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OWIS PS90 Betriebsanleitung

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BETRIEBSANLEITUNG
USER MANUAL
Universal-Positioniersteuerung
Universal Position Control Unit
OWIS GmbH
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Im Gaisgraben 7
Im Gaisgraben 7
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 90
9013.
0180
/ 31.07.2014
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Verwandte Anleitungen für OWIS PS90

Inhaltszusammenfassung für OWIS PS90

  • Seite 1 Im Gaisgraben 7 Im Gaisgraben 7 Tel. +49 (0) 76 33 / 95 04-0 Tel. +49 (0) 76 33 / 95 04-0 info@owis.eu info@owis.eu OWIS GmbH OWIS GmbH www.owis.eu www.owis.eu 79219 Staufen i. Br. (Germany) 79219 Staufen i. Br. (Germany)
  • Seite 2 Copyright reserved by OWIS (2006) Änderungen vorbehalten Subject to change without notice...

  • Seite 3: Inhaltsverzeichnis

    Inhalt Content 1. Allgemeines ................5 1. General Information ...............44 2. Ausführung und Lieferumfang ..........5 2. Setup and Scope of Delivery ...........44 2.1 Standard ................5 2.1 Standard ................44 2.2 Zubehör ................5 2.2 Accessories ...............44 2.3 Optionen ................5 2.3 Options ................44 3. Sicherheit .................6 3.
  • Seite 4 Periodendauer ..............19 Cycle Time ................58 Endgeschwindigkeit ............19 Final Velocity ..............58 Beschleunigung bei Trapezprofil ..........19 Acceleration for Trapezoidal Velocity Profiling ......58 11.2 DC-Servomotor und 2-Phasen-Schrittmotor (Closed-Loop) 19 11.2 DC Servo Motor and 2-Phase Step Motor (Closed-Loop) ..58 Allgemeines ................19 General Information ............58 Abtastzeit ................19 Servo Loop Cycle Time ............58 Endgeschwindigkeit ............19...

  • Seite 5: Allgemeines

    1. Allgemeines 2. Ausführung und Lieferumfang ® Die OWIS Steuerung PS 90 ist eine universelle Positioniersteuerung, Die PS 90 besteht aus einem Grundgerät für unterschiedliche die für anspruchsvolle Steuerungsaufgaben eingesetzt wird. Motorspannungen und wird entsprechend den Kundenanforde- rungen mit Achsmodulen, zusätzlichen Funktionen und Anschlüssen Sie ist modular aufgebaut und wird flexibel auf den jeweiligen bestückt.

  • Seite 6: Sicherheit

    3. Sicherheit 4. Normen und Richtlinien Die Steuerung hat je nach Ausführung ein Gewicht von etwa 15 kg. Die Universal-Positioniersteuerung PS 90 erfüllt folgende Normen und An der Frontseite unten befindet sich eine Griffmulde und an der Richtlinien: Rückseite oben ein Handgriff. Damit kann die PS 90 sicher transportiert •...

  • Seite 7: Aufbau Der Steuerung

    6. Aufbau der Steuerung -Nr. Lüftungsschlitze Handterminal-Anschluss ® EIN-Taster RS-232-Schnittstelle USB-Anschluss AUS-Taster ® Anybus -Schnittstelle Reset-Taster PS 90 Griffmulde Bild 1: Gehäuse Frontansicht Handgriff Seriennummer Lüftungsschlitze TTL-Ein-/Ausgänge Ser.-Nr. SPS-Ein-/Ausgänge Hauptschalter Analog-Ein-/Ausgänge Netzansschluss NOT-AUS-Anschluss Kühlkörper Sicherung Motorplatine Universal-Motoranschluss Anschlüsse für System-/Wegmess-Encoder PS 90 Bild 2: Gehäuse Rückansicht Die PS 90 ist in einem hochwertigen und stabilen Metallgehäuse...

  • Seite 8: Anschlüsse

    Anschluss von Wegmesssystemen CONNEI 12-polige getrennt. Encoder Buchse Netzanschluss Spannungsversorgung Kaltgerätebuchse Universal-Motoranschluss Option: ® Mit dem passenden OWIS Anschlusskabel werden die OWIS ® Positioniereinheiten angeschlossen. Über diesen Anschluss- ® Anybus -Modul Kommunikation mit einem PC RJ 45 stecker wird der Motor mit Leistung versorgt, die Signale des Encoders Modbus/TCP über Ethernet...

  • Seite 9: Encodereingang

    Encodereingang Die vier Leistungsausgänge sind pulsweitenmoduliert und nach Masse Der Encodereingang ermöglicht sowohl den Anschluss von Encodern schaltend. Sie können induktive Lasten ansteuern, die kurzzeitig mit Leitungstreibern (antivalente Signale für CHA, CHB und einen hohen Anzugsstrom und anschließend nur noch einen geringen optional Index I), als auch von Encodern mit TTL-/CMOS-Signalen.

  • Seite 10: Steuerungsarchitektur Und Funktion

    7. Steuerungsarchitektur und Funktion den Antriebsplatinen, verwaltet die digitalen und analogen Ein- und Ausgänge und kommuniziert mit dem Handterminal. Die Hauptplatine hat einen USB-Anschluss für die Kommunikation mit einem PC. Eine weitere RS-232-Schnittstelle ist als alternative Kommando-Schnittstelle zum PC implementiert. Über die USB- oder RS-232-Schnittstelle ist auch ein Update der Firmware möglich.

  • Seite 11: Betrieb Unterschiedlicher Motortypen

    Motortyps vorzuwählen. Eine Strombegrenzung kann durch das Set- so ein besonders geräuscharmer Betrieb möglich. zen der jeweiligen Parameter eingestellt werden. (Weitere Hinweise Die PS 90 wird in Kombination mit OWIS ® -Positioniereinheiten sind im Kapitel „Einstellelemente der Motorendstufe” zu finden.) bereits mit passenden Reglereinstellungen ausgeliefert.

  • Seite 12: Steuerungsfunktionen

    8. Steuerungsfunktionen Es ist möglich, einen der Profilparameter zu verändern, während die Achse sich in diesem Profilmodus befindet. Der Profilgenerator wird 8.1 Trapezförmiges Punkt-zu-Punkt-Profil immer versuchen, die Bewegung innerhalb der durch die Parameter vorgegebenen gesetzten Bedingungen auszuführen. Wird während Die folgende Tabelle umfasst die spezifischen Profilparameter für der Bewegung die Endposition in solch einer Weise verändert, dass den trapezförmigen Punkt-zu-Punkt-Modus: die restliche Fahrdistanz das Vorzeichen wechselt, wird die PS 90...

  • Seite 13: Geschwindigkeitsmodus

    Beschleunigung vor dem „Halbweg“ in Richtung Endgeschwindigkeit Bild 15 zeigt ein komplizierteres Profil, in dem beides, die Geschwindig- oder Endposition erreicht werden kann. Hier würde das Profil dann keit als auch die Bewegungsrichtung, zweimal wechseln. nicht die Segmente II und VI enthalten (siehe Bild 13). Segmente –J –J...

  • Seite 14: Synchroner Start

    aktiv ist. Realisierung des Vektormodus Vektortabelle Für jede Achse muss vor Verwendung der Linearinterpolation ein Jeder Tabelleneintrag n definiert ein komplettes Fahrsegment und maximaler Geschwindigkeits- sowie ein maximaler Beschleuni- enthält den relativen Fahrtvektor Dx für maximal acht Achsen (a bis gungswert definiert werden, der während des Positioniervorganges h, entsprechend den Achsnummern 1 bis 8), das für die Fahrt des nicht überschritten werden darf.
  • Seite 15 Betriebsarten Gesetzte Fehlerbits werden während des Positioniervorgangs ignoriert und dienen nur der Information des Anwenders. Der Tabelleneintrag In den nachfolgenden Diagrammen werden beide über den Funktions- kann auch dann ausgeführt werden, wenn E ungleich Null ist, jedoch code F vorwählbaren Betriebsarten anhand des Geschwindigkeit-Zeit- ist dann mit einem sehr großen Positionierfehler zu rechnen.

  • Seite 16: Kreisinterpolation

    Beschleunigungslimits zu setzen sowie den ersten Tabelleneintrag Veranschaulichung am Diagramm: zu definieren: IVEL1=800000 IVEL2=500000 IVEL3=300000 ∆α IACC1=2000 IACC2=4000 α IACC3=10000 POSTAB0=1000,-500,2000,0,0,0,0,0,98,32768,0,7 Plausibilitätskontrolle mittels Bild 20: Geschwindigkeit-Zeit-Diagramm für Betriebsart hier: Teilkreis mit Radius r, Winkeloffset α = 10°, ?PTABPLAUS0 Winkelbereich Dα = +190°, m = 5 Sekanten und Auslesen des Tabellenelements über Berechnung ?POSTAB0...

  • Seite 17: Wegerfassung

    mit Trapezprofil gefahren. für Positions-Nachlaufregelung benutzt werden. 9. Wegerfassung Funktionsweise der Nachlaufregelung Um eine Nachlaufregelung für eine bestimmte Positioniereinheit Encoder realisieren zu können, ist es erforderlich, die Positioniereinheit mit Der Encoder ist ein auch als Drehgeber bezeichnetes Wegerfas- einem zusätzlichen inkrementalen Linearmesssystem auszustatten, sungssystem zur Positionsrückmeldung, das für den Motorcontroller welches die reale Absolutposition des Schlittens unter Zuhilfenahme im geregelten (Closed-Loop) Betrieb genutzt wird.

  • Seite 18: Pid-Regelschleifenalgorithmus

    10. PID-Regelschleifenalgorithmus des Zielfensters, wird der Geschwindigkeitsmodus mit der vorher definierten Nachlaufgeschwindigkeit als Parameter aufgerufen. Das in der PS 90 benutzte Servofilter arbeitet nach einem Sobald die Istposition innerhalb des Zielfensters liegt, stoppt der PID-Algorithmus. Ein Integrationslimit sichert nach oben Nachführvorgang, d.h.

  • Seite 19: Positioniergeschwindigkeit Und - Beschleunigung, Berechnung

    (Nachlaufweg in Mikroschritten) s = 1 Mikroschritt · 131072 · ACC ® Fast alle Standard-Schrittmotoren, die bei OWIS eingesetzt werden, sind in der Lage, einer Frequenz von 400 HzVS im Start-Stop-Betrieb 11.2 DC-Servomotor und 2-Phasen-Schrittmotor zu folgen.

  • Seite 20: 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 21: Nano-Hybrid-Ansteuerung

    Alle allgemeinen Eigenschaften, insbesondere die Bedien- und 4. Maximal sechs Motorplatinen (Endstufen) Sicherheitshinweise gelten uneingeschränkt. Vor der Benutzung der PS 90 zur Ansteuerung von OWIS® Nano-Hybrid-Positionierein- 5. Maximal zwei Wegmessplatinen heiten ist die Kenntnis der vorherigen Kapitel notwendig. 6. Eine D/A-Wandlerkarte für die Piezoaktoren 7.Maximal zwei Steuermodule für die Piezoaktoren...

  • Seite 22: Allgemeine Beschreibung Der Nachlaufregelung Für Piezo-Antriebe

    - Mittels des gegebenen Umrechnungsfaktors (Z/N) wird aus den des Piezo-Antriebs nutzen zu können, sind spezielle Modi (6 bis 9) gegebenen Positionsdaten die zu verfahrende Relativdistanz des der Nachlaufregelung vorhanden, die im Folgenden erklärt werden: Aktors berechnet. Allgemeine Beschreibung der Nachlaufregelung für - Die so berechnete Distanz wird verfahren (Phase 1) und die Piezo-Antriebe Abweichung zur Sollposition berechnet.

  • Seite 23: Inbetriebnahme Der Ps 90

    13. Inbetriebnahme der PS 90 13.3 Systemstart Durch das Betätigen des Hauptschalters wird die Steuerung aktiviert. 13.1 Vorbereitung der Steuerung Der Mikrocontroller startet die im Flash geladenen Programme und initialisiert sich und seine Peripherie. Der Initialisierungsvorgang Aufstellung dauert ca. 10 Sekunden. Danach ist die Steuerung bereit, Kommandos Die Steuerung ist für den Einsatz in Forschung, Entwicklung sowie vom PC zu empfangen und zu bearbeiten.

  • Seite 24: Fehlerüberwachung

    14. Fehlerüberwachung 4. MAXSTOP: Die Reaktion ist äquivalent zum MINSTOP-Endschalter, jedoch wirkt dieser Endschalter nur bei Fahrt in positiver Richtung. 14.1 Endschalter Konfiguration der End- und Referenzschalter Die PS 90 besitzt vier Endschaltereingänge, davon jeweils zwei Welche Endschalter an der jeweils angeschlossenen Positioniereinheit Eingänge für Limit-Schalter (MINSTOP, MAXSTOP) und zwei für vorhanden sind, kann mit dem Befehl „SMK...“...

  • Seite 25: Handterminal

    15. Handterminal Kurzbeschreibung der Menü-Ebenen Das Handterminal wird als Fernbedienung der Steuerung verwen- Achse initialisieren, Endstufe bestromen det. Es können Achsparameter geändert und Aktionen ausgelöst und Positionsregler ein werden. Das Handterminal muss vor dem Einschalten der Steuerung Achsennummer und Zielposition eingeben, angeschlossen werden, damit es bei der Initialisierung erkannt Zielposition anfahren wird.

  • Seite 26: Hinweise Zum Aufbau Einer Eigenen Applikationssoftware

    17. Hinweise zum Aufbau einer eigenen Soll eine Referenzfahrt für eine Achse durchgeführt werden, sind Referenzmaske und Referenzpolarität vorher zu setzen, falls dies Applikationssoftware nicht bereits erfolgt ist oder entsprechende Werte in den Standard- Eine PS 90-Applikation besteht allgemein aus einem Initialisierungs teil, einstellungen hinterlegt worden sind.

  • Seite 27: Befehlssatz Der Ps 90

    18. Befehlssatz der PS 90 Generelles zum Format der Befehle: Jeder Befehl wird über die Schnittstelle (RS-232 oder USB) 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 28: Anhang

    Anhang I Befehlstabelle Befehls- Kommando Funktionsbeschreibung Beispiel Antwort gruppe ?ASTAT Statusabfrage der Achsen, pro Achse wird ein Zeichen zurückgeschickt, ?ASTAT IIOURTTJV das den aktuellen Zustand der Achse beschreibt: „I“ = Achse nicht initialisiert „O“ = Achse stromlos in Ruhe „R“ = Achse bestromt in Ruhe „T“...
  • Seite 29 Achsen-Parameter einer Achse im seriellen FRAM abspeichern. SAVEAXPA1 LOADAXPA<n> 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 PS90-V6.2-270412 Subject to change without notice Betriebsanleitung-User Manual PS 90 Änderungen vorbehalten...
  • Seite 30 Befehls- Kommando Funktionsbeschreibung Beispiel Antwort gruppe ?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). JZONE=25 ?JZONE Inaktive Zone des Joysticks auslesen. ?JZONE JZEROX=<uv> Nullpunkt des X-Joysticks setzen. JZEROX=505 ?JZEROX Nullpunkt des X-Joysticks auslesen.
  • Seite 31 Befehls- Kommando Funktionsbeschreibung Beispiel Antwort gruppe MON<n> Endstufe Freigabe einschalten und Positionsregler aktivieren. MON1 Mit diesem Befehl wird die Achse, nachdem der Motor stromlos geschaltet war, wieder eingeschaltet und befindet sich anschließend im bestromten Zustand mit aktivem Positionsregler. MOFF<n> Endstufe Freigabe ausschalten und Positionsregler deaktivieren. MOFF1 Mit diesem Befehl wird der Positionsregler deaktiviert und die Freigabe-Leitung für die Endstufe deaktiviert.
  • Seite 32 Befehls- Kommando Funktionsbeschreibung Beispiel Antwort gruppe ?JVEL<n> Max. Geschwindigkeit der Achse bei Fahren mit Joystick auslesen. ?JVEL3 1000 JOYACC<n>=<uv> Beschleunigung und Verzögerung der Achse bei Fahren mit Joystick einstellen. ?JOYACC<n> Beschleunigung/Verzögerung der Achse bei Fahren mit Joystick auslesen. ?JOYACC3 JAUTOMOFF<n>= Nur bei DC-Betrieb: Motor im Joystickmodus automatisch stromlos schalten, JAUTOMOFF1=0 <uv>...
  • Seite 33 Befehls- Kommando Funktionsbeschreibung Beispiel Antwort gruppe 9. Segmentzeit in ms (16 Bit) 10. Funktionscode (16 Bit) 11. Fehlerbyte (8 Bit) 12. Freigabe-Byte (8 Bit) 13. Bei der Plausibilitätskontrolle berechnete Geschwindigkeit (32 Bit) 14. Bei der Plausibilitätskontrolle berechnete Beschleunigung (32 Bit) PTABPLAUS<uv>...
  • Seite 34 Befehls- Kommando Funktionsbeschreibung Beispiel Antwort gruppe ?FDT<n> Verzögerungszeit des D-Anteils für eine Achse abfragen (in Sample-Zeit-Zyklen). ?FDT1 MXPOSERR<n>=<uv> Maximalen Positionierfehler für eine Servo-Achse setzen. MXPOSERR1=50 Wird dieser Wert überschritten, so schaltet die Achse ab. Diese Abschaltung gilt nur für die Motortypen DC-Brush, Schrittmotor Closed Loop und BLDC. ?MXPOSERR<n>...
  • Seite 35 Befehls- Kommando Funktionsbeschreibung Beispiel Antwort gruppe ?RVELF<n> Referenzfahrtgeschwindigkeit „schnell" für eine Achse auslesen. ?RVELF2 -20000 RDACC<n>=<uv> Referenzfahrt-Verzögerung für eine Achse einstellen. RDACC1=1000 Diese Verzögerung wird benutzt, wenn der Referenzpunkt angefahren wird. ?RDACC<n> Referenzfahrt-Verzögerung einer Achse auslesen. ?RDACC1 1000 SMK<n>=<uv> Endschaltermaske für eine Achse setzen. SMK3=0110 Mit diesem Befehl werden die Endschalter und die Bremsschalter aktiv bzw.
  • Seite 36 Befehls- Kommando Funktionsbeschreibung Beispiel Antwort gruppe ?OUTSPS Aktuellen Zustand aller SPS-Ausgänge auslesen. ?OUTSPS 00101001 INMODE=<uv> Eingangspegel TTL/SPS umschalten (0 = TTL, 1 = SPS). INMODEO ?INMODE Aktuellen eingestellten Eingangspegel TTL/SPS abfragen. ?INMODE ?ANIN<uv> Analog-Eingang abfragen, angegeben wird die Kanal-Nummer von 1 bis 8, ?ANIN3 zurückgegeben wird der gewandelte 10-Bit Wert.
  • Seite 37 Befehls- Kommando Funktionsbeschreibung Beispiel Antwort gruppe Nachfahrgeschwindigkeit beim Positionieren mit WMS einstellen WMSVEL1=100 WMSVEL<n>=<uv> (ohne Vorzeichen). ?WMSVEL<n> Nachfahrgeschwindigkeit beim Positionieren mit WMS auslesen. ?WMSVEL1 PWMSSTP<n> Positionierung mit WMS bei einer Achse stoppen, befindet sich die Achse PWMSSTP1 beim Positionieren mit WMS in Phase 3, so muss vor dem Verfahren der Achse mit einem neuen Befehl diese Betriebsart mit diesem Befehl beendet werden.
  • Seite 38 Befehls- Kommando Funktionsbeschreibung Beispiel Antwort gruppe RESETAC Reset Antriebsplatinen auslösen. RESETAC RESETMB Reset Hauptplatine auslösen. RESETMB SAMEM Merker-Wert setzen. SAMEM38=50 ?SAMEM Marker-Wert abfragen. ?SAMEM38 SAEXEC Stand-Alone-Programm-Ausführung starten (1) /stoppen (0). SAEXEC0 SASTEP Eine Stand-Alone-Programm-Zeile ausführen, der Zeilen-Index wird übergeben SASTEP1 und zurückgegeben wird der Zeilen-Index der nächsten Zeile.

  • Seite 39: Relevanz Der Parameter Für Verschiedene Motortypen

    II Relevanz der Parameter für verschiedene Motortypen MOTYPE MOTPOLES – – AXIS ENCLINES – – – ELCYCNT – – – BLDCCT – – – PHINTIM – – – PHINAMP – – – ATOT – INPOSTIM – MAXOUT INPOSWND – MXPOSERR –...

  • Seite 40: Belegungstabellen

    III Belegungstabellen TTL-Ein- /Ausgänge SPS-Ein- /Ausgänge Pinbelegung des 25-poligen D-Sub (male) Pinbelegung des 25-poligen D-Sub (female) TTL-I/O SPS-I/O Input 1 Input 1 Input 2 Input 2 Input 3 Input 3 Input 4 Input 4 Input 5 Input 5 Input 6 Input 6 Input 7 Input 7...

  • Seite 41: Universal-Motorstecker

    Universal-Motorstecker ® ® Mit dem passenden OWIS Anschlusskabel werden die OWIS Positioniereinheiten angeschlossen. Über diesen Anschlussstecker wird der Motor mit Leistung versorgt, die Signale des Encoders, evtl. der Hall-Effekt-Sensoren und der Schalter übertragen, sowie die Motor-Haltebremse, falls vorhanden, gesteuert. Pinbelegung des 37-poligen D-Sub (female):...

  • Seite 42: Anschlusskabel

    Pinbelegung der 12-poligen CONNEI-Buchse (female) Schirm an Steckergehäuse Schirm an Steckergehäuse Encoder Pin A – B – I – + 5 V 2 + 12 10 + 11 Copyright reserved by OWIS (2006) Änderungen vorbehalten Subject to change without notice...
  • Seite 43 Im Gaisgraben 7 Im Gaisgraben 7 Tel. +49 (0) 76 33 / 95 04-0 Tel. +49 (0) 76 33 / 95 04-0 info@owis.eu info@owis.eu OWIS GmbH OWIS GmbH www.owis.eu www.owis.eu 79219 Staufen i. Br. (Germany) 79219 Staufen i. Br. (Germany)

  • Seite 44: General Information

    It is modular designed and flexibly configurable according to the modules, functions and connections is also possible. The unit is corresponding range of applications. completely assembled and tested by OWIS ® and will be supplied It is a powerful device for control of nine axes maximum, which is ready for installation.

  • Seite 45: Safety

    3. Safety 4. Standards and Directives The control unit has a weight of about 15 kg, depending on each The universal position control unit PS 90 complies with following version. At the bottom of the front side there is a recessed grip and standards and regulations: at the top of the back a handle.

  • Seite 46: Setup Of The Control Unit

    6. Setup of the Control Unit ventilation slots hand-held terminal port ® ON switch RS-232 interface USB port OFF switch Anybus ® interface RESET button PS 90 recessed grip fig. 1: front housing view handle serial number ventilation slots TTL in-/outputs Ser.-Nr.

  • Seite 47: Connections

    AC inlet IEC appliance Universal Motor Connector connector (for The positioning units are connected using the suitable OWIS ® con- cold condition) necting cable. The universal motor connector enables the current Option: supply of the motor, control of the motor holding brake, where applicable, and the transfer of the encoder or limit-switch signals.

  • Seite 48: Encoder Input

    Encoder Input The power outputs can be configured by software especially for The encoder input enables both the connection of encoder with line driving a motor holding brake. drivers (antivalent signals for CHA, CHB and optionally index I), and The emergency-stop functionality of the PS 90 is based on EN 418 of encoders with TTL/CMOS signals.

  • Seite 49: Control Unit Architecture And Function

    7. Control Unit Architecture and Function motor driver boards, governs the digital and analog in- and outputs and communicates with the hand-held terminal. The main board has an USB connection for the communication with a PC. Through USB port an update of the firmware is possible as well. A further serial interface with RS-232 is implemented as alternative command interface to the PC.

  • Seite 50: Operation Of Different Motor Types

    (For further information please see chapter “Settings of the Motor Output Stage”.) When being delivered together with OWIS stages the PS 90 is pre- configured with appropriate controller settings. Additionally, 8. Control Functions OWISoft contains pre-defined controller settings which are opti- mised for either low-noise or high-dynamic operation of the stage.

  • Seite 51: S-Curve Point-To-Point Profile

    must begin before the axis reaches the programmed velocity, the The S-curve point-to-point profile adds a limit to the relation of the profile will not have a constant-velocity range, and the trapeze acceleration change, in comparison with the basic trapezoidal profile becomes a triangle (fig.

  • Seite 52: Velocity Mode

    8.4 Reference run axis is in motion. Similarly, the axis may not be switched into the The reference move drives onto one of the four limit switches. The S-curve mode while it is in motion. However, it is allowed to switch position can be zeroized at this point.

  • Seite 53: Synchronous Start

    Segment duration The time interval Dt for the driving segment <n> is indicated as integral multiple of 1.024 ms. The values facet range from 20 to 1638, out of this a definable segment time of minimum 20.48 ms to maximum 1.677312 s in steps of 1.024 ms results: = 20 ·...
  • Seite 54 The motion velocity is changed in the constant speed mode with Here, for all active axes of each segment the velocity and / or the given max. acceleration and remains constant thereafter. It is acceleration values are calculated and the adherence to the set lim- cyclically recalculated for each segment during the processing of it values is checked.

  • Seite 55: Circular Interpolation

    no longer active axes brake to velocity zero using the respective k - 1 α α + Dα · maximum acceleration. Afterwards, the velocity mode will be deactivated and the axes be changed from path control check to Then the x- and y-coordinates of the secant vectors are: position holding.

  • Seite 56: Travel Measuring

    9. Travel Measuring Function of the follow up control To realize a follow up controller for a certain positioning unit it is Encoder necessary to equip the positioning unit with an additional incre- The travel measuring system, also known as ”rotary encoder”, for mental linear measuring system, which detects the real absolute the position feedback signals is evaluated only in the so-called position of the slide using a clear reference mark.

  • Seite 57: Pid Servo Loop Algorithm

    10. PID Servo Loop Algorithm • It can also be set by a system parameter whether or not the follow up control in the velocity mode should always be active or The servo filter used in the PS 90 operates according to switched off upon reaching the target window.

  • Seite 58: Positioning Velocity And Acceleration, Calculation

    11.2 DC Servo Motor and 2-Phase Step Motor ® Nearly all standard step motors used by OWIS are able to comply (Closed-Loop) with a frequency of 400 HzFS in start-stop operation mode.

  • Seite 59: Acceleration For Trapezoidal Velocity Profiling

    Note: It 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. At a given speed V and an encoder line number R, the motor speed (without consideration of a possibly existing gearbox) is calculated as follows: ·...

  • Seite 60: Nano-Hybrid Control

    3. Max. 2 drive controller boards trol unit, is valid without limitation. Prior to using OWIS® nano- 4. Max. 6 motor driver boards hybrid positioning stages knowledge of all former chapters is 5.

  • Seite 61: General Description Of Follow-Up Control For Piezo-Drives

    To make use of the ultra-high positioning with the piezo drive spe- - If phase 2 is needed depending on the chosen mode one of two cial modes (6 to 9) within the follow-up control are available. Those possible correction movements will be performed. In mode 6 and modes are being described as follows: 7 a coarse positioning phase (phase 1) will be started again.

  • Seite 62: Initial Operation Of The Ps 90

    For start up with OWISoft the standard values of the respective ® OWIS positioning units are stored and can be adjusted. This is: • the positioning unit Note: •...

  • Seite 63: Malfunction Monitoring

    23: Identification of limit switches as high-impedance pull-up resistors (4.7 kOhm) towards + 5 V are already built-in. The limit switch inputs accept external voltages of OWIS ® positioning units are provided with maximum of four up to + 24 V.

  • Seite 64: Hand-Held Terminal

    15. Hand-Held Terminal Short Description of the Menu Sections The hand-held terminal is used as remote control for the equip- initialize axis, supply motor power stages and switch-on ment. Axis parameters can be changed and actions can be initiated. position feedback control loop The hand-held terminal has to be connected before the device is enter axis number and target position, move to target switched on, in order to be recognized during the initialization.

  • Seite 65: Instructions Concerning The Setup Of An Own Application Software

    17. Instructions Concerning the Setup of A command processing time (interpretation time) of about 20 to 40 milliseconds has to be considered between two individual com- an Own Application Software mands sent to the PS 90. The control unit signals received can be Generally, a PS 90 application consists of an initialization part e.g.

  • Seite 66: Command Set For The Ps 90

    18. Command Set for the PS 90 General information concerning the command format: Each command is transferred over the interface (RS-232 or USB) in ASCII format. The individual characters of a command are converted automatically into capital letters. Each command ends with CR or CR+LF or LF (adjustable).

  • Seite 67: Attachment

    Attachment I Command Table command command function description example response group ?ASTAT Axis status inquiry, a character each axis is returned to describe the current ?ASTAT IIOURTTJV axis mode: “I“ = axis is initialized “O“ = axis is disabled “R“ = axis initialised and ready “T“...
  • Seite 68 command command function description example response group ?ERR Error query from the error memory with a memory depth of 20. The error ?ERR 1211 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.
  • Seite 69 ?VERSION Read out software version of the firmware installed on the main board. ?VERSION PS90-V6.2-270412 ?MCTRVER Return version data for the motion controller chips. ?PCHECK Calculate and read out checksum of the program memory. ?PCHECK 12227 JZONE=<uv>...
  • Seite 70 command command function description example response group MON<n> Enable the motor power stage and activate position control feedback loop. MON1 With this command, an 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.
  • Seite 71 command command function description example response group ?JAUTOMOFF<n> Read out automatic switch off setting in joystick mode. ?JAUTOMOFF1 JPLAX=<n> The joystick X axis (first axis of the joystick plane) is assigned to a certain JPLAX=2 axis number. If ”0” is transferred, the X axis of the joystick is disabled. ?JPLAX Read out joystick plane X axis assignment.
  • Seite 72 command command function description example response group PTABGO<uv>,<uv> With one parameter: Start path control at a certain table entry. PTABGO0,15 With two parameters: Start path control a a certain table entry and stop it before a second table entry. PTABSTP Cancel a current path control;...
  • Seite 73 command command function description example response group INPOSMOD<n>=<uv> Set end-of-motion reporting mode: INPOSMOD1=0 0 = target position reached, 1 = actual position is within the settling window for a time defined by “INPOSTIM” command. ?INPOSMOD<n> Read out end-of-motion reporting mode. ?INPOSMOD1 INPOSTIM<n>=<uv>...
  • Seite 74 command command function description example response group RMK<n>=<uv> Set reference switch mask for an axis. With this command, it can be defined RMK3=0001 which of the four limit switches for an axis should be interpreted as refe- rence switch. A mask with exactly one character “1“ has to be transferred. Bit sequence: <MAXSTOP, MAXDEC, MINDEC, MINSTOP>.
  • Seite 75 command command function description example response group ?APWMS<n> Read out current position of linear measuring system. APWMS4 3000 WMSRES<n> Set current position of measuring system of an axis to 0 (is not required WMSRES4 and must not be used after reference scan, as the position will be lost. ?MXWMSSTRK<n>...
  • Seite 76 command command function description example response group PWMSPWIN<n>=<uv> Set half target window width for hybrid positioning with WMS (phase 3). PWMSPWIN1=0 Read out half target window width for hybrid positioning with WMS (phase ?PWMSPWIN1 ?PWMSPWIN<n> ?PVOLTG<n> Read out current hybrid output value. ?PVOLTG1 ?DACINPUTS Read hybrid error state (as bit pattern).

  • Seite 77: Parameter Relevance For The Different Motor Types

    II Parameter Relevance for the different Motor Types MOTYPE MOTPOLES – – AXIS ENCLINES – – – ELCYCNT – – – BLDCCT – – – PHINTIM – – – PHINAMP – – – ATOT – INPOSTIM – MAXOUT INPOSWND – MXPOSERR –...

  • Seite 78: Connecting Table

    III Connecting Table TTL In- / Outputs SPS In- / Outputs pin assignment of the 25-pin D-Sub male connector pin assignment of the 25-pin D-Sub female connector TTL-I/O SPS-I/O input 1 input 1 input 2 input 2 input 3 input 3 input 4 input 4 input 5...

  • Seite 79: Universal Motor Connector

    Universal Motor Connector ® The positioning units are connected using the suitable OWIS connecting 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, limit-switch or Hall-effect sensor signals (if any).

  • Seite 80: Connecting Cable

    Connecting Cable Recommendation for a RS-232 Interface Cable 1. signal cable “Twisted Pair” 8 x 2 x 15 mm² with overall shielding Following pin assignment is recommended to enable the communi- and star quad core, with additional shield, 4 x 25 mm²...

  • Seite 81: 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 90 auf das sich diese Erklärung bezieht, mit den folgenden Normen oder normativen Dokumenten übereinstimmt.
  • Seite 82 Änderungen vorbehalten Betriebsanleitung-User Manual PS 90 Subject to change without notice...

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