SIGMATEK ST 151 Bedienungsanleitung
S-dias schrittmotor-endstufe
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Andere Handbücher für ST 151:
- Handbuch (46 Seiten) ,
- Betriebsanleitung (55 Seiten)
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Inhaltszusammenfassung für SIGMATEK ST 151
- Seite 1 ST 151 S-DIAS Schrittmotor-Endstufe Erstellungsdatum: 23.10.2017 Versionsdatum: 06.08.2020 Artikelnummer: 20-014-151-D...
- Seite 2 Verfahren) ohne ausdrückliche Genehmigung reproduziert oder unter Verwendung elektronischer Systeme verarbeitet, vervielfältigt oder verbreitet werden. Inhaltliche Änderungen behalten wir uns ohne Ankündigung vor. Die SIGMATEK GmbH & Co KG haftet nicht für technische oder drucktechnische Fehler in diesem Handbuch und übernimmt keine Haftung für Schäden, die auf die...
- Seite 3 S-DIAS SCHRITTMOTOR-ENDSTUFE ST 151 S-DIAS Schrittmotor-Endstufe ST 151 mit 1 Schrittmotorendstufe 50 V/5 A 1 Bremschopper 1 Inkrementalgebereingang RS422/TTL umschaltbar 2 Enable-Eingängen +24 V/3,2 mA/0,5 ms mit STO Funktionalität 2 Latch-/Digitaleingängen +24 V/3,7 mA/10 µs An der S-DIAS Schrittmotor-Endstufe können 2-phasige Schritt- motoren mit bis zu 5 A Phasenstrom angeschlossen werden.
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Seite 4: Inhaltsverzeichnis
ST 151 S-DIAS SCHRITTMOTOR-ENDSTUFE Inhaltsverzeichnis Grundlegende Sicherheitshinweise ........5 Allgemeine Informationen zur Sicherheit ........5 Weitere Sicherheitshinweise ............6 Allgemeine Anforderungen............7 Konformität mit EU-Richtlinien ..........9 Normen zur funktionalen Sicherheit ........... 9 EU-Konformitätserklärung ............9 Sicherheitsrelevante Kenngrößen ..........9 Technische Daten ..............10... - Seite 5 S-DIAS SCHRITTMOTOR-ENDSTUFE ST 151 Beschriftungsfeld ............... 20 Verdrahtung ................21 Anschlussbeispiel ..............21 Hinweise ..................22 Funktionsbeschreibung ............23 Betriebsmodi Schrittmotorendstufe ......... 23 7.1.1 Vollschrittbetrieb ................23 7.1.2 Halbschrittbetrieb ................23 7.1.3 Mikroschrittbetrieb ................24 Stromregelung Schrittmotor ............25 Inkrementalgeber ................ 27 Signalverlauf “Count UP”...
- Seite 6 ST 151 S-DIAS SCHRITTMOTOR-ENDSTUFE Performance Level e, Kategorie 4 bzw. SIL 3 – Konventionell ...................... 36 Performance Level d, Kategorie 2 bzw. SIL 2 – Konventionell ...................... 38 10 Montage ..................40 11 Entsorgung ................41 Seite 4 06.08.2020...
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Seite 7: Grundlegende Sicherheitshinweise
S-DIAS SCHRITTMOTOR-ENDSTUFE ST 151 Grundlegende Sicherheitshinweise Allgemeine Informationen zur Sicherheit Werden Sicherheitshinweise nicht beachtet, können für Personen Gefährdungen entstehen, die zu leichten bis schwerste Körperverletzungen oder in schwerwiegenden Fällen auch zum Tod führen können. In leichteren Fällen können Anlagen und Geräte Schaden nehmen. -
Seite 8: Weitere Sicherheitshinweise
ST 151 S-DIAS SCHRITTMOTOR-ENDSTUFE Weitere Sicherheitshinweise Warnung vor gefährlicher elektrischer Spannung Warnung vor heißer Oberfläche Gefahrenzeichen für ESD-gefährdete Bauteile Dieses Symbol kennzeichnet wichtige bzw. weiterfüh- rende Informationen in Bezug auf den Betrieb der ein- zelnen Sicherheitsmodule. Seite 6 06.08.2020... -
Seite 9: Allgemeine Anforderungen
Kenntnis genommen werden. Für Schäden, die durch Nichtbeachtung der Sicherheitshinweise oder der je- weiligen einschlägigen Vorschriften entstehen, übernimmt SIGMATEK GMBH & CO KG keine Haftung. Die Kenntnis der Sicherheitshinweise und der Erklärungen die- ser Dokumentation sowie des Safety-Systemhandbuches (siehe Homepage ). - Seite 10 ST 151 S-DIAS SCHRITTMOTOR-ENDSTUFE Bestimmungsgemäße Die Sicherheitsmodule sind für den Einsatz in sicherheitsgerich- Verwendung teten Anwendungen bestimmt und erfüllen alle notwendigen Be- dingungen für einen sicheren Betrieb gemäß Performancelevel e (PL e) nach EN ISO 13849-1/-2 und SIL3 bzw. SIL CL 3 nach EN 62061.
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Seite 11: Konformität Mit Eu-Richtlinien
EN ISO 13849-1:2015 EN ISO 13849-2:2012 EU-Konformitätserklärung CE-Konformitätserklärung Das ST 151 ist konform mit folgenden europäischen Richtlinien: • 2006/42/EG „Richtlinie des europäischen Parlaments und des Ra- tes vom 17. Mai 2006 über Maschinen und zur Änderung der Richt- linie 95/16/EG“ (Maschinenrichtlinie) •... -
Seite 12: Technische Daten
ST 151 S-DIAS SCHRITTMOTOR-ENDSTUFE Technische Daten Spezifikation Schrittmotorausgang Anzahl der Phasen Ausgangsspannung Abhängig von der Versorgung (18-55 V) Stromreglerfrequenz maximal 32 kHz Ausgangsstrom maximal 5 A RMS Ausgangsstrom über die Umge- maximal 5 A Dauerstrom bei 45 °C bungstemperatur maximal 3 A Dauerstrom bei 55 °C Zwischenkreiskapazität... -
Seite 13: Spezifikation Bremschopper
15 Ω/100 W Widerstand ausreichend. Werden mehrere Motormodule an einer Zwischenkreisversorgung be- trieben, so ist es möglich nur ein Modul mit einem Bremswiderstand auszurüsten. Empfohlener Bremswiderstand ist bei SIGMATEK unter der Artikelnummer 20-014-061-Z1 erhältlich. Achtung Heiße Oberfläche! Beachten Sie, dass sich der Bremswiderstand im Betrieb stark erwärmt. -
Seite 14: Spezifikation Enable Eingänge Für Sto
ST 151 S-DIAS SCHRITTMOTOR-ENDSTUFE Spezifikation Enable Eingänge für STO Anzahl Eingangsspannung +24 V DC Eingangsspannungsbereich minimal +18 V maximal +30 V low: ≤ +5 V high: ≥ +15 V Signalpegel Schalthysterese typisch +11 V Eingangsstrom 3 mA bei +24 V Eingangsverzögerung... -
Seite 15: Elektrische Anforderungen
S-DIAS SCHRITTMOTOR-ENDSTUFE ST 151 Elektrische Anforderungen Versorgungsspannung Motor +18-55 V DC, NEC Class 2 Stromaufnahme Motorversorgung maximal 6 A (lastabhängig) Stromaufnahme Versorgungs- typisch 80 mA maximal 120 mA spannung +24 V am S-DIAS-Bus (inkl. +5 V-Versorgung (inkl. +5 V-Versorgung des Inkre-... - Seite 16 ST 151 S-DIAS SCHRITTMOTOR-ENDSTUFE Bremsen eines Schrittmotors Beim Abbremsen eines Schrittmotors kann es zu einem generatorischen Betrieb kom- men bei dem die kinetische Energie des Motors in elektrische umgewandelt wird. Die Energie des Motors wird dabei in die Versorgung der Schrittmotorendstufe zurückge- speist, wodurch es zum Anstieg der Versorgungsspannung kommt.
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Seite 17: Sonstiges
S-DIAS SCHRITTMOTOR-ENDSTUFE ST 151 Sonstiges Artikelnummer 20-014-151 Hardwareversion Normung UL in Vorbereitung Approbationen Umgebungsbedingungen Lagertemperatur -20 ... +85 °C Umgebungstemperatur 0 ... +55 °C Luftfeuchtigkeit 0-95 %, nicht kondensierend Aufstellungshöhe über Meeres- 0-2000 m ohne Derating höhe > 2000 m mit Derating der maximalen Umgebungstemperatur um 0,5 °C... -
Seite 18: Mechanische Abmessungen
ST 151 S-DIAS SCHRITTMOTOR-ENDSTUFE Mechanische Abmessungen Seite 16 06.08.2020... -
Seite 19: Anschlussbelegung
S-DIAS SCHRITTMOTOR-ENDSTUFE ST 151 Anschlussbelegung Das Ein- oder Ausstecken des Motorversorgungssteckers X2 während des Betriebes ist nicht zulässig! 06.08.2020 Seite 17... -
Seite 20: Status-Leds
ST 151 S-DIAS SCHRITTMOTOR-ENDSTUFE Status-LEDs Modul Status grün Modul aktiv Keine Versorgung vorhanden BLINKT (5 Hz) Keine Kommunikation User gelb Von Applikation einstellbar (z.B. kann die LED des Moduls über die Visualisierung blinkend eingestellt werden um die Modulfindung im Schaltschrank zu er-... -
Seite 21: Zu Verwendende Steckverbinder
S-DIAS SCHRITTMOTOR-ENDSTUFE ST 151 Zu verwendende Steckverbinder Steckverbinder: X1-X4: Steckverbinder mit Federzugklemme (im Lieferumfang enthalten) Die Federzugklemmen sind für den Anschluss von ultraschallverdichteten (ultraschallver- schweißten) Litzen geeignet. Anschlussvermögen: Abisolierlänge/Hülsenlänge: 10 mm Steckrichtung: parallel zur Leiterachse bzw. zur Leiterplatte Leiterquerschnitt starr:... -
Seite 22: Beschriftungsfeld
ST 151 S-DIAS SCHRITTMOTOR-ENDSTUFE Beschriftungsfeld Hersteller Weidmüller MF 10/5 CABUR MC NE WS Artikelnummer Weidmüller 1854510000 Kompatibler Drucker Weidmüller Printjet Advanced 230V Artikelnummer Weidmüller 1324380000 Seite 20 06.08.2020... -
Seite 23: Verdrahtung
S-DIAS SCHRITTMOTOR-ENDSTUFE ST 151 Verdrahtung Anschlussbeispiel 06.08.2020 Seite 21... -
Seite 24: Hinweise
ST 151 S-DIAS SCHRITTMOTOR-ENDSTUFE Hinweise Folgende Installationshinweise sind zu beachten: • Die Hutschiene muss eine ordentliche Masseverbindung aufweisen. • Zur Verdrahtung des Inkrementalgebers ist ein geschirmtes Kabel zu verwenden. Bei ei- nem RS422-Geber empfiehlt sich der Einsatz eines geschirmten und verdrillten Kabels. -
Seite 25: Funktionsbeschreibung
S-DIAS SCHRITTMOTOR-ENDSTUFE ST 151 Funktionsbeschreibung Betriebsmodi Schrittmotorendstufe 7.1.1 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 Nenn- schrittzahl des Motors aus. -
Seite 26: Mikroschrittbetrieb
ST 151 S-DIAS SCHRITTMOTOR-ENDSTUFE 7.1.3 Mikroschrittbetrieb Beim Mikroschrittbetrieb werden die einzelnen Wicklungen mit einem annähernd sinusförmi- gen Strom beaufschlagt. Beim ST 151 wird die Sinusschwingung mit 256 Schritten aufgelöst. Daraus ergeben sich 64 Mikroschritte pro Vollschritt. Seite 24 06.08.2020... -
Seite 27: Stromregelung Schrittmotor
S-DIAS SCHRITTMOTOR-ENDSTUFE ST 151 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 Motors. Die Stromanstiegszeit kann durch die Höhe der Versorgungsspannung beeinflusst werden. - Seite 28 ST 151 S-DIAS SCHRITTMOTOR-ENDSTUFE Die ST 151 besitzt einen adaptiven Fast Decay Stromregler bei dem automatisch der opti- male Decaymode angewendet wird. Der Stromregler entscheidet dabei anhand der benötig- ten Zeit für Erreichen des Sollstromwertes und der konfigurierten ChopperOnTimeMin ) Wertes, welcher Decay Mode verwendet wird und ob die FastDecayTime (T...
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Seite 29: Inkrementalgeber
S-DIAS SCHRITTMOTOR-ENDSTUFE ST 151 Inkrementalgeber Signalverlauf “Count UP” 7.3.1 Signalverlauf “Count DOWN” 7.3.2 Signalverlauf “Referenzimpuls (Zero Position)” 7.3.3 06.08.2020 Seite 27... -
Seite 30: Latch-Funktion
ST 151 S-DIAS SCHRITTMOTOR-ENDSTUFE 7.3.4 Latch-Funktion Diese Funktion wird vorwiegend für die Referenzfahrt verwendet. Die Inkrementalgeberdaten und Taktzählerwerte können zum Zeitpunkt eines Events an ei- nem gewählten Eingang gespeichert (gelatched) werden. Über Latchregister sind die Event- quelle (Eingang) und die Eventart (Flanke) einstellbar. -
Seite 31: Zusätzliche Sicherheitshinweise
S-DIAS SCHRITTMOTOR-ENDSTUFE ST 151 Zusätzliche Sicherheitshinweise Die Sicherheitsfunktion „STO“ ist ein integraler Bestandteil der Schrittmotorendstufe. Es er- füllt alle notwendigen Bedingungen für einen sicheren Betrieb nach SIL 3 gemäß EN 62061 und nach PL e, Kat.4 gemäß EN ISO 13849-1. -
Seite 32: Sto
ST 151 S-DIAS SCHRITTMOTOR-ENDSTUFE • Alle Kabel, die die Sicherheit betreffen (z.B. Steuerkabel für die Eingänge ENABLE 1 und ENABLE 2) müssen außerhalb des Schaltschranks in ei- nem Kabelkanal verlegt sein. Kurz- oder Querschlüsse in den Signalleitun- gen müssen vermieden werden! Siehe EN ISO 13849. -
Seite 33: Funktionsweise
S-DIAS SCHRITTMOTOR-ENDSTUFE ST 151 Funktionsweise Die Sicherheitsfunktionen der Schrittmotorendstufe werden durch zwei sichere digitale Ein- gänge gesteuert. Die folgende Tabelle zeigt die Zustände, die die sicheren Eingänge ENABLE 1 und ENABLE 2 annehmen müssen um Normalbetrieb zu ermöglichen bzw. die Sicherheitsfunktion auszu- lösen. -
Seite 34: Anschlussbeispiele
ST 151 S-DIAS SCHRITTMOTOR-ENDSTUFE Anschlussbeispiele Es handelt sich in den folgenden Unterpunkten um Verdrahtungsbeispiele. Es muss darauf geachtet werden, dass alle konstruktiven Maßnahmen etc. eingehalten und angewandt wer- den, um die Anforderungen der angewendeten Kategorie zu erfüllen. Performance Level e, Kategorie 4 bzw. SIL 3 – Safety-SPS Zur Einhaltung der Kategorie 4, Performance Level „e“... - Seite 35 S-DIAS SCHRITTMOTOR-ENDSTUFE ST 151 06.08.2020 Seite 33...
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Seite 36: Performance Level E, Kategorie 3 & Sil 3 - Safety-Sps
ST 151 S-DIAS SCHRITTMOTOR-ENDSTUFE Performance Level e, Kategorie 3 & SIL 3 – Safety-SPS Zur Einhaltung der Kategorie 3, Performance Level „e“ nach EN ISO 13849-1 und SIL 3 nach EN 62061 muss ein fehlersicherer Ausgang einer Sicherheits-SPS benutzt werden. Grund für die Kategorie 3 ist hier, dass keine Querschlusserkennung der beiden Leitungen möglich... - Seite 37 S-DIAS SCHRITTMOTOR-ENDSTUFE ST 151 06.08.2020 Seite 35...
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Seite 38: Performance Level E, Kategorie 4 Bzw. Sil 3 - Konventionell
ST 151 S-DIAS SCHRITTMOTOR-ENDSTUFE Performance Level e, Kategorie 4 bzw. SIL 3 – Konventionell Zur Einhaltung der Kategorie 4, Performance Level „e“ nach EN ISO 13849-1 und SIL 3 nach EN 62061 muss die Verlegung der Leitung lt. EN ISO 13849-2, Tabelle D.4 eingehalten wer- den (getrennte Verlegung, Fehlerausschlüssen von Kurzschlüssen zwischen Leitern), da hier... - Seite 39 S-DIAS SCHRITTMOTOR-ENDSTUFE ST 151 06.08.2020 Seite 37...
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Seite 40: Performance Level D, Kategorie 2 Bzw. Sil 2 - Konventionell
ST 151 S-DIAS SCHRITTMOTOR-ENDSTUFE Performance Level d, Kategorie 2 bzw. SIL 2 – Konventionell Hierbei handelt es sich um eine 1-kanalige Verdrahtung, wobei die Enable Eingänge eigens getestet werden. Hier ist keine Querschlusserkennung möglich. Seite 38 06.08.2020... - Seite 41 S-DIAS SCHRITTMOTOR-ENDSTUFE ST 151 06.08.2020 Seite 39...
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Seite 42: 10 Montage
ST 151 S-DIAS SCHRITTMOTOR-ENDSTUFE 10 Montage Die S-DIAS Module sind für den Einbau im Schaltschrank vorgesehen. Zur Befestigung der Module ist eine Hutschiene erforderlich. Diese Hutschiene muss eine leitfähige Verbindung zur Schaltschrankrückwand herstellen. Die einzelnen S-DIAS Module werden aneinanderge- reiht in die Hutschiene eingehängt und durch Schließen der Rasthaken fixiert. Es ist nur die waagrechte Einbaulage (Modulbezeichnung oben) mit ausreichend Abstand der Lüftungs-... -
Seite 43: 11 Entsorgung
S-DIAS SCHRITTMOTOR-ENDSTUFE ST 151 Empfohlene Minimalabstände der S-DIAS Module zu umgebenden Komponenten bzw. der Schaltschrankwand: a, b, c … Abstände in mm (inch) 11 Entsorgung Für die Entsorgung des Produktes sind die jeweiligen Richtlinien, möglicherweise länderab- hängig, einzuhalten und zu befolgen. -
Seite 44: Änderungen Der Dokumentation
ST 151 S-DIAS SCHRITTMOTOR-ENDSTUFE Änderungen der Dokumentation Änderungs- Betroffene Kapitel Vermerk datum Seite(n) 05.02.2018 6.2 Stromregelung Schrittmo- Erweiterung und Überarbeitung 18.06.2018 1.6 Elektrische Anforderun- Hinweis überarbeitet 02.04.2019 4.3 Sicherheitsrelevante Korrektur der Sicherheitskennwerte Kenngrößen 3.8 Umgebungsbedingungen Korrekturen Umgebungsbedingungen alle Korrekturen aufgrund CE 29.07.2019...