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Bedienungsanleitung CMGZ432
Digitaler mikroprozessorgesteuerter Zugregler
für Antriebe an Abwickelanwendungen
Version 2.22 05/04 sd
Diese Bedienungsanleitung ist auch in Englisch und Französisch erhältlich.
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Inhaltszusammenfassung für FMS CMGZ432
- Seite 1 This operation manual is also available in English and French. Please contact your local representative. Ce mode d'emploi est également disponible en français et en anglais. Veuillez contacter la représentation locale. © by FMS Force Measuring Systems AG, CH-8154 Oberglatt – Alle Rechte vorbehalten.
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Seite 2: Sicherheitshinweise
Bedienungsanleitung CMGZ432 1 Sicherheitshinweise 1.1 Darstellung a) Grosse Verletzungsgefahr für Personen Gefahr Dieses Symbol weist auf ein hohes Verletzungsrisiko für Personen hin. Es muss zwin- gend beachtet werden. b) Gefährdung von Anlagen und Maschinen Warnung Dieses Symbol weist auf eine Information hin, deren Nichtbeachtung zu umfangreichen Sachschäden führen kann. -
Seite 3: Inhaltsverzeichnis
Antrieb Regeltheorie .................... 7 Zugregelung PID-Regler Kurzanleitung Inbetriebnahme .............. 8 Abmessungen ..................9 Abmessungen Variante für Steckkartenblock (CMGZ432) Abmessungen Variante mit Einbaugehäuse (CMGZ432.E) Installation und Verdrahten ..............10 Montage der Regelelektronik Montage der Kraftaufnehmer Montage des Antriebs Anschlussschema Variante für Steckkartenblock (CMGZ432) Anschlussschema Variante mit Einbaugehäuse (CMGZ432.E) -
Seite 4: Begriffe
Drehmoment-Diagramm aus der Antriebstechnik. Ein 1-Quadranten-Antrieb kann nur vorwärts antreiben; ein 4-Quadranten-Antrieb kann vorwärts und rückwärts sowohl an- treiben als auch bremsen. 3 Systembestandteile Die FMS-Abwicklerregelung besteht aus folgenden Komponenten(siehe auch Bild 1): Kraftaufnehmer Für die mechanisch/elektrische Wandlung der Zugkraft Kraftmesslager ... -
Seite 5: Systembeschreibung
Die Kraftaufnehmer messen die Zugkraft im Material und übermitteln den Messwert als mV- Signal an die Elektronikeinheit CMGZ432. Diese verstärkt das mV-Signal und bildet die Diffe- renz zum Sollwert. Ist der Zug im Material zu niedrig, wird der Antrieb langsamer angesteuert;... -
Seite 6: Antrieb
0...10V Quelle eingelesen werden. Schnittstelle Die Elektronikeinheit unterstützt standardmässig eine RS232-Schnittstelle. Als Option ist eine Zusatzkarte mit CAN-Bus-Schnittstelle erhältlich. Bild 2: Blockschema der Elektronikeinheit CMGZ432 C432002d 4.4 Antrieb Es kann ein beliebiger, den Dynamikanforderungen entsprechend ausgewählter AC- o- der DC- 4-Quadranten-Antrieb eingesetzt werden. -
Seite 7: Regeltheorie
ändern, wenn Temperatur oder Feuchtigkeit schwanken, sich der Auf- oder Abwickel- durchmesser ändert oder wenn das Material bedruckt, beschichtet, geklebt oder ge- presst werden. Mit dem FMS Zugregelsystem kann die Materialspannung kontinuierlich gemessen und auf dem gewünschten Wert gehalten werden. -
Seite 8: Kurzanleitung Inbetriebnahme
Bedienungsanleitung CMGZ432 6 Kurzanleitung Inbetriebnahme Alle Anforderungen ermitteln wie: – Kennwerte des Antriebs (Signalgrösse, max. Leistung, etc.)? – Konfiguration des Regelausgangs (Signalgrösse)? – Konfiguration des Istwertausgangs (Signalgrösse)? – Gainumschaltung notwendig? – Verwendung des Durchmessereingangs? – Verknüpfung über Schnittstelle etc.? –... -
Seite 9: Abmessungen
Bedienungsanleitung CMGZ432 7 Abmessungen 7.1 Abmessungen Variante für Steckkartenblock (CMGZ432) Bild 4: Abmessungen Variante für Steckkartenblock (Baureihe CMGZ400). Der Steck- kartenblock EMGZ555959 muss separat bestellt werden. C431006d Soll die Elektronik in einem 19“ Rack eingebaut werden, kann anstelle des Steckkar- tenblocks eine Messerleiste (Federleiste) verwendet werden. -
Seite 10: Installation Und Verdrahten
Anlagen zu gewährleisten, müssen durch den Anlagenhersteller geeignete Schutzmass- nahmen (Not-Aus-Kreise, etc.) vorgesehen werden! 8.1 Montage der Regelelektronik Variante für Steckkartenblock (CMGZ432) Der Steckkartenblock wird in einem Schaltschrank montiert. Die Anschlüsse auf die Klemmen werden gem. „8.4 Anschlussschema Variante für Steckkartenblock“ ausgeführt (Bild 6). -
Seite 11: Montage Der Kraftaufnehmer
Bedienungsanleitung CMGZ432 8.2 Montage der Kraftaufnehmer Die Montage der Kraftaufnehmer erfolgt gemäss der FMS Montageanleitung, die zu- sammen mit den Kraftaufnehmern geliefert wurden. Der Anschluss der Kabel auf die Klemmen der Elektronik erfolgt gemäss Anschluss- schema (Bild 6 bzw. 7). -
Seite 12: Anschlussschema Variante Für Steckkartenblock (Cmgz432)
Bedienungsanleitung CMGZ432 8.4 Anschlussschema Variante für Steckkartenblock (CMGZ432) Bild 6: Anschlussschema Variante für Steckkartenblock C432006d Warnung Schlechte Erdung kann zu elektrischen Schlägen gegen Personen, Störungen an der Gesamtanlage oder Beschädigung der Regelelektronik führen! Es ist auf jeden Fall auf eine gute Erdung zu achten. - Seite 13 Bedienungsanleitung CMGZ432 Bild 7: Anschlussschema Variante mit Einbaugehäuse C432013d Bild 8: Klemmenanordnung auf Klemmenkarte C432007d...
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Seite 14: Montage Des Distanzsensors
Es muss dabei beachtet werden, dass die Messachse des Distanzsensors genau radial auf den Wickel fällt (siehe Bilder 1 und 9). Optischer Distanzsensor CMGZ581934 FMS empfiehlt, den optischen Distanzsensor CMGZ581934 einzusetzen, da er in Bezug auf Genauigkeit und Signalgrösse auf die FMS Zugmessverstärker und Zugregler abge- stimmt ist. -
Seite 15: Bedienung
Bedienungsanleitung CMGZ432 9 Bedienung 9.1 Ansicht des Bedienpanels Bild 10: Bedienpanel Variante für Steckkartenblock (CMGZ432) C432008d Bild 11: Bedienpanel Variante mit Einbaugehäuse (CMGZ432.E) C432009d... -
Seite 16: Schematische Übersicht Haupt-Bedienebene
Bedienungsanleitung CMGZ432 9.2 Schematische Übersicht Haupt-Bedienebene Bild 12 C432010d 9.3 Überprüfen der Parameter Vor der ersten Inbetriebnahme müssen folgende Parameter gesetzt bzw. überprüft wer- den, ob sie den effektiven Anlagenbedingungen entsprechen (siehe „11. Parametrie- rung“): Parameter für Messverstärker Nennkraft Sensor ... -
Seite 17: Kalibrierung Des Messverstärkers
Bedienungsanleitung CMGZ432 9.4 Kalibrierung des Messverstärkers Nachbildende Methode (empfohlen) Die folgenden Hinweise beziehen sich auf eine Inbetriebnahme und Kalibrierung in der Maschine, wobei der Materialzug durch ein Gewicht entsprechend dem Materialzug nachgebildet wird (siehe Bild 13). Ersten Kraftaufnehmer anschliessen. - Seite 18 Bedienungsanleitung CMGZ432 Rechnerische Methode Falls der Zug nicht nachgebildet werden kann, muss die Kalibrierung durch Errechnen des Verstärkungswertes erfolgen. Diese Art der Kalibrierung ist jedoch wesentlich weni- ger genau, da die exakten Winkel vielfach nicht bekannt sind und die vom Idealfall ab- weichenden Einbauverhältnisse nicht berücksicht werden.
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Seite 19: Eingabe Des Sollwertes
Bedienungsanleitung CMGZ432 9.5 Eingabe des Sollwertes Der Sollwert für die Zugspannung kann über das Bedienpanel bzw. die Schnittstelle, o- der über den analogen Eingang angegeben werden: Sollwerteingabe über Bedienpanel bzw. Schnittstelle Parameter Sollwert intern / extern auf intern setzten ... -
Seite 20: Umschalten Der Regelparameter
Bedienungsanleitung CMGZ432 Wenn der Regler stabil eingestellt ist, werden die Regelparameter Proportional P, Nach- laufzeit I und Vorhaltezeit D zweckmässigerweise notiert, damit sie bei einer allfälligen Neuinbetriebnahme zur Verfügung stehen. Rechnerische Bestimmung der Regelparameter Falls das Verhalten der Regelstrecke bekannt ist, werden die Regelparameter nach den bekannten Verfahren berechnet und unter Proportional P0...P3, Nachlaufzeit I0...I3... -
Seite 21: Automatik-Betrieb
Bedienungsanleitung CMGZ432 9.8 Automatik-Betrieb Zustand „Regler nicht freigegeben“ Nach dem Einschalten ist der Regler nicht freigegeben. Sein Ausgangssignal (Stellwert) ist 0V, 0mA oder 4mA (je nach Parameter Stellwert-Konfiguration). Regler freigeben Über den digitalen Eingang „Reglerfreigabe“ oder über die serielle Schnittstelle kann die Regelung gestartet werden. - Seite 22 Bedienungsanleitung CMGZ432 Hinweis Die externe Vorsteuerung ist nur mit einem momentengeregelten Antrieb verwendbar. Bei drehzahlgeregeltem Antrieb muss die interne Vorsteuerung verwendet werden. Übermittlung des Durchmessersignals Um den aktuellen Wickeldurchmesser an die Regelelektronik zu übermitteln, wird ein Analogsignal 0...10V (von einem Distanzsensor oder einer anderen Quelle) an den ana- logen Eingang gelegt (Klemmen d6 / d8 bzw.
- Seite 23 Bedienungsanleitung CMGZ432 Vorsteuerungsabgleich Damit die Regelelektronik die Vorsteuerung korrekt berechnen kann, muss einem bestimmten Wickeldurchmesser ein bestimmtes Antriebsmoment zugeordnet wer- den: Parameter Vorsteuerung auf Nein setzen Testlauf durchführen. Wenn der Regler bei einem möglichst grossen Durchmesser stabil läuft, kann der aktive Sollwert und nach Drücken der Taste „Mode“ das ak- tuelle Stellwert-Signal abgelesen werden.
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Seite 24: Inbetriebnahme Der Vorsteuerung, Intern
9.11 Zusätzliche Einstellungen PI oder PID Konfiguration Der Zugregler kann als PI oder als PID Regler betrieben werden. FMS empfiehlt den Be- trieb als PI Regler, da diese Konfiguration einfacher zu handhaben ist und die Dynamik für die meisten Anwendungen ausreichend ist (siehe auch „5. Regeltheorie“):... - Seite 25 Bedienungsanleitung CMGZ432 Die Tiefpassfilter werden konfiguriert, indem ihre Grenzfrequenz entsprechend einge- stellt wird. Die Grenzfrequenz wird im Parameter Filter-Istwert, Filter-Instrument bzw. Fil- ter-Anzeige auf den gewünschten Wert gesetzt (siehe „11. Parametrierung“). Hinweis Wenn die Grenzfrequenz auf einen zu kleinen Wert gesetzt wird, wird das Signal am Ausgang träge.
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Seite 26: Serielle Schnittstelle (Rs232)
Bedienungsanleitung CMGZ432 10 Serielle Schnittstelle (RS232) Die serielle Schnittstelle wird z.B. von einem PC aus betrieben als eine Art „Frage-und- Antwort“-Spiel: Vom PC wird eine Frage bzw. ein Befehl gesendet; der Regler schickt ei- ne Antwort zurück. Bleibt die Antwort aus, bedeutet dies, dass die Regelelektronik oder die Verbindung zwischen PC und Regelelektronik ausgefallen ist. -
Seite 27: Liste Der Befehle
Bedienungsanleitung CMGZ432 10.2 Liste der Befehle Befehl Rückmeldung Bemerkung DAKT<CR> XXXXXX<CR> Aktueller Durchmesser auslesen DIFF<CR> DIFY<CR> / DIFN<CR> Alarm Regelabweichung auslesen DIFR<CR> DIFRXXXX.X<CR> Aktuelle Regelabweichung in % ERR?<CR> XX<CR> Aktuelle Fehlerzustände auslesen Stellen 1...2 : Err1...Err2 Wert der Stelle = 0 : Kein Err;... -
Seite 28: Parameter Schreiben
Bedienungsanleitung CMGZ432 RP10<CR> XX.XX<CR> Skalierung Instrument RP11<CR> X<CR> GW1 Min / Max RP12<CR> XXXXX<CR> Grenzwert 1 RP13<CR> X<CR> GW2 Min / Max RP14<CR> XXXXX<CR> Grenzwert 2 RP15<CR> X<CR> Sprache der Anzeige RP16<CR> X<CR> Vorsteuerung RP17<CR> XXX.X<CR> Reglereinfluss RP18<CR> X<CR> Regler Konfiguration RP19<CR>... - Seite 29 Bedienungsanleitung CMGZ432 WP09XX.X<CR> PACC<CR> / FAIL<CR> Filter Anzeige WP10XX.XX<CR> PACC<CR> / FAIL<CR> Skalierung Instrument WP11X<CR> PACC<CR> / FAIL<CR> GW1 Min / Max WP12XXXXX<CR> PACC<CR> / FAIL<CR> Grenzwert 1 WP13X<CR> PACC<CR> / FAIL<CR> GW2 Min / Max WP14XXXXX<CR> PACC<CR> / FAIL<CR>...
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Seite 30: Parametrierung
Bedienungsanleitung CMGZ432 11 Parametrierung 11.1 Parameterliste Parameter Einheit Default Gewählt Offset suchen (Parameter-Funktion) Kalibrierung Gain-Istwert (Parameter-Funktion) _______ Durchmesser-Abgleich (Parameter-Funktion) Vorsteuerungs-Abgleich (Parameter-Funktion) Offset-Istwert [Digit] -4000 4000 _______ Gain-Istwert 1.000 0.100 9.000 _______ Nennkraft Sensor [N,kN] 1000 9999 _______ Einheit Sensor [N,kN]... -
Seite 31: Parametrierung Schematische Übersicht
Bedienungsanleitung CMGZ432 Werte werden beim Verlassen des Parameter-Modus in die Regelung übernom- men. Stellwertbegrenzung 100.0 10.0 100.0 _______ Stellwert-Konfiguration ±10V, 0...10V, 0...20mA, 4...20mA _______ Rampe Durchmesser 60.0 _______ Rampe Sollwert 20.0 _______ Sollwert Intern, Extern Intern _______ Skal. Sollwerteingang [N,kN]... -
Seite 32: Erklärung Der Parameter
Bedienungsanleitung CMGZ432 11.3 Erklärung der Parameter Der Parameter-Änderungsmodus wird aktiviert durch Drücken der Taste während 3 Sekunden. Generell können die Parameter dann mit folgenden Tasten geändert werden: für Wählen für Durchschalten der Wahlmöglichkeiten und um Zahlenwerte zu ver- grössern bzw. -
Seite 33: Einheit Sensor
N, kN Default: N Empfindlichkeit Zweck: Um die Kraft korrekt anzeigen zu können, muss der Regler die Empfindlichkeit der Kraftaufnehmer kennen (d.h. wieviel Signal der Kraftaufnehmer bei Nennlast abgibt). Standard für FMS Kraftauf- nehmer ist 1.8mV/V. Bereich: Default: Inkrement: Einheit: [mV/V] Anz. -
Seite 34: Skalierung Instrument
Bedienungsanleitung CMGZ432 Filter-Istwert Zweck: Der Regler verfügt über einen Tiefpassfilter, um unerwünschte Stö- rungen, die dem Istwert überlagert sind, auszufiltern. Unter diesem Parameter wird dessen Grenzfrequenz eingestellt. Der gefilterte Wert wird dem Regler zugeführt. Der Tiefpassfilter des Reglers ist unabhängig von den übrigen Fil- tern. - Seite 35 Bedienungsanleitung CMGZ432 GW1 Min oder Max Zweck: Der Grenzwertschalter 1 kann als Minimum- oder als Maximum- schalter definiert werden, dh. der digitale Ausgang schaltet je nach Konfiguration bei Über- bzw. Unterschreiten des unter Parameter Grenzwert 1 eingestellten Wertes. Bereich: Min, Max...
- Seite 36 Bedienungsanleitung CMGZ432 Reglereinfluss Zweck: Falls die Vorsteuerung aktiviert ist, kann mit diesem Parameter der prozentuale Anteil des PI- resp. PID-Reglers eingestellt werden, welcher dem Vorsteuerungssignal überlagert wird. „10%“ bedeutet 10% vom maximalen Stellwert. Falls der Parameter Stellwertbegrenzung auf weniger als 100% eingestellt ist, sollte der hier abgespeicherte Reglereinfluss ent- sprechend angepast werden.
- Seite 37 Bedienungsanleitung CMGZ432 Vorhaltezeit D0 Zweck: Dieser Wert steuert das Verhalten des D-Anteils des Reglers. Aktiv, wenn BCD-Eingänge auf „0“ stehen. Dieser Parameter kann verändert werden, währenddem die Reg- lerfreigabe aktiv ist. Die Änderung wird beim Verlassen des Para- meter-Modus in die Regelung übernommen.
- Seite 38 Drehzahl bzw. Moment aufbauen sowie bremsen. Mit den übrigen Einstellungen kann der Antrieb nur vorwärts Drehzahl bzw. Moment aufbauen sowie bremsen. FMS empfiehlt die Einstellung von „±10V“, falls der verwendete Antrieb dieses Signal verarbeiten kann. Bereich: ±10V, 0...10V, 0...20mA, 4..20mA Default: ±10V...
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Seite 39: Skalierung Sollwerteingang
Bedienungsanleitung CMGZ432 Rampe Sollwert Zweck: Um den Regler auf Einflüsse von Störgrössen optimieren zu kön- nen, darf der Sollwert nicht zu schnelle Änderungen aufweisen. Er ist deshalb intern über eine Rampe geführt, deren Steilheit mit diesem Parameter eingestellt wird. Die Länge der Rampe be- stimmt die Zeit, die der Sollwert zum Erreichen des neuen Wertes benötigt. - Seite 40 Bereich: 100.0 Default: Inkrement: Einheit: [%Fsoll] Leit-Antrieb Zweck: Dieser Parameter dient zur Berechnung des Wickeldurchmessers aus dem Liniengeschwindigkeits-Signal. (In Vorbereitung – FMS Kundendienst fragen) Bereich: 1000 Default: Inkrement: Einheit: [rpm/V] Wickler-Antrieb Zweck: Dieser Parameter dient zur Berechnung des Wickeldurchmessers aus dem Liniengeschwindigkeits-Signal.
- Seite 41 Bedienungsanleitung CMGZ432 Identifier Zweck: Dieser Parameter dient zur Identifikation des Gerätes bei CAN- BUS-Ankopplung. Reserviert für zukünftige Anwendungen. Bereich: Default: Inkrement: Einheit: Baudrate RS232 Zweck: Einstellung der Geschwindigkeit der RS-232-Schnittstelle. Bereich: 300, 600, 1200, 2400, 4800, 9600 Baud Default: 9600...
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Seite 42: Fehlersuche
Bedienungsanleitung CMGZ432 12 Fehlersuche Fehlerart Ursache Störungsbehebung Anzeige „Err1“: Kraftaufnehmer sind verkehrt Kabel an den Klemmen z6 / z8 (bzw. 2 / 3) A/D-Wandler erhält angeschlossen tauschen laufend Werte < -9.7mV Kabelunterbruch Verbindungskabel zwischen Kraftaufnehmer und Regelelektronik ersetzen Anzeige „Err2“: Kraftaufnehmer sind falsch Speisung und Signal tauschen (Klemmen z4 ... -
Seite 43: Technische Daten Cmgz432
24VDC galvanisch getrennt Digital-Eingang 4 (BCD Ziffer 1) 24VDC galvanisch getrennt Schnittstelle RS232 standard Schnittstelle RS485 galvanisch getrennt Option Schnittstelle CAN-Bus Option Versorgung 24VDC (18...36VDC) 0.15A (CMGZ432.E: 230VAC, 110VAC oder 24VDC) Anschlusssteckverbindung DIN41612 Bauform F b+d+z Temperaturbereich 0...50°C Gewicht 0.22kg... - Seite 44 Bedienungsanleitung CMGZ432 FMS Force Measuring Systems AG FMS Italy FMS USA, Inc. FMS UK Aspstrasse 6 Via Baranzate 67 2155 Stonington Ave. Suite Highfield, Atch Lench Road 8154 Oberglatt (Switzerland) I-20026 Novate Milanese Church Lench Tel. +41 44 852 80 80...