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Bedienungsanleitung CMGZ433
Digitaler mikroprozessorgesteuerter Zugregler
für Antriebe an Aufwickelanwendungen
Version 2.22 05/04 sd
Diese Bedienungsanleitung ist auch in englisch und französisch erhältlich.
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Inhaltszusammenfassung für FMS CMGZ433
- 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 CMGZ433 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
5 Regeltheorie ...................... 7 5.1 Zugregelung 5.2 PID-Regler 6 Kurzanleitung Inbetriebnahme ..............8 7 Abmessungen ....................9 7.1 Abmessungen Variante für Steckkartenblock (CMGZ433) 7.2 Abmessungen Variante mit Einbaugehäuse (CMGZ433.E) 8 Installation und Verdrahten................10 8.1 Montage der Regelelektronik 8.2 Montage der Kraftaufnehmer 8.3 Montage des Antriebs... -
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 CMGZ433. Diese verstärkt das mV-Signal und bildet die Dif- ferenz zum Sollwert. Ist der Zug im Material zu niedrig, wird der Antrieb schneller angesteu- ert;... -
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 CMGZ433 C432002d 4.4 Antrieb Es kann ein beliebiger, den Dynamikanforderungen entsprechend ausgewählter AC- oder 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 gepresst werden. Mit dem FMS Zugregelsystem kann die Materialspannung kontinuierlich gemes- sen und auf dem gewünschten Wert gehalten werden. -
Seite 8: Kurzanleitung Inbetriebnahme
Bedienungsanleitung CMGZ433 6 Kurzanleitung Inbetriebnahme • Alle Anforderungen ermitteln wie: – Kennwerte des Antriebs (Signalgrösse, max. Leistung, etc.)? – Konfiguration des Regelausgangs (Signalgrösse)? – Konfiguration des Istwertausgangs (Signalgrösse)? – Gainumschaltung notwendig? – Sollzugreduktion? – Verwendung des Durchmessereingangs? – Verknüpfung über Schnittstelle etc.? –... -
Seite 9: Abmessungen
Bedienungsanleitung CMGZ433 7 Abmessungen 7.1 Abmessungen Variante für Steckkartenblock (CMGZ433) Bild 4: Abmessungen Variante für Steckkartenblock (Baureihe CMGZ400). Der Steckkartenblock EMGZ555959 muss separat bestellt werden. C431006d Soll die Elektronik in einem 19“ Rack eingebaut werden, kann anstelle des Steckkarten- blocks eine Messerleiste 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 (CMGZ433) Der Steckkartenblock wird in einem Schaltschrank montiert. Die Anschlüsse auf die Klem- men werden gem. „8.4 Anschlussschema Variante für Steckkartenblock“ ausgeführt (Bild 6). -
Seite 11: Montage Der Kraftaufnehmer
Bedienungsanleitung CMGZ433 8.2 Montage der Kraftaufnehmer Die Montage der Kraftaufnehmer erfolgt gemäss der FMS Montageanleitung, die zusam- men 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 (Cmgz433)
Bedienungsanleitung CMGZ433 8.4 Anschlussschema Variante für Steckkartenblock (CMGZ433) Bild 6: Anschlussschema Variante für Steckkartenblock C433006d Warnung Schlechte Erdung kann zu elektrischen Schlägen gegen Personen, Störungen an der Ge- samtanlage oder Beschädigung der Regelelektronik führen! Es ist auf jeden Fall auf eine gute Erdung zu achten. - Seite 13 Bedienungsanleitung CMGZ433 Bild 7: Anschlussschema Variante mit Einbaugehäuse C433009d 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 CMGZ433 9 Bedienung 9.1 Ansicht des Bedienpanels Bild 10: Bedienpanel Variante für Steckkartenblock (CMGZ433) C433001d Bild 11: Bedienpanel Variante mit Einbaugehäuse (CMGZ433.E) C433002d... -
Seite 16: Schematische Übersicht Haupt-Bedienebene
Bedienungsanleitung CMGZ433 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 CMGZ433 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 Ma- terialzug nachgebildet wird (siehe Bild 13). • Ersten Kraftaufnehmer anschliessen. - Seite 18 Bedienungsanleitung CMGZ433 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 CMGZ433 9.5 Eingabe des Sollwertes Der Sollwert für die Zugspannung kann über das Bedienpanel bzw. die Schnittstelle, oder über den analogen Eingang angegeben werden: Sollwerteingabe über Bedienpanel bzw. Schnittstelle • Parameter Sollwert intern / extern auf intern setzten • In der Hauptbedienebene Taste „REFERENCE“ für 3 Sekunden drücken (siehe Bild 12). -
Seite 20: Umschalten Der Regelparameter
Bedienungsanleitung CMGZ433 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 bzw. Vorhaltezeit D0...D3 abgespeichert. Es ist jeweils nur der über die BCD- Eingänge gewählte Parametersatz aktiv;... -
Seite 21: Automatik-Betrieb
Bedienungsanleitung CMGZ433 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: Inbetriebnahme Der Vorsteuerung, Extern
Bedienungsanleitung CMGZ433 9.9 Inbetriebnahme der Vorsteuerung, extern Die externe Vorsteuerung ermöglicht es, den aktuellen Wickeldurchmesser auszuwerten (Durchmessersignal wird von extern eingelesen) und damit eine dem Wickeldurchmesser angepasste Antriebsleistung zu berechnen (Vorsteuerungssignal). Ausserdem werden die PI bzw. PID Regelparameter entsprechend dem Wickeldurchmesser ständig dynamisch angepasst. - Seite 23 Bedienungsanleitung CMGZ433 Vorsteuerungsabgleich Damit die Regelelektronik die Vorsteuerung korrekt berechnen kann, muss einem be- stimmten Wickeldurchmesser ein bestimmtes Antriebsmoment zugeordnet werden: • Parameter Vorsteuerung auf Nein setzen • Testlauf durchführen. Wenn der Regler bei einem möglichst grossen Durchmesser sta- bil läuft, kann der aktive Sollwert und nach Drücken der Taste „Mode“ das aktuelle Stellwert-Signal abgelesen werden.
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Seite 24: Inbetriebnahme Der Vorsteuerung, Intern
Hinweis Die interne Vorsteuerung ist nur mit einem drehzahlgeregelten Antrieb verwendbar. Bei momentengeregeltem Antrieb muss die externe Vorsteuerung verwendet werden. (In Vorbereitung – FMS Kundendienst fragen) 9.11 Sollzugreduktion Wenn das Wickelende weicher gewickelt werden soll als der Wickelkern, kann eine Sollzug-Reduktion parametriert werden. -
Seite 25: Zusätzliche Einstellungen
9.12 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 26: Serielle Schnittstelle (Rs232)
Bedienungsanleitung CMGZ433 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 eine 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 CMGZ433 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 CMGZ433 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> XXX.XX<CR> Proportionalwert P0 RP20<CR> XXX.XX<CR> Nachlaufzeit I0 RP21<CR> XX.XXX<CR> Vorhaltezeit D0 RP22<CR> XXX.XX<CR> Proportionalwert P1 RP23<CR> XXX.XX<CR> Nachlaufzeit I1 RP24<CR>... - Seite 29 Bedienungsanleitung CMGZ433 WP12XXXXX<CR> PACC<CR> / FAIL<CR> Grenzwert 1 WP13X<CR> PACC<CR> / FAIL<CR> GW2 Min / Max WP14XXXXX<CR> PACC<CR> / FAIL<CR> Grenzwert 2 WP15X<CR> PACC<CR> / FAIL<CR> Sprache der Anzeige WP16X<CR> PACC<CR> / FAIL<CR> Vorsteuerung WP17XXX.X<CR> PACC<CR> / FAIL<CR> Reglereinfluss WP18X<CR>...
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Seite 30: Parametrierung
Bedienungsanleitung CMGZ433 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 CMGZ433 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] 9999 _______ Sollzug-Reduktion Keine, Linear, Quadratisch, Wurzel _______ Reduktionsfaktor Sollzug [-] 0.000 0.000 1.000 _______ Anfahr-Geschwindigkeit [%Stell] 0.00... -
Seite 32: Erklärung Der Parameter
Bedienungsanleitung CMGZ433 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 N, kN Default: N Empfindlichkeit Zweck: Um die Kraft korrekt anzeigen zu können, muss der Regler die Emp- findlichkeit der Kraftaufnehmer kennen (d.h. wieviel Signal der Kraft- aufnehmer bei Nennlast abgibt). Standard für FMS Kraftaufnehmer ist 1.8mV/V. Bereich: Default: Inkrement: Einheit:...
- Seite 34 Bedienungsanleitung CMGZ433 Anz. Sensoren Zweck: Damit der Regler die richtige Kraft berechnen kann, muss vorgegeben werden, ob sich die Rolle auf einem oder zwei Kraftaufnehmern ab- stützt. Bereich: Default: Inkrement: Einheit: Filter-Istwert Zweck: Der Regler verfügt über einen Tiefpassfilter, um unerwünschte Stö- rungen, die dem Istwert überlagert sind, auszufiltern.
- Seite 35 Bedienungsanleitung CMGZ433 Skalierung Instrument Zweck: Der Instrumenten-Analogausgang (0...10V) gibt mit der Default- Einstellung von 1.00 die Nennspannung bei erreichen der Nennkraft aus. Durch Verkleinern des Skalierungswertes wird die Nennspannung verkleinert, bei Vergrössern des Skalierungswertes erhöht. Bereich: 0.01 10.00 Default: 1.00 Inkrement: 0.01...
- Seite 36 Bedienungsanleitung CMGZ433 Vorsteuerung Zweck: Mit diesem Parameter wird die Betriebsart der Vorsteuerung gewählt. Bereich: Nein, Intern, Extern Default: Nein Begriffsdefinition: Nein: Keine Vorsteuerung. Intern: Das Liniengeschwindigkeits-Signal wird ausgewertet; der Wickeldurchmesser wird intern berechnet. Extern: Das Durchmesser-Signal wird ausgewertet; der Wickel- durchmesser wird von extern eingelesen.
- Seite 37 Bedienungsanleitung CMGZ433 Nachlaufzeit I0 Zweck: Dieser Wert steuert das Verhalten des I-Anteils des Reglers. Aktiv, wenn BCD-Eingänge auf „0“ stehen. Beträgt der hier eingestellte Wert 1.00s, produziert der I-Regler bei einer Regeldifferenz von 100N eine Stellwertänderung von 1V/s bzw. 1mA/s Dieser Parameter kann verändert werden, währenddem die Reglerfrei-...
- 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 An- trieb dieses Signal verarbeiten kann. Bereich: ±10V, 0...10V, 0...20mA, 4..20mA Default: ±10V...
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Seite 39: Skalierung Sollwerteingang
Bedienungsanleitung CMGZ433 Skalierung Sollwerteingang Zweck: Mit diesem Parameter wird angegeben, auf wieviele N bzw. kN sich sich das 0...10V Spannungssignal am analogen Eingang bezieht. Steht kein 10V-Signal zu Verfügung, kann ein Singal mit beliebig an- derem Spannungsbereich verwendet werden, jedoch muss der Eintrag in diesem Parameter entsprechend skaliert werden. - 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 CMGZ433 Max. Durchmesser Zweck: Dieser Parameter speichert den Durchmesser des vollen Wickels (Dmax). Der Wert wird für die Sollzugreduktion benötigt. Bereich: 10000 Default: 1000 Inkrement: Einheit: [mm] Identifier Zweck: Dieser Parameter dient zur Identifikation des Gerätes bei CAN-BUS- Ankopplung. Reserviert für zukünftige Anwendungen.
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Seite 42: Fehlersuche
Bedienungsanleitung CMGZ433 12 Fehlersuche Fehlerart Ursache Störungsbehebung Kraftaufnehmer sind verkehrt Kabel an den Klemmen z6 / z8 (bzw. 2 / 3) Anzeige „Err1“: 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 Cmgz433
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 (CMGZ433.E: 230VAC, 110VAC oder 24VDC) Anschlusssteckverbindung DIN41612 Bauform F b+d+z Temperaturbereich 0...50°C Gewicht 0.22kg... - Seite 44 Bedienungsanleitung CMGZ433 FMS Force Measuring Systems AG FMS Italy FMS USA, Inc. FMS UK Aspstrasse 6 Via Baranzate 67 2155 Stonington Ave. Suite 119 Highfield, Atch Lench Road 8154 Oberglatt (Switzerland) I-20026 Novate Milanese Hoffman Estates, IL 60169 USA Church Lench Tel.