OWIS PS35 Betriebsanleitung
Universal-positioniersteuerung
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BETRIEBSANLEITUNG
USER MANUAL
Universal-Positioniersteuerung
Universal Position Control Unit
OWIS GmbH
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Im Gaisgraben 7
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79219 Staufen i. Br. (Germany)
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Tel. +49 (0) 76 33 / 95 04-0
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Fax +49 (0) 76 33 / 95 04-440
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PS 35
9013.
0192 / 28.07.2014
info@owis.eu
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www.owis.eu
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mobile.owis.eu
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Inhaltsverzeichnis
Verwandte Anleitungen für OWIS PS35
Inhaltszusammenfassung für OWIS PS35
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Seite 3: Inhaltsverzeichnis
Inhalt Content 1. Allgemeines ................5 1. General Information ...............40 2. Ausführung und Lieferumfang ..........5 2. Setup and Scope of Delivery ...........40 2.1 Standard ................5 2.1 Standard ................40 2.2 Zubehör ................5 2.2 Accessories ...............40 2.3 Option ................5 2.3 Option ................40 3. Sicherheit .................6 3. - Seite 4 Allgemeines ................18 General Information ............53 Abtastzeit ................18 Servo Loop Cycle Time ............53 Endgeschwindigkeit ............18 Final Velocity ..............53 Beschleunigung bei Trapezprofil ..........19 Acceleration for Trapezoidal Velocity Profiling ......54 12. Inbetriebnahme der PS 35 .............20 12. Initial Operation of the PS 35 ..........55 12.1 Vorbereitung der Steuerung ..........20 12.1 Preparation of the Control Unit ........55 Aufstellung .................20...
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Seite 5: Allgemeines
1. Allgemeines 2. Ausführung und Lieferumfang Die OWIS ® Steuerung PS 35 ist eine universelle Positioniersteuerung, Standardmäßig werden die PS 35-Endstufen die für anspruchsvolle Steuerungsaufgaben eingesetzt wird. über + 24 V vom Netzteil versorgt. Die PS 35 ist leistungsstark und kann bis zu drei Achsen mit Schritt- Zum Lieferumfang der Steuerung gehören:... -
Seite 6: Sicherheit
3. Sicherheit 4. Normen und Richtlinien Die Verwendung der PS 35 sollte ausschließlich von autorisiertem Die Universal-Positioniersteuerung PS 35 erfüllt folgende Normen Fachpersonal und unter Berücksichtigung der Vorschriften der und Richtlinien: Unfallverhütung sowie den Vorschriften der Elektroindustrie • RoHS-konform durchgeführt werden. Beachten Sie hierzu auch die entsprechenden (im Datenblatt aufgeführten) Sicherheitshinweise. -
Seite 7: Aufbau Der Steuerung
RS-232-Schnittstelle USB-Anschluss Eingänge/Ausgänge (Freigabe-Anschluss) OWIS GmbH • 79219 Staufen (Germany) • info@owis.eu • www.owis.eu Bild 2: Gehäuse Rückansicht Die PS 35 ist in einem hochwertigen Metallgehäuse untergebracht. mente, mm, µm, Grad, mrad. Für die Umstellung der Maßeinheiten wird der Parameter PWMSMODE verwendet. Für die Umrechnung Die Abwärme der eingebauten Steuerplatine wird an die... -
Seite 8: Anschlüsse
Der Steckerbelegungsplan ist im Anhang aufgeführt. Die über den 3-fach-Adapter umgesetzten Signale des 62-poligen PS 35-Motor- 6.3 Eingänge und Ausgänge ® steckers sind dort aufgelistet. Die Belegung entspricht dem OWIS Zur Interaktion mit externen Sensoren und Aktoren sind entspre- Standard. chende digitale und analoge Ein- und Ausgänge vorgesehen. -
Seite 9: Steuerungsarchitektur Und Funktion
7. Steuerungsarchitektur und Funktion Schrittmotoren werden in der Regel gesteuert betrieben (Open- Loop-Betrieb), d.h. der Motorcontroller steuert den Feldvektor über 7.1 Aufbau PWM-Signale, wobei jeweils nur der Winkel des Feldvektors verän- dert wird, nicht jedoch dessen Länge. Hauptplatine Hauptplatine , Freigabe Eingang Bild 3: Steuerungsarchitektur Hauptplatine Display... -
Seite 10: Bedienelemente Und Einstellungen
7.3 Bedienelemente und Einstellungen Jumpereinstellung der Hauptplatine Bild 6: Werkseitige Jumpervoreinstellung werksseitige Jumper Funktion Einstellmöglichkeiten Anmerkung Voreinstellung JP14 Endstufenfreigabe Jumper gesteckt = Freigabe; gesteckt Jumper nicht gesteckt = Freigabe extern möglich Sicherung der Hauptplatine F4: 1 A flink zur Absicherung der + 24 V-Hilfsspannung für die PWM-Ausgänge Jumper- und Potentiometereinstellungen für PS 35-Endstufenmodul Bild 7: Werkseitige Jumper- und Potentiometer Voreinstellungen PS 35 Endstufenmodul Jumper/... -
Seite 11: Strombereichsumschaltung Der Motorendstufe
7.4 Strombereichsumschaltung der Motorendstufe 7.5 Endstufenkonfiguration per Software Die PS 35-Endstufe besitzt zwei umschaltbare Strombereiche, um Diverse Charakteristika der Motorendstufen, die in den allermeisten möglichst hohe Auflösung der Stromeinstellung bzw. möglichst Anwendungsfällen nicht gesetzt bzw. verändert zu werden brauchen, feinen Mikroschrittbetrieb zu ermöglichen. können vor der Initialisierung einer Endstufe („INIT...“-Befehl) konfiguriert werden. -
Seite 12: Steuerungsfunktionen
8. Steuerungsfunktionen gerung wird in entgegengesetzter Richtung eingesetzt. Falls keine Bewegungsparameter während der Bewe gungs sequenz verändert 8.1 Trapezförmiges Punkt-zu-Punkt-Profil werden, wird der Beschleu nigungswert verwendet bis die maximale Geschwindigkeit erreicht wurde. Der Verzögerungswert wird für die Die folgende Tabelle umfasst die spezifischen Profilparameter für Abbremsrampe eingesetzt, bis die Geschwindigkeit auf Null sinkt. -
Seite 13: Geschwindigkeitsmodus
in umgekehrter Richtung der negative Jerk verwendet wird, um Die Bahn wird ausgeführt, indem die Achse mit dem angegebenen zuerst die maximale Verzögerung zu erreichen (D), und dann die Ach- Wert kontinuierlich beschleunigt, bis die jeweilige Endgeschwindigkeit se zu einem Halt an der Endposition zu bringen. erreicht wird. -
Seite 14: Linearinterpolation
8.5 Linearinterpolation 8.6 Funktionsweise der allgemeinen Bahnsteuerung Begriffsbestimmung Definition Linearinterpolation bezeichnet hier die Synchronisation der Bewegung Die PS 35 ermöglicht, beliebige Bahnkurven über Ketten von Einzel- aller beteiligten Achsen derart, dass die Achsen quasi-simultan starten vektoren zu approximieren, die in Form einer Vektortabelle an die und ihre Ziele praktisch gleichzeitig erreichen. - Seite 15 ist. Hierbei zeigt ein gesetztes Bit 0 einen Fehler bei Achse 1 an, ein Plausibilitätsprüfung gesetztes Bit 1 einen Fehler bei Achse 2 usw. Der 8-Bit-Freigabe- Über das Kommando „PTABPLAUS“ kann eine Vektortabelle auf code T definiert, welche der Achsen 1 bis 3 im Vektormodus aktiv Plausibilität geprüft werden.
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Seite 16: Kreisinterpolation
Veranschaulichung am Diagramm: 100 ms ~ 98 1,024 ms Folgende Befehle sind zu senden, um die Geschwindigkeits- und Beschleunigungslimits zu setzen sowie den ersten Tabelleneintrag ∆α zu definieren: IVEL1=800000 α IVEL2=500000 IVEL3=300000 IACC1=2000 Bild 18: Geschwindigkeit-Zeit-Diagramm für Betriebsart IACC2=4000 hier: Teilkreis mit Radius r, Winkeloffset α = 10°, IACC3=10000 Winkelbereich Dα... -
Seite 17: Wegerfassung
9. Wegerfassung 10. PID-Regelschleifenalgorithmus Das in der PS 35 benutzte Servofilter arbeitet nach einem Lageregelung PID-Algorithmus. Ein Integrationslimit sichert nach oben Für den Betrieb von DC-Servomotoren ist ein Encodereingang gegen einen akkumulierten Fehler ab. vorhanden. Das Signal dient der Datengewinnung für den Lage-Regelkreis (PID-Lageregelung). -
Seite 18: Positioniergeschwindigkeit Und - Beschleunigung, Berechnung
Zurückgelegte Distanz während der Motors montiert) erforderlich, um überhaupt höhere Drehzahlen Trapezprofil-Beschleunigungsrampe: erreichen zu können. ® Fast alle Standard-Schrittmotoren, die bei OWIS eingesetzt wer- (Nachlaufweg in Mikroschritten) s = 1 Mikroschritt · 131072 · ACC den, sind in der Lage, einer Frequenz von 400 HzVS im Start-Stop- Betrieb zu folgen. -
Seite 19: Beschleunigung Bei Trapezprofil
Die Endgeschwindigkeit V nach der Beschleunigungsrampe wird als 32-Bit-Wort angegeben. Ihr Wertebereich reicht von 1 bis 2147483647. Hinweis: Keinesfalls darf eine höhere Geschwindigkeit vorgegeben werden, als die Mechanik in der Lage ist, zu fahren, da sonst die angeschlossene Mechanik beschädigt oder zerstört werden kann. Bei gegebener Geschwindigkeit V und der Encoder-Linienzahl R errechnet sich die Motordrehzahl (ohne Berücksichtigung eines evtl. -
Seite 20: Inbetriebnahme Der Ps 35
Schnittstelle. Bild 20: Endschalterkennzeichnung Dafür ist eine Treiberinstallation notwendig. Der Treiber befindet sich auf der mitgelieferten CD. OWIS ® Positioniereinheiten besitzen maximal vier Endschalter. Für die Installation starten Sie bitte „setup. exe“. Die Endschalter in negativer Fahrrichtung (Bewegung des Schiebers zum Motor hin) werden mit MINDEC und MINSTOP bezeichnet. -
Seite 21: Konfiguration Der End- Und Referenzschalter
13.3 Motion-Controller-Fehlerüberwachung ausführt. Dies kann von der Steuerung nicht erfasst werden, so dass der angezeigte Positionswert falsch ist. Eine Referenzfahrt Die Kommunikation mit den Motion-Controllern wird ebenfalls ist nötig, um die Motorschritte wieder mit der angezeigten überwacht. Treten dabei Fehler oder Unplausibilitäten auf, so wird Position übereinstimmen zu lassen. -
Seite 22: Hinweise Zum Aufbau Einer Eigenen Applikationssoftware
14. Hinweise zum Aufbau einer eigenen Soll eine Referenzfahrt für eine Achse durchgeführt werden, sind Applikationssoftware Referenzmaske und Referenzpolarität vorher zu setzen, falls dies nicht bereits erfolgt ist oder entsprechende Werte in den Standard- Eine PS 35-Applikation besteht allgemein aus einem Initialisie- einstellungen hinterlegt worden sind. -
Seite 23: Befehlssatz Der Ps 35
15. Befehlssatz der PS 35 Generelles zum Format der Befehle: Jeder Befehl wird über die Schnittstelle (USB oder RS-232) in Form von ASCII-Zeichen übertragen. 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). -
Seite 24: Anhang
Anhang I Befehlstabelle Befehls- Kommando Funktionsbeschreibung Beispiel Antwort gruppe ?ASTAT Statusabfrage der Achsen, pro Achse wird ein Zeichen zurückgeschickt, ?ASTAT das den aktuellen Zustand der Achse beschreibt: „I“ = Achse nicht initialisiert „O“ = Achse stromlos in Ruhe „R“ = Achse bestromt in Ruhe „T“... - Seite 25 Achsen-Parameter einer Achse aus dem seriellen FRAM abrufen. LOADAXPA1 ?SERNUM Serien-Nummer der Steuerung abfragen. ?SERNUM 09080145 ?VERSION Software-Version HP-Firmware auslesen. ?VERSION PS35-V5.3-240512 ?MCTRVER Versionsdaten des Motion-Controller-Chips zurückgeben. ?PCHECK Checksumme über den Programmspeicher berechnen und auslesen. ?PCHECK 12227 JZONE=<uv> Inaktive Zone des Joysticks einstellen (0-256).
- Seite 26 Befehls- Kommando Funktionsbeschreibung Beispiel Antwort gruppe ?JZEROY Nullpunkt des Y-Joysticks auslesen. ?JZEROY JZEROZ=<uv> Nullpunkt des Z-Joysticks setzen. JZEROZ=508 ?JZEROZ Nullpunkt des Z-Joysticks auslesen. ?JZEROZ JBUTTON=<uv> Auswertung des Joystickbuttons ein-/ ausschalten. JBUTTON=1 ?JBUTTON Auslesen, ob der Joystickbutton ausgewertet wird oder nicht. ?JBUTTON INIT<n>...
- Seite 27 Befehls- Kommando Funktionsbeschreibung Beispiel Antwort gruppe ?VACT<n> Aktuelle Geschwindigkeit einer Achse auslesen. Die aktuelle Geschwindigkeit ?VACT2 1000 wird im Format 16.16 mit Vorzeichen zurückgegeben, der fraktionale Anteil ist jedoch „0“, weil die aktuelle Geschwindigkeit aus der Positionsdifferenz zwischen zwei Sample-Zeiten berechnet wird. ?ENCPOS<n>...
- Seite 28 Befehls- Kommando Funktionsbeschreibung Beispiel Antwort gruppe ?WMSFAKN<n> Faktor für die Umrechnung der angezeigten Position Nenner abfragen. ?WMSFAKN1 10000 PWMSMODE<n>=<uv> Anzeigemodus für die Position einstellen. PWMSMODE1=1 Modus 0: Anzeige der Position ohne Einheit im Format 12:3. Modus 1: Anzeige der Position ohne Einheit mm im Format 10:3. Modus 2: Anzeige der Position ohne Einheit µm im Format 10:3.
- Seite 29 Befehls- Kommando Funktionsbeschreibung Beispiel Antwort gruppe PTABCPY Einen Bereich der Tabelle für Bahnsteuerung kopieren. Der Wert vor dem PTABCPY <uv>=<uv>,<uv> „=“-Zeichen gibt den Zielindex in der Positionstabelle an, der Wert hinter 50=10, 20 dem „=“-Zeichen gibt den Quellindex an und der Wert hinter dem Komma die Anzahl Zeilen die kopiert werden sollen.
- Seite 30 Befehls- Kommando Funktionsbeschreibung Beispiel Antwort gruppe ?INPOSTIM<n> Bewegungsfertigmeldezeit abfragen. ?INPOSTIM1 1000 INPOSWND<n>=<uv> Bewegungsfertigmeldefenster einstellen in Encoder-Counts. INPOSWND1=50 ?INPOSWND<n> Bewegungsfertigmeldefenster abfragen. ?INPOSWND1 AMPPWMF<n>=<uv> PWM-Frequenz für Endstufe einstellen, 20000 oder 80000 ist möglich. AMPPWMF1= 20000 ?AMPPWMF<n> PWM-Frequenz für Endstufe abfragen. ?AMPPWMF1 ?AMPPWMF1 ENCLINES<n>=<uv>...
- Seite 31 Befehls- Kommando Funktionsbeschreibung Beispiel Antwort gruppe ?HYST<n> Referenzschalterhysterese einer Achse auslesen. Nach erfolgter Referenzfahrt ?HYST1 kann mit dem Kommando die Hysterese des Schalters ausgelesen werden. ?REFST<n> Abfrage der Gültigkeit der Referenzfahrt. Nach erfolgter Referenzfahrt wird der ?REFST Status auf 1 =„gültig“ gesetzt. Schaltet man einen Antrieb ohne Encoder (z.B. Schrittmotor Open Loop) stromlos, so wird die Gültigkeit auf 0 zurückgesetzt.
- Seite 32 Befehls- Kommando Funktionsbeschreibung Beispiel Antwort gruppe SAMEM Merker-Wert setzen. SAMEM38=50 ?SAMEM Merker-Wert abfragen. ?SAMEM38 SAEXEC Stand-Alone-Programm-Ausführung starten (1) /stoppen (0). SAEXEC0 SASTEP Eine Stand-Alone-Programm-Zeile ausführen, der Zeilen-Index wird überge- SASTEP1 ben und zurückgegeben wird der Zeilen-Index der nächsten Zeile. SALOAD Eine Stand-Alone-Programm-Zeile laden, übergeben wird der Zeilen-Index und SALOAD11= der Inhalt der Programm-Zeile (16 Byte) als Hex-Dump im ASCII-Format.
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Seite 33: Relevanz Der Parameter Für Verschiedene Motortypen
II Relevanz der Parameter für verschiedene Motortypen MOTYPE MOTPOLES – – AXIS ENCLINES – – – ELCYCNT – – – PHINTIM – – PHINAMP – – – ATOT – INPOSTIM – – INPOSWND – MAXOUT INPOSMOD – MXPOSERR – HBCH HBFV HBTI HBSV... -
Seite 34: Belegungstabellen
III Belegungstabellen Ein- /Ausgänge 3-fach-Motorstecker Pinbelegung des 25-poligen D-Sub (male) an der PCI-Einsteckkarte Pinbelegung des 62-poligen HD (female) DC-Motor Schrittmotor Funktion Motor1 + Motor1 Phase 1+ Input 1 (TTL/Analog) Motor1 + Motor1 Phase 1+ Input 2 (TTL/Analog) Motor1 - Motor1 Phase 1 - Motor1 - Motor1 Phase 1 - Input 3 (TTL/Analog) -
Seite 35: 3-Fach-Motoradapterkabel
3-fach-Motoradapterkabel Pinbelegung des im Lieferumfang enthaltenen 3-fach-Adapterkabels (3x D-Sub 37-polig, female) 13+15 13+15 13+15 Subject to change without notice Betriebsanleitung-User Manual PS 35 Änderungen vorbehalten... -
Seite 36: Motorstecker An 3-Fach-Motoradapterkabel
Motorstecker an 3-fach-Motoradapterkabel Nachfolgend sind die über 3-fach-Adapter umgesetzten Signale des 62-poligen PS 35-Motorsteckers aufgelistet. ® Die Kabelbelegung entspricht dem OWIS -Standard. Pinbelegung des 37-poligen D-Sub (female) Pin DC-Motor Schrittmotor Motor + Phase 1 + Motor - Phase 1 -... -
Seite 37: Anschlusskabel
Anschlusskabel Kabelvorschlag für RS-232-Schnittstelle 1. Signalkabel mit Gesamtschirm Twisted Pair 8 x 2 x 0,15 mm² Zur Herstellung einer Kommunikationsverbindung mit einem PC + Sternvierer innen, geschirmt, 4 x 0,25 mm² wird nachfolgende Belegung empfohlen. Die Handshake-Signale werden grundsätzlich lokal zurückgeführt. Paar Nr. - Seite 38 Änderungen vorbehalten Betriebsanleitung-User Manual PS 35 Subject to change without notice...
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Seite 73: Eu Konformitätserklärung
EU Konformitätserklärung UE Declaration of Conformity EU/UE Konformitätserklärung/Declaration of conformity OWIS GmbH Im Gaisgraben 7 79219 Staufen / Germany +49(0)7633/9504-0 +49(0)7633/9504-44 www.owis.eu info@owis.eu erklären in alleiniger Verantwortung, dass das Produkt declare under our sole responsibility that the product PS 35 auf das sich diese Erklärung bezieht, mit den folgenden Normen oder normativen Dokumenten übereinstimmt. - Seite 74 Änderungen vorbehalten Betriebsanleitung-User Manual PS 35 Subject to change without notice...