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SIGMATEK VST 011 Handbuch

Stromregelung
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VARAN-STEPPERMODUL
VST 011
VARAN-Steppermodul
VST 011
Das VST 011 ist ein VARAN-Modul, das für die Ansteuerung eines Schrittmotors bis
maximal 5,0 A ausgelegt ist. Es sind die Betriebsmodi Vollschritt, Halbschritt und Mikro-
schritt möglich. Die maximale Schaltfrequenz der Ausgangsstufe beträgt 50 kHz.
Der Motorausgang wird über den Enable-Eingang freigegeben.
Zur Positionskontrolle des Schrittmotors ist ein Inkrementalgeber-Eingang vorhanden.
Zusätzlich bietet das Modul 4 digitale Eingänge und 4 digitale Ausgänge.
Durch den VARAN-Out-Port wird der Aufbau des VARAN-Busses in einer Linienstruktur
ermöglicht.
19.01.2018
Seite 1
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Inhaltszusammenfassung für SIGMATEK VST 011

  • Seite 1 VST 011 VARAN-Steppermodul VST 011 Das VST 011 ist ein VARAN-Modul, das für die Ansteuerung eines Schrittmotors bis maximal 5,0 A ausgelegt ist. Es sind die Betriebsmodi Vollschritt, Halbschritt und Mikro- schritt möglich. Die maximale Schaltfrequenz der Ausgangsstufe beträgt 50 kHz.

  • Seite 2: Sicherheitshinweise

    VARAN-STEPPERMODUL VST 011 Sicherheitshinweise Folgende Sicherheitshinweise sind beim Betrieb des VST 011 zu berücksichtigen: Warnung! Gefährliche elektrische Spannung! Beim Betrieb der Schrittmotorendstufe entstehen gefährliche Spannun- gen. Nur entsprechend qualifiziertes Personal darf an diesem Gerät arbeiten! Nichtbeachtung der Anweisungen kann zum Tode, ernsthaften Verlet- zungen oder Schäden der Maschinenanlage führen.

  • Seite 3: Technische Daten

    VARAN-STEPPERMODUL VST 011 Technische Daten Schnittstellen Schnittstellen 1 x VARAN-In (RJ45) 1 x VARAN-Out (RJ45) (maximale Leitungslänge: 100 m) Inkrementalgebereingang Anzahl der Kanäle Eingangssignale Inkrementalgebersignale (A, /A, B, /B, R, /R) RS422-Pegel 150 -Abschluss Eingangsfrequenz Maximal 250 kHz Zählerfrequenz Maximal 1 MHz...
  • Seite 4 VARAN-STEPPERMODUL VST 011 Beispiel 25 msec Abrampvorgang Digitale Eingänge Anzahl Eingangsspannung Typisch +24 V Maximal +30 V Signalpegel Low: < +5 V High: > +14 V Schaltschwelle Typisch +9,5 V Eingangsstrom 5 mA bei +24 V Eingangsverzögerung Typisch 10 µs Statusanzeige LEDs grün...
  • Seite 5 VARAN-STEPPERMODUL VST 011 Schrittmotorausgang Anzahl der Phasen Abhängig von der Versorgung (18 – 70 V) Ausgangsspannung Reglerfrequenz Maximal 50 kHz Ausgangsstrom Maximal 5,0 A Dauerstrom im Vollschrittbetrieb Maximal 3,5 A Dauerstrom (5 A Spitze) im Halbschrittbetrieb Maximal 3,5 A Dauerstrom (5 A Spitze) im Mikroschrittbetrieb Ausgangsstrom über die...
  • Seite 6 VARAN-STEPPERMODUL VST 011 Hinweis Resonanzfrequenz Beim Betrieb eines Schrittmotors kann es zu Resonanzen in bestimmten Frequenz- bereichen kommen. Dies äußert sich durch Verlust bzw. durch eine Reduktion des Drehmoments => der Schrittmotor verliert Schritte. Das Phänomen ist durch den Aufbau des Schrittmotors bedingt und abhängig von der Belastung. Die Problematik kann durch Halb- oder Mikroschrittbetrieb minimiert bzw.
  • Seite 7 VARAN-STEPPERMODUL VST 011 Spannungsüberwachung Versorgungsspannung +24 V Versorgungsspannung > 18 V (DC OK-LED leuchtet grün) Versorgungsspannung Versorgungsspannung > 18 V und < 70 V (DC OK-LED leuchtet grün) Schrittmotor Sonstiges Artikelnummer 16-014-011 Hardwareversion Umgebungsbedingungen -20 – +85 °C Lagertemperatur 0 – +60 °C Betriebstemperatur 0 –...

  • Seite 8: Mechanische Abmessungen

    VARAN-STEPPERMODUL VST 011 Mechanische Abmessungen Seite 8 19.01.2018...

  • Seite 9: Anschlussbelegung

    VARAN-STEPPERMODUL VST 011 Anschlussbelegung 19.01.2018 Seite 9...
  • Seite 10 VARAN-STEPPERMODUL VST 011 Steckerbelegung X1: VARAN-In 8-poliger RJ45 Funktion n.c. n.c. n.c. n.c. X2: VARAN-Out 8-poliger RJ45 Funktion n.c. n.c. n.c. n.c. n.c. = nicht verwenden X3: +24 V-Versorgung, Enable Funktion +24 V für Enable Enable +24 V Hinweis: Codierreiter an Pin 1 und 4 Beispiel für die Verdrahtung eines NOT-HALTS auf den Enable-Eingang...
  • Seite 11 VARAN-STEPPERMODUL VST 011 X4: Inkrementalgeber Funktion +5 V-Geber X5: Digitale Ein- und Ausgänge Funktion Eingang 1 Eingang 2 Eingang 3 Eingang 4 Ausgang 1 Ausgang 2 Ausgang 3 Ausgang 4 Hinweis: Codierreiter an Pin 1 und 6 X6: Schrittmotor Funktion Motorspannung (18 –...
  • Seite 12 1 x 8-pol. Weidmüller-Stecker B2L3,5/8 2 x 2-pol. Phoenix Contact FMC1,5/2-ST-3,5 2 x 4-pol. Phoenix Contact FMC1,5/4-ST-3,5 1 x 6-pol. Phoenix Contact FKC2,5HC/6-ST-5,08 Das komplette VARAN-Steckerset VKL 131 mit Federzugklemmen ist bei Sigmatek unter der Artikelnummer 16-600-131 erhältlich. Seite 12 19.01.2018...
  • Seite 13 VARAN-STEPPERMODUL VST 011 Statusanzeigen LED-Nr. Zuordnung Farbe Funktion VARAN-In Link grün Leuchtet, wenn die Verbindung zwischen den zwei PHYs hergestellt ist. VARAN-In Active gelb Leuchtet, wenn Daten über den VARAN-Bus übertragen werden. VARAN-Out Link grün Leuchtet, wenn die Verbindung zwischen den zwei PHYs hergestellt ist.

  • Seite 14: Mögliche Betriebsmodi Zur Motoransteuerung

    VARAN-STEPPERMODUL VST 011 Mögliche Betriebsmodi zur Motoransteuerung Vollschrittbetrieb Im Vollschrittbetrieb werden die Wicklungen wie unten dargestellt bestromt. Dies hat zur Folge, dass der Motor nur volle Schritte ausführt. Er führt also bei einer Umdrehung die Nennschrittzahl des Motors aus. Halbschrittbetrieb Im Halbschrittbetrieb werden die Wicklungen wie unten dargestellt bestromt.
  • Seite 15 VARAN-STEPPERMODUL VST 011 Mikroschrittbetrieb Beim Mikroschrittbetrieb werden die einzelnen Wicklungen mit einem annähernd sinusför- migen Strom beaufschlagt. Beim VST 011 wird die Sinusschwingung mit 128 Schritten aufgelöst. Daraus ergeben sich 32 Mikroschritte pro Vollschritt. 19.01.2018 Seite 15...

  • Seite 16: Stromregelung Schrittmotor

    VARAN-STEPPERMODUL VST 011 Stromregelung Schrittmotor Die Stromregelung des Schrittmotors wird durch die Stromanstiegszeit bzw. die Stromab- fallszeit in der Motorwicklung beeinflusst. Diese Zeiten sind maßgeblich abhängig von der Höhe der Versorgungsspannung, der Induktivität und dem Wicklungswiderstand des Mo- tors. Die Stromanstiegszeit kann durch die Höhe der Versorgungsspannung beeinflusst werden.
  • Seite 17 VARAN-STEPPERMODUL VST 011 Der Stromregler arbeitet prinzipiell so, dass die H-Brücke die Motorwicklung aktiv bestromt bis der Stromsollwert erreicht wird. Danach wird der Stromabklingvorgang (abhängig vom definierten Decay Mode) eingeleitet. Immer, wenn die Motorwicklung über die H-Brücke geschalten wird, entstehen durch das Laden bzw.
  • Seite 18 VARAN-STEPPERMODUL VST 011 Signale des Inkrementalgebers Count UP Count DOWN Referenzimpuls (Zero Position) Seite 18 19.01.2018...

  • Seite 19: Einbau- Und Verdrahtungshinweise

    Um eine einwandfreie Funktion zu gewährleisten, ist ein sorgfältiger Einbau und eine sorg- fältige Leitungsführung unbedingt einzuhalten! Folgende Richtlinien sind zu beachten: • Das Gehäuse des VST 011 muss an der geerdeten metallischen Montageplatte des Schaltschrankes befestigt werden, um die notwendige Kühlung des Leistungsteils sowie die notwendige Masseanbindung zu gewährleisten! •...
  • Seite 20 VARAN-STEPPERMODUL VST 011 Abschalten induktiver Lasten U(out) +24 V t[sec.] -0,7 V -12,7 V Anschluss induktiver Lasten Ausgang Freilaufdiode Schutzspule Seite 20 19.01.2018...

  • Seite 21: Schirmungsempfehlung Varan

    Busleitung aus baulichen Gründen neben starken elektromagnetischen Störquellen verlegt werden muss. Es wird empfohlen, VARAN-Bus-Leitungen nach Möglichkeit nicht parallel mit leistungsführenden Kabeln zu verlegen. Die Firma SIGMATEK empfiehlt die Verwendung von Industrial Ethernet Busleitungen nach CAT5e. Bei den Schirmungsvarianten wird empfohlen eine S-FTP Busleitung zu verwenden. Es handelt sich dabei um ein symmetrisches mehradriges Kabel mit ungeschirmten Paaren.

  • Seite 22: Leitungsführung Vom Schaltschrank Zu Einer Externen Varan-Komponente

    VARAN-STEPPERMODUL VST 011 1. Leitungsführung vom Schaltschrank zu einer externen VARAN-Komponente Wenn die Ethernet-Leitung von einer VARAN-Komponente zu einem VARAN-Knoten au- ßerhalb des Schaltschrankes erfolgt, so wird empfohlen die Schirmung am Eintrittspunkt des Schaltschrankgehäuses aufzulegen. Alle Störungen können dadurch vor den Elektro- nikkomponenten frühzeitig abgeleitet werden.

  • Seite 23: Leitungsführung Außerhalb Eines Schaltschrankes

    VARAN-STEPPERMODUL VST 011 2. Leitungsführung außerhalb eines Schaltschrankes Wenn eine VARAN-Bus Leitung ausschließlich außerhalb des Schaltschrankes verlegt wird, ist keine zusätzliche Schirmauflage erforderlich. Voraussetzung dafür ist, dass aus- schließlich IP67-Module und Steckverbindungen verwendet werden. Diese Komponenten weisen eine sehr robuste und störfeste Bauweise auf. Die Schirmung aller Buchsen von IP67-Modulen wird gemeinsam intern oder über das Gehäuse elektrisch verbunden, wobei...

  • Seite 24: Schirmung Bei Einer Leitungsführung Innerhalb Des Schalt- Schrankes

    VARAN-STEPPERMODUL VST 011 3. Schirmung bei einer Leitungsführung innerhalb des Schalt- schrankes Bei starken elektromagnetischen Störquellen innerhalb des Schaltschrankes (Drives, Transformatoren und dgl.) können Störungen auf eine VARAN-Bus-Leitung induziert wer- den. Die Ableitung der Spannungsspitzen erfolgt über das metallische Gehäuse einer RJ45-Steckverbindung.

  • Seite 25: Anschluss Von Störungsbehafteten Komponenten

    VARAN-STEPPERMODUL VST 011 4. Anschluss von störungsbehafteten Komponenten Beim Busanschluss von Leistungsteilen, welche starke elektromagnetische Störquellen darstellen, ist ebenfalls auf die Schirmungsausführung zu achten. Vor einem einzelnen Leistungsteil (oder einer Gruppe aus Leistungsteilen) sollte die Schirmung aufgelegt wer- den. 19.01.2018...

  • Seite 26: Schirmung Zwischen Zwei Schaltschränken

    VARAN-STEPPERMODUL VST 011 5. Schirmung zwischen zwei Schaltschränken Müssen zwei Schaltschränke mit einer VARAN-Bus Leitung verbunden werden, so wird empfohlen, den Schirm an den Eintrittspunkten der Schaltschränke aufzulegen. Störungen können dadurch nicht bis zu den Elektronikkomponenten im Schaltschrank vordringen. Seite 26...
  • Seite 27 VARAN-STEPPERMODUL VST 011 19.01.2018 Seite 27...

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