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Bedienungsanleitung CMGZ431
Digitaler mikroprozessorgesteuerter Zugregler
für Bremsen an Abwickelanwendungen
Version 2.22 05/04 sd
Diese Bedienungsanleitung ist auch in englisch und französisch erhältlich.
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Inhaltszusammenfassung für FMS CMGZ431
- 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 nicht berücksichtigt. Sie sind jedoch in jedem Fall einzu- halten. Der Zugregler CMGZ431 kann Bremsen mit hoher kinetischer Energie ansteuern. Je nach Art der möglichen Störungen können bei Vollbremsung der Walze („Schnell-Stop“) oder durch vollständiges Loslassen der Bremse (Ausschalten der Betriebsspannung) Menschen und/oder Anlagen schwer verletzt oder beschädigt werden. -
Seite 3: Inhaltsverzeichnis
5.2 PI-Regler 5.3 Vorteile digitaler Regler gegenüber analogen Ausführungen 6 Kurzanleitung Inbetriebnahme ..............8 7 Abmessungen ....................9 7.1 Abmessungen Variante für Steckkartenblock (CMGZ431) 7.2 Abmessungen Variante mit Einbaugehäuse (CMGZ431.E) 8 Installation und Verdrahten................10 8.1 Montage der Regelelektronik 8.2 Montage der Kraftaufnehmer 8.3 Montage der Bremse und des Bremsverstärkers... -
Seite 4: Begriffe
Bremse mit dem berechneten Wert „vorgesteuert“. Der eigentliche PI-Regler braucht dann nur noch die Schwankungen im Materialzug auszugleichen. Dadurch wird die Stabi- lität der Regelung verbessert. 3 Systembestandteile Die FMS-Bremsregelung besteht aus folgenden Komponenten(siehe auch Bild 1): Kraftaufnehmer • Für die mechanisch/elektrische Wandlung der Zugkraft • Kraftmesslager •... -
Seite 5: Systembeschreibung
Dehnmessstreifen (DMS) gemessen und als mV-Signal an die Elektronikeinheit übermittelt. Durch die Verwendung einer Brückenschaltung hat die Speisung einen direk- ten Einfluss auf den Messwert. Daher werden die Kraftaufnehmer vom CMGZ431 mit ei- ner hochstabilen Speisung versorgt. 4.3 Elektronikeinheit CMGZ431 Allgemein Die Elektronikeinheit enthält einen Mikroprozessor zur Steuerung aller Abläufe, die... -
Seite 6: Leistungsverstärker Für Die Ansteuerung Der Bremse
Stellwert steht am Ausgang als 0...10V-Signal zur Verfügung. Schnittstelle Die Elektronikeinheit unterstützt standardmässig eine RS232-Schnittstelle. Als Option ist eine Zusatzkarte mit CAN-Bus-Schnittstelle erhältlich. Bild 2: Blockschema der Elektronikeinheit CMGZ431 C431021d 4.4 Leistungsverstärker für die Ansteuerung der Bremse Die Elektronikeinheit kann mit integriertem Bremsverstärker CMGZ010 (0...3.5A) be- stellt 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 CMGZ431 6 Kurzanleitung Inbetriebnahme • Alle Anforderungen ermitteln wie: – Kennwerte der Bremse (Signalgrösse, max. Strom, etc.)? – Konfiguration des Regelausgangs (Signalgrösse)? – Konfiguration des Istwertausgangs (Signalgrösse)? – Gainumschaltung notwendig? – Verwendung des Durchmessereingangs? – Verknüpfung über Schnittstelle etc.? –... -
Seite 9: Abmessungen
Bedienungsanleitung CMGZ431 7 Abmessungen 7.1 Abmessungen Variante für Steckkartenblock (CMGZ431) 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
Sie sind in dieser Bedienungsanleitung nicht berücksichtigt. Sie sind jedoch in jedem Fall einzuhalten. Gefahr Der Zugregler CMGZ431 kann Bremsen mit hoher kinetischer Energie ansteuern. Je nach Art der möglichen Störungen können bei Vollbremsung der Walze („Schnell-Stop“) oder durch vollständiges Loslassen der Bremse (Ausschalten der Betriebsspannung) Menschen und/oder Anlagen schwer verletzt oder beschädigt werden. -
Seite 11: Montage Der Kraftaufnehmer
Bedienungsanleitung CMGZ431 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 Anschlussschema (Bild 6,7 bzw. 9). Hinweis Wird die Abschirmung der Signalkabel am Regler und am Kraftaufnehmer angeschlossen, können Erdschleifen entstehen, die das Messignal empfindlich stören können. -
Seite 12: Anschlussschema Variante Für Steckkartenblock (Cmgz431)
Bedienungsanleitung CMGZ431 8.4 Anschlussschema Variante für Steckkartenblock (CMGZ431) Bild 6: Anschlussschema Variante für Steckkartenblock C431022d 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 CMGZ431 Bild 7: Anschlussschema Variante mit Einbaugehäuse C431024d Bild 8: Klemmenanordnung auf Klemmenkarte und Bremsverstärker C431018d...
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Seite 14: Anschlussschema Bei Integriertem Bremsverstärker
Bedienungsanleitung CMGZ431 8.6 Anschlussschema bei integriertem Bremsverstärker Falls der FMS Zugregler mit Einbaugehäuse (CMGZ431.E) und integriertem Bremsver- stärker CMGZ010 bestellt wurde, ist der Bremsverstärker ab Werk fertig an die Regel- elektronik angeschlossen. Der Anschluss der Bremse erfolgt auf die Klemmen B+ / B–... -
Seite 15: Montage Des Distanzsensors
Es muss dabei beachtet werden, dass die Messachse des Distanzsensors genau radial auf den Wickel fällt (siehe Bilder 1 und 10). 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 16: Bedienung
Bedienungsanleitung CMGZ431 9 Bedienung 9.1 Ansicht des Bedienpanels Bild 11: Bedienpanel Variante für Steckkartenblock (CMGZ431) C431014d Bild 12: Bedienpanel Variante mit Einbaugehäuse (CMGZ431.E) C431002d... -
Seite 17: Schematische Übersicht Haupt-Bedienebene
Bedienungsanleitung CMGZ431 9.2 Schematische Übersicht Haupt-Bedienebene Bild 13 C431010d 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 18: Kalibrierung Des Messverstärkers
Bedienungsanleitung CMGZ431 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 14). • Ersten Kraftaufnehmer anschliessen. - Seite 19 Bedienungsanleitung CMGZ431 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 20: Eingabe Des Sollwertes
Bedienungsanleitung CMGZ431 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 13). -
Seite 21: Umschalten Der Regelparameter
Bedienungsanleitung CMGZ431 • Wenn der Regler stabil eingestellt ist, werden die Regelparameter Proportional P und Nachlaufzeit I zweckmässigerweise notiert, damit sie bei einer allfälligen Neuinbe- triebnahme 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 P bzw. -
Seite 22: Automatik-Betrieb
Bedienungsanleitung CMGZ431 9.9 Automatik-Betrieb Zustand „Regler nicht freigegeben“ Nach dem Einschalten ist der Regler nicht freigegeben. Sein Ausgangssignal (Stellwert) ist 0 bzw. entspricht dem Parameter Halte-Moment (je nach Einstellung von Parameter Moment aktiv). Regler freigeben Über den digitalen Eingang „Reglerfreigabe“ oder über die serielle Schnittstelle kann die Regelung gestartet werden. -
Seite 23: Inbetriebnahme Der Vorsteuerung
Bedienungsanleitung CMGZ431 9.10 Inbetriebnahme der Vorsteuerung Die Vorsteuerung ermöglicht es, den aktuellen Wickeldurchmesser auszuwerten und da- mit ein dem Wickeldurchmesser angepasstes Bremsmoment zu berechnen (Vor- steuerungssignal). Ausserdem werden die PI-Regelparameter entsprechend dem Wickel- durchmesser ständig dynamisch angepasst. Der eigentliche PI-Regler braucht dann nur noch die Schwankungen im Materialzug auszugleichen. - Seite 24 Bedienungsanleitung CMGZ431 Vorsteuerungsabgleich Damit die Regelelektronik die Vorsteuerung korrekt berechnen kann, muss einem be- stimmten Wickeldurchmesser ein bestimmtes Bremsmoment 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 25: Zusätzliche Einstellungen
Bedienungsanleitung CMGZ431 9.11 Zusätzliche Einstellungen Einstellung der Tiefpassfilter Die Regelelektronik verfügt über drei unabhängig einstellbare Tiefpassfilter, um uner- wünschte Signalschwankungen zu beseitigen. Signalschwankungen, die schneller sind als die eingestellte Grenzfrequenz, werden dann unterdrückt. Je tiefer die Grenzfrequenz, des- to träger wird das Ausgangssignal. -
Seite 26: Not-Aus Bzw. Schnell-Stop
9.12 Not-Aus bzw. Schnell-Stop CMGZ431 ohne integrierten Bremsverstärker: Im FMS Zugregler ist keine Not-Aus-Funktion eingebaut. Wenn der digitale Eingang „Schnell-Stop“ anliegt (Klemme b4 bzw. 24), wird lediglich die Reglerfreigabe zurück- gesetzt (Bremse wird gelöst) und die Anzeige zeigt folgendes Bild:... -
Seite 27: Liste Der Befehle
Bedienungsanleitung CMGZ431 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> XXXX<CR> Aktuelle Fehlerzustände auslesen Stellen 1...4 : Err1...Err4 Wert der Stelle = 0 : Kein Err;... -
Seite 28: Parameter Lesen
Bedienungsanleitung CMGZ431 10.3 Parameter lesen Befehl Rückmeldung Bemerkung RP01<CR> XXXXX<CR> Offset Istwert RP02<CR> X.XXX<CR> Gain Istwert RP03<CR> XXXX<CR> Nennkraft Aufnehmer RP04<CR> X<CR> Einheit Aufnehmer RP05<CR> X.X<CR> Empfindlichkeit Aufnehmer RP06<CR> X<CR> Anzahl Aufnehmer pro Kanal RP07<CR> XXX.X<CR> Filter Istwert RP08<CR> XX.X<CR>... -
Seite 29: Parameter Schreiben
Bedienungsanleitung CMGZ431 10.4 Parameter schreiben Befehl Rückmeldung Bemerkung WP01XXXXX<CR> PACC<CR> / FAIL<CR> Offset Istwert WP02X.XXX<CR> PACC<CR> / FAIL<CR> Gain Istwert WP03XXXX<CR> PACC<CR> / FAIL<CR> Nennkraft Aufnehmer WP04X<CR> PACC<CR> / FAIL<CR> Einheit Aufnehmer WP05X.X<CR> PACC<CR> / FAIL<CR> Empfindlichkeit Aufnehmer WP06X<CR> PACC<CR> / FAIL<CR>... -
Seite 30: Parametrierung
Bedienungsanleitung CMGZ431 11 Parametrierung 11.1 Parameterliste Parameter Einheit Default Gewählt Offset suchen (Parameter-Funktion) Kalibrierung 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 CMGZ431 Stellwert 0...10V, 0...–10V, 0...20mA, 4...20mA _______ Rampe Durchmesser 60.0 _______ Rampe Sollwert 20.0 _______ Sollwert Intern, Extern Intern _______ Skal. Sollwerteingabe [N,kN] 9999 _______ Moment aktiv Ja, Nein _______ Halte-Moment [%Stell] 0.00 0.00 100.00 _______ Identifier _______ Baudrate RS232... -
Seite 32: Erklärung Der Parameter
Bedienungsanleitung CMGZ431 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 CMGZ431 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 CMGZ431 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 CMGZ431 Vorsteuerung Zweck: Mit diesem Parameter wird die Vorsteuerung ein- oder ausgeschaltet, d.h. die Auswertung des Wickeldurchmesser-Signals wird aktiviert oder deaktiviert. Bereich: Nein, Ja Default: Nein Reglereinfluss Zweck: Falls die Vorsteuerung aktiviert ist, kann mit diesem Parameter der prozentuale Anteil des PI-Reglers eingestellt werden, welcher dem Vorsteuerungssignal überlagert wird.
- Seite 37 Bedienungsanleitung CMGZ431 Proportionalwert P1 Zweck: Beschreibung und Funktion siehe Proportionalwert P0. Aktiv, wenn BCD-Eingänge auf „1“ stehen. Nachlaufzeit I1 Zweck: Beschreibung und Funktion siehe Nachlaufzeit I0. Aktiv, wenn BCD- Eingänge auf „1“ stehen. Proportionalwert P2 Zweck: Beschreibung und Funktion siehe Proportionalwert P0. Aktiv, wenn BCD-Eingänge auf „2“...
- Seite 38 Zweck: Mit diesem Parameter kann eingestellt werden, ob der Regelausgang ein Spannungs- oder ein Stromsignal liefert. Falls der FMS Zugregler mit Einbaugehäuse (EMGZ431.E) und integ- riertem Bremsverstärker verwendet wird, muss der Regelausgang auf „0...10V“ gesetzt sein (Defaulteinstellung). Hinweis: Falls der Regler mit Vorsteuerung betrieben wird, muss nach dem Ändern des Parameters Stellwert der Vorsteuerungsabgleich...
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Seite 39: Skalierung Sollwerteingabe
Bedienungsanleitung CMGZ431 Rampe Sollwert Zweck: Um den Regler auf Einflüsse von Störgrössen optimieren zu können, darf der Sollwert nicht zu schnelle Änderungen aufweisen. Er ist des- halb intern über eine Rampe geführt, deren Steilheit mit diesem Para- meter eingestellt wird. Die Länge der Rampe bestimmt die Zeit, die der Sollwert zum Erreichen des neuen Wertes benötigt. - Seite 40 Bedienungsanleitung CMGZ431 Halte-Moment Zweck: Hier wird die Grösse des im Stillstand aktiven Haltemomentes ange- geben. Das Haltemoment muss so gewählt werden, dass die Walze im Stillstand an Ort gehalten wird, jedoch beim Anfahren kein Material- riss auftreten kann. Wenn der Parameter Moment aktiv auf Nein gesetzt ist, wird das Halte- moment erst ausgegeben, wenn der Regler freigegeben wird.
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Seite 41: Fehlersuche
Bedienungsanleitung CMGZ431 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 42: Technische Daten Cmgz431
Wahlweise: Bedienpanel Analog-Eingang 0...10V RS232 CAN-Bus (Option) Konfiguration Bremse für Abwickler Integrierter Bremsverstärker 3.5A / 24V (Option; nur erhältlich mit CMGZ431.E) Analog-Ausgang 1 (Stellwert) 0...10V (12 Bit) Analog-Ausgang 2 (Materialzug-Istwert) 0...10V (12 Bit) Analog-Ausgang 3 (nicht belegt) 0...5V (8 Bit) Ri=500Ω... - Seite 43 Bedienungsanleitung CMGZ431...
- Seite 44 Bedienungsanleitung CMGZ431 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.