelbruch und Kurzschluß Anschlußkabel Resolver ....max. 50m, doppelt geschirmte Leitung C´ < 200pF/m Servo-Geber-Leitung, z.B. Lapp Ö-Servo 720 Art. Nr. 0036168R Lütze Best. Nr. 110 941 (einfach geschirmt) © 1996 Metronix GmbH Produkthandbuch IMD-310/5 F... -
Seite 11: Controllerteil
2.3.4. Interne Überwachung Ein Watchdogtimer und umfassende Überwachungsfunktionen sichern einen sehr zuverlässigen Betrieb des Controllerteils. Der Mikrocontroller und eine zusätzliche externe Hardware-Logik erfassen Fehler- signale vom Motor, von der Drehgeberauswertung und von der Leistungsendstufe. © 1996 Metronix GmbH IMD-310/5 F Produkthandbuch... -
Seite 12: Leistungsendstufe
Bauelemente reduzieren sich die Signalverzerrungen auf ein Minimum. 2.4.2. Stromversorgung Für Nennleistungen ≤600 W (IMD-310/5 F) ist kein externes Netzteil erforderlich. Bei größeren Nennleistungen erfolgt die Spannungsversorgung über den Zwischen- kreis in Verbindung mit einem externen dreiphasigen Spartrafo mit Gleichrichter. -
Seite 13: Anzeigen
1024 Strichen pro Umdrehung, fest eingestellt. • Kaskadierung mehrerer Regler über die Inkrementalgeber-Steckverbinder X10 und X11 durch Flachbandkabel möglich Andere Geberauswertungen können über einen auf dem Controllerteil angebrachten Steckplatz implementiert werden. Dafür kann die integrierte Resolverauswertung abgeschaltet werden. © 1996 Metronix GmbH IMD-310/5 F Produkthandbuch... -
Seite 14: Benutzerschnittstellen
Digital-Wandler mit einer Auflösung von 10 Bit quantisiert und digitalisiert. Die analogen Signale dienen dabei zur Vorgabe von Sollwerten für die Regelung. 2.7.3. Serielle Schnittstelle Die serielle Schnittstelle dient zur Parametrierung des IMD F. Die Parametrierung erfolgt in Verbindung mit dem Metronix-Parametrierprogramm WMEMOC (für ® Windows ) einem PC. -
Seite 15: Parametrierungen
Überspannungsüberwachung für den Zwischenkreis: sie spricht an, sobald die Zwischenkreisspannung den Betriebsspannungsbereich überschreitet. Die Leistungsendstufe wird daraufhin abgeschaltet. • Temperaturüberwachung für den Kühlkörper: die Kühlkörpertemperatur der Leistungsendstufe wird mit einem linearen Temperatursensor gemessen. Ab 100°C wird der Regler abgeschaltet. © 1996 Metronix GmbH IMD-310/5 F Produkthandbuch... -
Seite 16: Überwachung Des Motors
Verlustleistung in der Leistungsendstufe und im Motor. Da die auftretende Verlust- leistung in Leistungselektronik und Motor im ungünstigsten Fall quadratisch mit dem fließenden Strom wächst, wird der quadrierte Stromwert als Maß für die Verlustleistung angenommen. © 1996 Metronix GmbH Produkthandbuch IMD-310/5 F... -
Seite 17: Funktionalität Des Imd F
Der Drehzahlregler ist dem Stromregler übergeordnet und liefert den Sollwert für Wirkstromregler. Lageregler wiederum dem Drehzahlregler übergeordnet. Der Lageregler ist damit die äußerste Kaskadenstufe. Drehzahl- und Lageregler sind wie der Stromregler als PI-Regler ausgeführt. © 1996 Metronix GmbH IMD-310/5 F Produkthandbuch... -
Seite 18: Drehzahl-Istwerterfassung
Drehzahlregler und Stromregler bleiben jedoch im Eingriff. Damit wird aus dem PI-Regler ein P-Regler, der nun die Umnormierung des vorgegebenen Sollmoments in den entsprechend dazu erforderlichen Sollstrom i q vornimmt. 3.3.2. Drehzahlsollwert-Management Bild 3.2: Drehzahlsollwert-Management © 1996 Metronix GmbH Produkthandbuch IMD-310/5 F... -
Seite 19: Lageregler
In der Betriebsart Lageregelung wird der Eingang des Drehzahlreglers auf den Ausgang des Lagereglers geschaltet. Der Sollwert X soll kommt dann vom Lagesollwert-Management (siehe auch Bild 3.1). Bild 3.3: Sollwert-Management der Lageregelung / Positioniersteuerung © 1996 Metronix GmbH IMD-310/5 F Produkthandbuch... -
Seite 20: Positioniersteuerung
Die Positioniersteuerung des IMD F bietet noch ein weiteres Leistungsmerkmal: Der Anwender kann bestimmen, ob eine Fahrt zeitoptimal oder ruckfrei ablaufen soll. Der Unterschied zwischen diesen Verfahren läßt sich gut anhand der folgenden Diagramme erläutern: © 1996 Metronix GmbH Produkthandbuch IMD-310/5 F... - Seite 21 Ruck bemerkbar machen würde und zum Überschwappen der Flüssigkeit führen würde. Für solche Applikationen wird daher das ruckfreie Positionieren mit dem Profil einer dreieckförmigen Beschleunigung gewählt. Der Verlauf der Geschwindig- keitskurve ist dann parabelförmig. © 1996 Metronix GmbH IMD-310/5 F Produkthandbuch...
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Seite 22: Zieltabelle Für Positioniersteuerung
Produktionsgut nicht in Mitleidenschaft gezogen wird, mal soll der Antrieb schnell in der kürzestmöglichen Zeit zur nächsten Position fahren, da gerade kein Produktionsgut transportiert werden muß und der Produktionsprozeß ohne Verzögerung weiterlaufen soll. © 1996 Metronix GmbH Produkthandbuch IMD-310/5 F... -
Seite 23: Absolute Positionierung
Der IMD F kann wahlweise als Master oder Slave betrieben werden. Dazu sind zusätzlich ein Inkrementalgeberausgang und ein Inkrementalgebereingang vorhanden. In Verbindung mit einem Bus-Master oder Bus-Slave ist der Master- Slave-Betrieb auch direkt über den CAN-Bus möglich. © 1996 Metronix GmbH IMD-310/5 F Produkthandbuch... -
Seite 24: Zusätzlicher Inkrementalgebereingang
Regelinterrupt zyklisch die Sollwerte für Geschwindigkeit und Lage über den CAN- Bus übertragen. Diese Sollwerte werden mit dem Getriebefaktor verrechnet. Die so erhaltene Soll- Lage wird als Master-Winkel verwendet. Die Master-Geschwindigkeit wird wieder in der Tabelle des Drehzahlsollwert-Managements (unter SYNC) abgelegt. © 1996 Metronix GmbH Produkthandbuch IMD-310/5 F... -
Seite 25: Drehzahlsynchroner Betrieb
Die Bedienung der Haltebremse kann bei Positioniervorgängen automatisch erfolgen. Wenn ein Ziel erreicht wurde, so ist es möglich, die Haltebremse nach Ablauf einer Wartezeit automatisch einfallen zu lassen. Vor der nächsten Fahrt wird die Haltebremse automatisch wieder gelüftet. © 1996 Metronix GmbH IMD-310/5 F Produkthandbuch... -
Seite 26: Referenzfahrt
Antrieb, damit der Nullpunkt nicht wegwandert. Diese Methode kann also eingesetzt werden, wenn zwischen dem Antrieb und dem angetriebenen System irgendeine Art der Verzahnung besteht (z. B. über Kette, Getriebe, Zahnriemen o.ä.). Bild 3.7: Referenzfahrt © 1996 Metronix GmbH Produkthandbuch IMD-310/5 F... -
Seite 27: Elektromechanik
Elektromechanik Seite 27 4. Elektromechanik 4.1. IMD-310/5 F 4.1.1. Vorderansicht 3 HE IMD-310/5 F 14 TE Bild 4.1: Vorderansicht des IMD-310/5 F Winkelgeber (Resolver) Stromversorgung Feststellbremse / Temperaturfühler Digitale und analoge Ein- und Ausgänge Inkrementalgebereingang Inkrementalgeberausgang Serielle Testschnittstelle Speisung Motor State 7-Segment-Anzeige als Statusanzeige RDY Grüne LED als Bereitschaftsanzeige... -
Seite 28: Rückansicht
Elektromechanik 4.1.2. Rückansicht RBr- RBr+ +24V Bild 4.2: Rückansicht des IMD-310/5 F 24 V DC-Stromversorgung für den IMD F Netzseitiger PE-Anschluß Anschluß für Bremswiderstand 100 Ω/ 100 W 310 V DC-Stromversorgung für Zwischenkreisspeisung 230 V AC-Netzanschluß für den IMD F... -
Seite 29: Abmessungen
Seite 29 4.2. Abmessungen Der IMD F wird als offener 19-Zoll-Einschub mit 3 HE Höhe und 14 TE Breite (IMD-310/5 F) geliefert. 6 IMD F lassen sich somit in ein 84 TE breites Rack integrieren. Bild 4.5: Abmessungen des IMD F ©... -
Seite 30: Steckverbinder Und Deren Pinbelegungen
(ggf differentieller Treiber zwischen R1, R2) wird nicht verwendet ! Tabelle 4.1: Belegung des Steckverbinders X2 (Winkelgeberauswertung) 4.3.2. X1 (Digitale und analoge Ein- und Ausgänge) folgende Seite • Steckverbinder: D-Sub-Steckverbinder 25-polig (Buchse) • Gegenstecker: D-Sub-Steckverbinder 25-polig (Stift) © 1996 Metronix GmbH Produkthandbuch IMD-310/5 F... - Seite 31 Eingang Endstufenfreigabe DIn5 FG_R Eingang Reglerfreigabe, fallende Flanke quittiert Fehler DIn6 END0 Eingang Endschalter 0 (positive Winkel) DIn7 END1 Eingang Endschalter 1 (negative Winkel) Tabelle 3.2: Belegung des Steckverbinders X1 (Digitale Ein- und Ausgänge) © 1996 Metronix GmbH IMD-310/5 F Produkthandbuch...
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Seite 32: X10 (Zusätzlicher Inkrementalgebereingang)
B_OUT* Ausgangssignal Inkrementalgeber 1024 Striche, Spur B* N_OUT Ausgangssignal Inkrementalgeber 1024 Striche, Spur Null N_OUT* Ausgangssignal Inkrementalgeber 1024 Striche, Spur Null* Ground (digital) für Inkrementalgebereingangssignale Tabelle 4.4: Belegung des Steckverbinders X11 (Zusätzlicher Inkrementalgeberausgang) © 1996 Metronix GmbH Produkthandbuch IMD-310/5 F... -
Seite 33: X5 Und X12 (Serielle Schnittstelle/Serielle Testschnittstelle)
Tabelle 4.5: Belegung des Steckverbinders X5 (Serielle Schnittstelle) Kurzbez. Bedeutung / Anmerkung Serieller Ground, mit GND des Digitalteils verbunden dito 232RxD Empfängerleitung RS 232 232RxD dito 232TxD Sendeleitung RS 232 232TxD dito Tabelle 4.6: Belegung des Steckverbinders X12 (Serielle Testschnittstelle) © 1996 Metronix GmbH IMD-310/5 F Produkthandbuch... -
Seite 34: X4 (Can-Bus-Interface)
Motoranschluß Phase2 Motoranschluß Phase3 Blindstopfen Bremse+ Ansteuerung 24V-Haltebremse im Motor Bremse- zugehöriger Gnd, mit Gnd24 verbunden AGND Gnd für Temperaturfühler M_TEMP Temperaturfühler Motortemperatur (Öffner, PTC, PT100) Blindstopfen Tabelle 4.8: Belegung des Steckverbinders X6 (Motoranschluß) © 1996 Metronix GmbH Produkthandbuch IMD-310/5 F... -
Seite 35: X9 (Spannungsversorgung Des Imd F - Leistungsteils)
Schaltschrank installiert ist. Da es sich bei nahezu allen im Rack verwendeten Bauteilen um Standard-Handelsware handelt, können Sie den Aufbau selbst vornehmen Der schematische Aufbau des Gesamtsystems ist in Bild 4.6 dargestellt. © 1996 Metronix GmbH IMD-310/5 F Produkthandbuch... - Seite 36 Seite 36 Elektromechanik Bild 4.6: Gesamtaufbau Vorsicht! Wenn kein anderweitiger Berührschutz sichergestellt ist, müssen Sie entsprechend VDE 0160 einen geeigneten Fehlerstromschutzschalter zwischen Sicherungsautomat und 230 V-AC-Netzanschluß des IMD F installieren. © 1996 Metronix GmbH Produkthandbuch IMD-310/5 F...
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Seite 37: Pe-Führung
Die Störabstrahlung und Störfestigkeit eines Gerätes ist immer von der Gesamtkonzeption des Antriebs, der aus folgenden Komponenten besteht, abhängig: • Spannungsversorgung • Regelgerät IMD F • Motor • Elektromechanik • Ausführung und Art der Verdrahtung • Überlagerte Steuerung © 1996 Metronix GmbH IMD-310/5 F Produkthandbuch... - Seite 38 Der IMD F erfüllt in Verbindung mit externen Sieb- und Schirmmitteln, bei geeignetem Einbau und geeigneter Verdrahtung aller Anschlußleitungen, die wesentlichen Bestimmungen entsprechenden Fachgrundnormen EN 50081 (Störaussendung) und EN 50082 (Störfestigkeit). Eine entsprechende Konformitätserklärung ist ab 3. Quartal 1996 beim Hersteller verfügbar. © 1996 Metronix GmbH Produkthandbuch IMD-310/5 F...
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Seite 39: Betriebsbedingungen
/h unterhalb des Racks montiert, die von unten nach oben durch das Rack hindurchblasen. Es muß ausreichend Raum für den Luftein- und -austritt vorhanden sein, wie in Bild 5.1 dargestellt. Bild 5.1: Abstände für den Rackeinbau © 1996 Metronix GmbH IMD-310/5 F Produkthandbuch... -
Seite 40: Leistungsdiagramme Für Netzspeisung Ohne Externen Zusatzelko
Zusatzelko 1600 1400 1200 40000h 1000 20000h 10000h Umgebungstemperatur /°C Bild 5.3: Derating-Diagramm für Netzeinspeisung mit Zwangsbelüftung (Lüfter mit 100m³/h für je zwei IMD-310/5 F) ohne Zusatzelko extern © 1996 Metronix GmbH Produkthandbuch IMD-310/5 F... -
Seite 41: Leistungsdiagramme Für Netzspeisung Mit Externem Zusatzelko
40000h Umgebungstemperatur /°C Bild 5.5: Derating-Diagramm für Netzeinspeisung mit Zwangsbelüftung (Lüfter mit 100m³/h für je zwei IMD-310/5 F) mit Zusatzelko extern 5.1.3. Leistungsdiagramme für Zwischenkreisspeisung Nachfolgend sind die Leistungsdiagramme für Zwischenkreisspeisung ohne Zusatz- kondensator dargestellt. Die Welligkeit der Zwischenkreisspannung bei 300Hz darf effektiv maximal 12V betragen. - Seite 42 Bild 5.6: Derating-Diagramm IMD-310/5 F für Zwischenkreisspeisung mit 310V DC ohne Zwangsbelüftung 1600 1400 1200 1000 >50000h Umgebungstemperatur /°C Bild 5.7: Derating-Diagramm für Zwischenkreisspeisung mit 310V DC mit Zwangs- belüftung (Lüfter mit 100m/h für je zwei IMD-310/5 F) © 1996 Metronix GmbH Produkthandbuch IMD-310/5 F...
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Seite 43: Strombelastbarkeit Des Imd F
Scheitelwert des Phasenstroms am Motorausgang darf kurzzeitig bis zu I = 20A Gerät,s (IMD-310/5 F) betragen, ohne daß das Gerät Schaden nimmt. Eine Hardware- Strombegrenzung begrenzt den Ausgangsstrom unabhängig von der Betriebssoftware bei Überschreitung dieser Stromgrenze. Der Maximalstrom ist der Strom, den der IMD F für die Dauer von max. 3 Sekun- den am Ausgang zur Verfügung stellt.