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Beckhoff EP7047-1032 Dokumentation
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Beckhoff EP7047-1032 Dokumentation

Schrittmotorbox mit inkremental-encoder und feldorientierter regelung
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Dokumentation | DE
EP7047-1032
Schrittmotorbox mit Inkremental-Encoder und feldorientierter Regelung
22.12.2020 | Version: 1.0
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Verwandte Anleitungen für Beckhoff EP7047-1032

Inhaltszusammenfassung für Beckhoff EP7047-1032

  • Seite 1 Dokumentation | DE EP7047-1032 Schrittmotorbox mit Inkremental-Encoder und feldorientierter Regelung 22.12.2020 | Version: 1.0...

  • Seite 3: Inhaltsverzeichnis

    Weitere wichtige Parameter einstellen ................ 44 Betriebsart einstellen ........................ 45 4.3.1 Betriebsarten ........................ 46 Die NC-Achse parametrieren ...................... 52 4.4.1 Den Encoder parametrieren ....................  54 4.4.2 Den Regler parametrieren .................... 56 Testlauf durchführen........................ 58 4.5.1 Testlauf mit der TwinCAT NC .................. 58 EP7047-1032 Version: 1.0...
  • Seite 4 Datenformat von CoE-Parametern .................... 91 Objektbeschreibung......................... 92 6.3.1 Objekte zur Parametrierung.....................  92 6.3.2 Status-Objekte .........................  96 6.3.3 Standard-Objekte...................... 97 7 Anhang .............................. 99 Allgemeine Betriebsbedingungen .................... 99 Zubehör ............................ 100 Versionsidentifikation von EtherCAT-Geräten ................ 101 7.3.1 Beckhoff Identification Code (BIC).................  105 Support und Service ........................ 107 Version: 1.0 EP7047-1032...

  • Seite 5: Vorwort

    Patente: EP1590927, EP1789857, EP1456722, EP2137893, DE102015105702 mit den entsprechenden Anmeldungen und Eintragungen in verschiedenen anderen Ländern. ® EtherCAT ist eine eingetragene Marke und patentierte Technologie lizenziert durch die Beckhoff Automation GmbH, Deutschland. Copyright © Beckhoff Automation GmbH & Co. KG, Deutschland.

  • Seite 6: Sicherheitshinweise

    Die gesamten Komponenten werden je nach Anwendungsbestimmungen in bestimmten Hard- und Software- Konfigurationen ausgeliefert. Änderungen der Hard- oder Software-Konfiguration, die über die dokumentierten Möglichkeiten hinausgehen, sind unzulässig und bewirken den Haftungsausschluss der Beckhoff Automation GmbH & Co. KG. Qualifikation des Personals Diese Beschreibung wendet sich ausschließlich an ausgebildetes Fachpersonal der Steuerungs-, Automatisierungs- und Antriebstechnik, das mit den geltenden Normen vertraut ist.

  • Seite 7: Ausgabestände Der Dokumentation

    WW - Produktionswoche (Kalenderwoche) 29 - Produktionswoche 29 YY - Produktionsjahr 10 - Produktionsjahr 2010 FF - Firmware-Stand 02 - Firmware-Stand 02 HH - Hardware-Stand 01 - Hardware-Stand 01 Weitere Informationen zu diesem Thema: Versionsidentifikation von EtherCAT-Geräten [} 101]. EP7047-1032 Version: 1.0...

  • Seite 8: Produktübersicht

    Encoder (1024 Inc/Rev) ist der Schrittmotor AS2000 ideal für die Closed-Loop-Regelung der EP7047-0032 geeignet. Als Encoder kann entweder eine 5-V- oder eine 24-V-Variante single-ended eingesetzt werden. Quick Links Technische Daten [} 9] Prozessabbild [} 11] Anschlüsse [} 29] Inbetriebnahme und Konfiguration [} 40] Version: 1.0 EP7047-1032...

  • Seite 9: Technische Daten

    Signale A, B, C; single-ended (C = Referenzimpuls / Nullimpuls) Signalspannung "0" -3…2 V Signalspannung "1" 3,7…28 V Pulsfrequenz max. 400.000 Inkremente pro Sekunde (4-fach Auswertung) Dieser Wert entspricht der Stromtragfähigkeit der Anschlüsse für die Versorgungsspannungen. automatische Umschaltung, geschwindigkeitsabhängig. EP7047-1032 Version: 1.0...

  • Seite 10: Lieferumfang

    CE, cURus in Vorbereitung Lieferumfang Vergewissern Sie sich, dass folgende Komponenten im Lieferumfang enthalten sind: • 1x EtherCAT Box EP7047-1032 • 1x Schutzkappe für Versorgungsspannungs-Ausgang, 7/8", schwarz (vormontiert) • 2x Schutzkappe für EtherCAT-Buchse, M8, grün (vormontiert) • 10x Beschriftungsschild unbedruckt (1 Streifen à 10 Stück) Vormontierte Schutzkappen gewährleisten keinen IP67-Schutz...

  • Seite 11: Prozessabbild

    Produktübersicht Prozessabbild Der Umfang des Prozessabbildes ist einstellbar. EP7047-1032 hat mehrere vordefinierte Varianten des Prozessabbildes: "Predefined PDO Assignments". Wählen Sie das "Predefined PDO Assignment" entsprechend der Betriebsart [} 45]. In der Werkseinstellung ist "Velocity control compact" [} 12] eingestellt. 2.4.1 "Predefined PDO Assignments"...
  • Seite 12 ENC Control compact [} 16] STM Control [} 17] STM Velocity [} 17] Velocity control compact with ENC Status compact [} 13] info data STM Status [} 15] STM Synchron info data [} 15] ENC Control compact [} 16] STM Control [} 17] STM Velocity [} 17] Version: 1.0 EP7047-1032...

  • Seite 13: Prozessdatenobjekte

    Die Latch-Funktion ist in der Werkseinstellung deaktiviert. Sie können die Latch-Funktion im Prozessdatenobjekt "ENC Control" [} 16] oder "ENC Control compact" [} 16] aktivieren und konfigurieren. 2.4.2.2 "ENC Status compact" Dieses Prozessdatenobjekt ist identisch mit "ENC Status" [} 13], siehe dort. EP7047-1032 Version: 1.0...
  • Seite 14 Actual drive time: die bisher verstrichene Zeit des Fahrauftrags. 2.4.2.4 "POS Status compact" "POS Status compact" enthält die Status-Variablen des Positioning Interface [} 60]. Status Diese Variable ist identisch mit der Variablen "Status" im Prozessdatenobjekt "POS Status [} 14]". Siehe dort. Version: 1.0 EP7047-1032...
  • Seite 15 „STM“ ist die Abkürzung für „Stepper Motor“. Info data n: Zusätzliche Informationen aus der Box. Sie können auswählen, welche Informationen diese Variablen enthalten sollen: • Parameter 8012:11 Select info data 1 [} 94] • Parameter 8012:19 Select info data 2 [} 94] EP7047-1032 Version: 1.0...
  • Seite 16 Dieses Prozessdatenobjekt enthält Variablen zur Steuerung des Positioning Interface [} 60]. 2.4.2.10 "POS Control 2" Dieses Prozessdatenobjekt enthält Variablen zur Steuerung des Positioning Interface [} 60]. 2.4.2.11 "POS Control compact" Dieses Prozessdatenobjekt enthält Variablen zur Steuerung des Positioning Interface [} 60]. Version: 1.0 EP7047-1032...
  • Seite 17 -100%. Umrechnung von Drehzahl-Sollwerten Velocity: Sollwert [Inkremente/s] : Sollwert [U/min] φ: Schrittwinkel des Motors [°]    (für Schrittmotoren AS10xx: φ = 1,8 °) : „Speed range“ [} 44] [Vollschritte/s] Der Drehzahl-Sollwert kann positiv oder negativ sein; je nach gewünschter Drehrichtung des Motors. EP7047-1032 Version: 1.0...

  • Seite 18: Technologie

    Stromverlauf zu ermöglichen. • Hinter dem Extended Mode [} 25] verbirgt sich eine Feldorientierte Regelung. Mit dieser Betriebsart lassen sich nur Schrittmotoren der Firma Beckhoff betreiben. Der Strom wird nicht einfach gestellt, sondern es erfolgt eine umfangreiche Regelung. Typische Schrittmotorprobleme, wie eine ausgeprägte Resonanz, gehören damit endgültig der Vergangenheit an.

  • Seite 19: Schrittmotor

    Synchronservomotors. Durch die synchrone Zahnung von Stator und Rotor ergibt sich jedoch beim Hybridschrittmotor ein wesentlich höheres Rastmoment. Auf dem Markt werden Hybridschrittmotoren mit zwei oder mehr Phasen angeboten. Da EP7047-1032 für zweiphasige Motoren ausgelegt ist, wird jedoch hier nur auf den zweiphasigen Typ eingegangen, dessen Phasen in dieser Dokumentation mit A und B bezeichnet werden.
  • Seite 20 Schwingung erzeugt. Entspricht die Ansteuerfrequenz der Resonanzfrequenz, wird die Schwingung verstärkt, so dass der Rotor im ungünstigsten Fall den Schritten nicht mehr folgt und zwischen zwei Rastungen hin und her schwingt. EP7047-1032 verhindert diesen Effekt durch die Feldorientierte Regelung (Extended Operation Modes) bei allen Beckhoff Schrittmotoren. Version: 1.0...
  • Seite 21 Im stationären Zustand fließt der Nennstrom bei Nennspannung, in Abhängigkeit zum Wicklungswiderstand. Diese Spannung sollte nicht mit der Versorgungsspannung der Leistungsendstufe verwechselt werden. EP7047-1032 gibt einen geregelten Strom auf die Motorwicklung. Unterschreitet die Versorgungsspannung die Nennspannung, kann die Leistungsendstufe den Strom nicht mehr in voller Höhe einprägen und ein Drehmomentverlust ist die Folge.

  • Seite 22: Auswahl Eines Schrittmotors

    Auswahl leichterer Materialien, Hohlkörper, statt volles Material, und Reduzierung der mechanischen Massen. Großen Einfluss auf das Verhalten des Antriebs übt auch die Ansteuerung aus. EP7047-1032 ermöglicht den Betrieb mit unterschiedlichen Versorgungsspannungen. Die Drehmo- mentkennlinie kann durch höhere Spannung verlängert werden. Dabei liefert ein Stromanhebungsfak- tor im entscheidenden Augenblick das erhöhte Drehmoment, während eine allgemeine Absenkung...

  • Seite 23: Standard Betrieb

    Dreht man die Welle weiter aus dem Drehfeld heraus, „kippt“ sie und ein oder mehrere Schrittverluste sind die Folge. Die Höhe des „Kippwinkels“ kann von Motortyp zu Motortyp unterschiedlich sein. Oft liegt er zwischen ca. 45° und 65°. EP7047-1032 Version: 1.0...
  • Seite 24 Abb. 3: Verhalten des Rotors bei Belastung Da der Lastwinkel Rückschlüsse auf die Belastung der Welle zulässt ist er für den Nutzer interessant. Er wird durch die Auswertung der induzierten Gegenspannung* gemessen und kann zur Optimierung des Antriebssystems verwendet werden. Version: 1.0 EP7047-1032...

  • Seite 25: Feldorientierte Regelung

    Ist diese Bedingung nicht erfüllt, so können die Extended Operation Modes nicht verwendet werden. Regelstruktur Die Antriebsregelstruktur ist eine Kaskadenregelstruktur mit einem Positionsregelkreis mit unterlagertem Drehzahl- und Stromregelkreis. Bei Vorgabe eines Drehzahlsollwertes kann der äußere Positionsregelkreis entfallen. EP7047-1032 Version: 1.0...
  • Seite 26 Motorabhängigkeit Wegen der starken Abhängigkeit der Regelung von den Motorparametern, den Reglerparametern und dem Motorverhalten selbst, ist die Verwendung der Feldorientierten Regelung auf Beckhoff Motoren beschränkt. Die Betriebsart wird für Motoren anderer Hersteller nicht unterstützt. Hauptvorteile gegenüber dem Standard Betrieb •...

  • Seite 27: Montage Und Anschlüsse

    Befestigungslöcher Ø 4,5 mm für M4 Metallteile Messing, vernickelt Kontakte CuZn, vergoldet Stromweiterleitung max. 16 A bei 40°C (gemäß IEC 60512-3) Einbaulage beliebig Schutzart im verschraubten Zustand IP65, IP66, IP67 (gemäß EN 60529) Abmessungen (H x B x T) ca. 150 x 60 x 26,5 mm (ohne Steckverbinder) EP7047-1032 Version: 1.0...

  • Seite 28: Befestigung

    Die Befestigungslöcher [} 28] dienen gleichzeitig als Anschlüsse für die Funktionserdung (FE). Stellen Sie sicher, dass die Box über beide Befestigungsschrauben niederimpedant geerdet ist. Das erreichen Sie z.B., indem Sie die Box an einem geerdeten Maschinenbett montieren. Abb. 8: Funktionserdung über die Befestigungslöcher Version: 1.0 EP7047-1032...

  • Seite 29: Anschlüsse

    • Verschließen Sie nicht benutzte Steckverbinder mit Schutzkappen. • Stellen Sie den korrekten Sitz von vormontierten Schutzkappen sicher. Schutzkappen werden werksseitig vormontiert, um Steckverbinder beim Transport zu schützen. Sie sind u. U. nicht fest genug angezogen, um die Schutzart IP67 zu gewährleisten. EP7047-1032 Version: 1.0...

  • Seite 30: Ethercat: X40 Und X41

    Zur Vereinheitlichung wurden die Aderfarben der Leitungen ZB9030, ZB9032 und ZK1090-3xxx- xxxx auf die Aderfarben der EN61918 umgestellt: gelb, orange, weiß, blau. Es sind also verschiede- ne Farbkodierungen im Umlauf. Die elektrischen Eigenschaften der Leitungen sind bei der Umstel- lung der Aderfarben erhalten geblieben. Version: 1.0 EP7047-1032...

  • Seite 31: Status-Leds

    Kategorie 5 (CAT5) nach EN 50173 bzw. ISO/IEC 11801 entsprechen. EtherCAT nutzt vier Adern für die Signalübertragung. Aufgrund der automatischen Leitungserkennung „Auto MDI-X“ können Sie zwischen EtherCAT-Geräten von Beckhoff sowohl symmetrisch (1:1) belegte, als auch gekreuzte Kabel (Cross-Over) verwenden. Detaillierte Empfehlungen zur Verkabelung von EtherCAT-Geräten EP7047-1032...

  • Seite 32: Versorgungsspannungen: X60 Und X61

    Defekt durch Verpolung möglich. Name Kommentar Aderfarben GND zu U Schwarz GND zu U Blau Funktionserde Grau +24 V Steuerspannung U Braun +48 V Zwischenkreisspannung U Weiß Die Aderfarben gelten für Leitungen vom Typ: Beckhoff ZK203x-xxxx. Version: 1.0 EP7047-1032...
  • Seite 33 Sie, dass der Spannungsabfall so hoch wird, dass die Versorgungsspannungen an der Box die minimale Nennspannung unterschreiten. Berücksichtigen Sie auch Spannungsschwankungen des Netzteils. Spannungsabfall an der Versorgungs-Zuleitung 1,5 mm² 16 A Vert. Faktor: 0,45 cm / V 12 A Vert. Faktor: 0,45 cm / V Leitungslänge [m] EP7047-1032 Version: 1.0...

  • Seite 34: Inkremental-Encoder: X03 Oder X04

    ENC_A ENC_A blau Encoder-Signaleingang B ENC_B ENC_B schwarz Referenzimpuls / Nullimpuls ENC_C ENC_C grau Die Aderfarben gelten für M12-Encoderleitungen von Beckhoff: ZK4000-5100-2xxx, ZK4000-5151-0xxx. Anschluss-Beispiel 24 V Pin 2 ENC_A Pin 3 ENC_B Pin 4 ENC_C Pin 5 Pin 1 Abb. 15: Anschluss-Beispiel: Inkremental-Encoder Version: 1.0...

  • Seite 35: Endlagenschalter: X05

    Endlagenschalter-Versorgung 24 V braun Digitaler Eingang 2 weiß Endlagenschalter-Versorgung 0 V blau Digitaler Eingang 1 schwarz Funktionserde grau Die Aderfarben gelten für M12-Leitungen von Beckhoff: ZK2000-5xxx, ZK2000-6xxx, ZK2000-7xxx ist von der Versorgungsspannung U abgezweigt. Anschluss-Beispiel 24 V Pin 1 Pin 2 24 V Pin 1 Pin 4 Abb. 17: Anschluss-Beispiel: Zwei Endlagenschalter, Zweileiter-Anschluss...

  • Seite 36: Latch-Eingang: X06

    Montage und Anschlüsse 3.2.6 Latch-Eingang: X06 Pinbelegung Abb. 19: M12-Buchse Funktion Symbol Aderfarbe Versorgungs-Ausgang 24 V braun weiß Versorgungs-Ausgang 0 V blau Latch-Eingang schwarz Funktionserde grau Die Aderfarben gelten für M12-Leitungen von Beckhoff: ZK2000-5xxx, ZK2000-6xxx, ZK2000-7xxx ist von der Versorgungsspannung U abgezweigt. Version: 1.0 EP7047-1032...

  • Seite 37: Motorbremse: X07

    Montage und Anschlüsse 3.2.7 Motorbremse: X07 Pinbelegung Abb. 20: M12-Buchse Funktion Symbol Aderfarbe braun weiß Masse blau Brems-Ausgang schwarz Funktionserde grau Die Aderfarben gelten für M12-Leitungen von Beckhoff: ZK2000-5xxx, ZK2000-6xxx, ZK2000-7xxx EP7047-1032 Version: 1.0...

  • Seite 38: Schrittmotor: X08

    Montage und Anschlüsse 3.2.8 Schrittmotor: X08 Pinbelegung Abb. 21: M12-Buchse Funktion Symbol Aderfarbe Motorwicklung A braun weiß Motorwicklung B blau schwarz Funktionserde grau Die Aderfarben gelten für M12-Leitungen von Beckhoff: ZK2000-5xxx, ZK2000-6xxx, ZK2000-7xxx Anschluss-Beispiele Abb. 22: Anschluss-Beispiel: Bipolarer Schrittmotor, serieller Anschluss Version: 1.0 EP7047-1032...
  • Seite 39 Montage und Anschlüsse Abb. 23: Anschluss-Beispiel: Bipolarer Schrittmotor, paralleler Anschluss Abb. 24: Anschluss-Beispiel: Unipolarer Schrittmotor Bei unipolaren Schrittmotoren wird nur die Hälfte jeder Wicklung bestromt. EP7047-1032 Version: 1.0...

  • Seite 40: Inbetriebnahme Und Konfiguration

    Inbetriebnahme und Konfiguration Inbetriebnahme und Konfiguration EP7047 in ein TwinCAT-Projekt einbinden 1. Binden Sie EP7047-1032 als IO-Modul in TwinCAT ein (Schnellstartanleitung). ð Ein Dialogfenster erscheint: Sie haben nun zwei Möglichkeiten: • Klicken Sie auf „OK“ (empfohlen) … ◦ … wenn Sie die TwinCAT NC-Funktionen nutzen wollen und Sie die zu steuernde Achse noch nicht im aktuellen TwinCAT-Projekt angelegt haben.

  • Seite 41: Ep7047 Parametrieren

    Parameter-Verzeichnis öffnen (CoE) 1. Im Solution Explorer: Doppelklicken Sie auf EP7047-1032. 2. Klicken Sie auf den Karteireiter „CoE - Online“. ð Sie sehen das CoE-Verzeichnis von EP7047-1032. Hier können Sie die Werte von Parametern überprüfen und ändern. Parameter auf die Werkseinstellungen zurücksetzen Wenn Sie nicht wissen, ob bereits Parameter von der vorliegenden EP7047 geändert wurden, kön-...

  • Seite 42: Wichtige Motor-Parameter Einstellen

    Wicklungsstrom bei Stillstand des Motors. Einheit: mA Werkseinstellung: 1000 Kriterien für das Einstellen dieses Parameters: • Ein niedrigerer Wert führt zu einer niedrigeren Verlustleistung bei Stillstand des Motors. • Ein höherer Wert führt zu einem höheren Kippmoment bei Stillstand des Motors. Version: 1.0 EP7047-1032...
  • Seite 43 Inbetriebnahme und Konfiguration 8010:03 „Nominal voltage“ Die Zwischenkreisspannung U , die Sie an X60 [} 32] anschließen. Verwechselungsgefahr: Zwischenkreisspannung und Nennspannung des Motors • Tragen Sie hier nicht die Nennspannung ("Nominal voltage") des Motors ein. Einheit: 10 mV Werkseinstellung: 5000 EP7047-1032 Version: 1.0...

  • Seite 44: Weitere Wichtige Parameter Einstellen

    Berechnen Sie den Parameter Scaling factor [} 54] neu, wenn Sie den Parameter „Feedback type“ geändert haben. Werkseinstellung: "Internal counter" • Wenn Sie einen Encoder verwenden, stellen Sie diesen Parameter auf "Encoder". Parametrieren Sie den Encoder [} 54]. • Ansonsten stellen Sie diesen Parameter auf "Internal counter". Version: 1.0 EP7047-1032...

  • Seite 45: Betriebsart Einstellen

    - wenn Sie die Betriebsart "Automatic" [} 47] eingestellt haben, bestimmt die Auswahl des "Predefined PDO Assignment" die tatsächliche Betriebsart. - wenn Sie „Positioning Interface […]“ auswählen, wird die Verknüpfung mit einer NC-Achse getrennt. 5. Stellen Sie alle Parameter ein, die für die gewählte Betriebsart [} 46] erforderlich sind. EP7047-1032 Version: 1.0...

  • Seite 46: Betriebsarten

    • "Velocity direct" [} 48] • "Ext. Velocity mode" [} 50] Voraussetzungen Velocity Position Ext. Velocity Ext. Position direct controller mode mode Motor von Beckhoff erforderlich? Nein Nein Encoder erforderlich? Nein Nein Vorteile und Nachteile Velocity Position Ext. Velocity Ext. Position direct...
  • Seite 47 Inbetriebnahme und Konfiguration 4.3.1.2 Betriebsart „Automatic“ Wenn die Betriebsart "Automatic" eingestellt ist, wählt EP7047-1032 die tatsächliche Betriebsart entsprechend dem eingestellten "Predefined PDO assignment" [} 11] aus: Predefined PDO Assignment Betriebsart Position Control Position controller [} 49] Positioning Interface Position controller [} 49] Positioning Interface (Auto start) Position controller [} 49]...
  • Seite 48 Die Spannungskonstante k für die Berechnung UINT der Back Electromotive Force (BEMF) (rad/s) Die Spannungskonstante finden Sie im Datenblatt des Motors. Alternativ können Sie sie experimentell ermitteln [} 76]. 8010:0A Motor coil Die Wicklungsinduktivität des Motors. 0,01 mH UINT inductance Version: 1.0 EP7047-1032...
  • Seite 49 Die Spannungskonstante k für die Berechnung UINT der Back Electromotive Force (BEMF) (rad/s) Die Spannungskonstante finden Sie im Datenblatt des Motors. Alternativ können Sie sie experimentell ermitteln [} 76]. 8010:0A Motor coil Die Wicklungsinduktivität des Motors. 0,01 mH UINT inductance EP7047-1032 Version: 1.0...
  • Seite 50 8011:01 Kp factor (curr.) Proportional-Anteil des Stromreglers UINT 8011:02 Ki factor (curr.) Integral-Anteil des Stromreglers UINT 8014:03 Kp factor (velo.) Proportional-Anteil des Drehzahlreglers. 0,1 mA / UDINT (rad/s) 8014:04 Tn (velo.) Zeitkonstante Tn des Drehzahlreglers. 0,01 ms UINT 50000 Version: 1.0 EP7047-1032...
  • Seite 51 Feed forward Vorsteuerung des Lagereglers. UDINT 100000 (pos.) 8014:02 Kp factor (pos.) Proportional-Anteil des Lagereglers. UINT 8014:03 Kp factor (velo.) Proportional-Anteil des Drehzahlreglers. 0,1 mA / UDINT (rad/s) 8014:04 Tn (velo.) Zeitkonstante Tn des Drehzahlreglers. 0,01 ms UINT 50000 EP7047-1032 Version: 1.0...

  • Seite 52: Die Nc-Achse Parametrieren

    Die NC-Achse parametrieren Parameter „Reference Velocity“ Einheit: °/s Werkseinstellung: 2200 Berechnen Sie die „Reference Velocity“ nach dieser Formel: : „Reference Velocity“ [°/s] : „Speed range“ [} 44] [Vollschritte/s] φ: Schrittwinkel des Motors [°] Beispiel für einen Motor AS1050-0120: Version: 1.0 EP7047-1032...
  • Seite 53 Status-Bit "Error" im Prozessdatenobjekt STM Status [} 15] wird gesetzt. • Prüfen Sie, ob beim Bremsen unzulässig hohe Spannungen im Zwischenkreis auftreten. • Schalten Sie gegebenenfalls EP9576-1032 parallel zu EP7047-1032, um Überspannungen im Zwischen- kreis zu verhindern. EP9576-1032 enthält einen Bremswiderstand zur Ableitung von antriebstechnischen Überspannungen.

  • Seite 54: Den Encoder Parametrieren

    Encoder auf ‚ON (with velocity)‘ und Encoder Delay in Cycles auf 4 eingestellt sein. Skalierungsfaktor Den Skalierungsfaktor können Sie ändern, wenn Sie in der NC "Achse 1_Enc" und die Registerkarte "Parameter" auswählen (siehe Abb. "Skalierungsfaktor einstellen"). Der Wert lässt sich mit den unten angegebenen Formeln berechnen. Abb. 25: Skalierungsfaktor einstellen Version: 1.0 EP7047-1032...
  • Seite 55 SF = Weg pro Umdrehung / (Inkremente x 4) = 360° / (1024 x 4) = 0,087890625 ° / INC ohne Encoder: SF = Weg pro Umdrehung / (Fullsteps x Microsteps) = 360° / (200 x 64) = 0,028125 ° / INC EP7047-1032 Version: 1.0...

  • Seite 56: Den Regler Parametrieren

    -Faktor eingestellt werden als im Bereich Fahren (t ). In diesem Fall ist jeweils der gleiche Faktor verwendet worden, da bei Steppermotoren diese Funktion nicht so ausschlaggebend ist, wie bei DC-Motoren. Abb. 26: Geschwindigkeitsrampe mit Grenzwerten des K-Faktors Version: 1.0 EP7047-1032...
  • Seite 57 Die Schleppabstandsüberwachung überwacht, ob der aktuelle Schleppabstand einer Achse einen Grenzwert überschreitet. Als Schleppabstand wird die Differenz zwischen ausgegebenem Sollwert (Stellgröße) und zurückgemeldetem Istwert bezeichnet. Sind die Parameter von EP7047-1032 noch unzureichend eingestellt, kann es dazu führen, dass beim Verfahren der Achse die Schleppabstandsüberwachung einen Fehler ausgibt.

  • Seite 58: Testlauf Durchführen

    • Testlauf ohne die TwinCAT NC [} 59] 4.5.1 Testlauf mit der TwinCAT NC ü Voraussetzung: Das IO-Modul von EP7047-1032 ist mit einer NC-Achse verknüpft. 1. Aktivieren Sie die TwinCAT-Konfiguration. 2. Doppelklicken Sie auf die NC-Achse. 3. Klicken Sie auf den Karteireiter „Online“.

  • Seite 59: Testlauf Ohne Die Twincat Nc

    3. Geben Sie einen Sollwert vor, abhängig von der Betriebsart [} 45]: Betriebsart Prozessdatenobjekt für die Sollwert-Vorgabe Velocity direct "STM Velocity" [} 17] Position controller "STM Position" [} 17] Ext. Velocity mode "STM Velocity" [} 17] Ext. Position mode "STM Position" [} 17] EP7047-1032 Version: 1.0...

  • Seite 60: Weitere Anwendungsfälle

    Es werden dadurch alle benötigten PDOs automatisch aktiviert, bzw. die nicht benötigten deaktiviert. Abb. 29: Predefined PDO Assignment Parametersatz Für die Konfiguration stehen dem Anwender im CoE zwei Objekte zur Verfügung, die "POS Settings" (Index 8020) und die "POS Features" (Index 8021). Abb. 30: Settings-Objekte im CoE Version: 1.0 EP7047-1032...
  • Seite 61 Die 5 Parameter der Beschleunigung beziehen sich ebenfalls auf die eingestellte "Speed range" und werden in ms angegeben. Mit der Einstellung von 1000 beschleunigt EP7047-1032 den Motor in 1000 ms von 0 auf 100%. Bei einer Geschwindigkeit von 50% verringert sich die Beschleunigungszeit dementsprechend linear auf die Hälfte.
  • Seite 62 Bezogen auf eine positive Drehrichtung wird hier die Richtung der Suche nach dem HW-Sync-Impuls konfiguriert (von der Nocke herunter fahren). Informations- und Diagnosedaten Informations- und Diagnosedaten Über die Informations- und Diagnosedaten kann der Anwender eine genauere Aussage darüber erhalten, welcher Fehler während eines Fahrauftrages aufgetreten ist. Version: 1.0 EP7047-1032...
  • Seite 63 Hier wird der aktuelle Status der internen Statemachine eingeblendet (siehe unten). POS Diag data: Command rejected: Eine dynamische Änderung der Zielposition wird nicht zu jedem Zeitpunkt von EP7047-1032 übernommen, da dies dann nicht möglich ist. Der neue Auftrag wird in diesem Fall abgewiesen und durch setzen dieses Bits signalisiert.
  • Seite 64 Schreiben aller Variablen und Berechnung der gewünschten Zielposition mit dem entsprechenden "Start type". Anschließend den Fahrauftrag starten. Evaluate status: Überwachung des internen Status von EP7047-1032 und ggf. dynamische Änderung der Zielposition. Error handling: Im Falle eines Fehlers die nötigen Informationen aus dem CoE beziehen und auswerten.
  • Seite 65 Inbetriebnahme und Konfiguration Abb. 32: Ablauf-Diagramm eines Fahrauftrages Starttypen Das "Positioning interface" bietet verschiedene Arten der Positionierung. Die folgende Tabelle enthält alle unterstützten Kommandos, diese sind in 4 Gruppen aufgeteilt. EP7047-1032 Version: 1.0...
  • Seite 66 Impuls (C-Spur) SET_CALIBRATION 0x6E00 manuelles Setzen des Flags "Kalibriert" SET_CALIBRATION_AUTO 0x6E01 automatisches Setzen des Flags "Kalibriert" bei der ersten steigenden Flanke von "Enable" CLEAR_CALIBRATION 0x6F00 manuelles Löschen der Kalibrierung Unterstützte " Start types " des "Positioning interface " Version: 1.0 EP7047-1032...
  • Seite 67 Motor in eine Stall-Situation geraten ist oder ein "Emergency stop" ausgelöst wurde, ist die aktuelle Position beliebig und nicht vorausschaubar. Der Anwender hat jetzt den Vorteil, dass er die letzte Zielposition für die Berechnung der folgenden Zielposition nutzen kann. EP7047-1032 Version: 1.0...
  • Seite 68 Bei dieser einfachen Kalibrierung muss beachtet werden, dass die Positionserfassung der Nocke nur be- dingt genau ist. Die digitalen Eingänge sind nicht interruptgesteuert und werden "nur" gepollt. Durch die in- ternen Laufzeiten kann sich deshalb eine systembedingte Positionsdifferenz ergeben. Version: 1.0 EP7047-1032...
  • Seite 69 (fehlerhafte Positionierung durch einen Stall der Achse, oder eine sehr grobe Auflösung des angeschlossenen Enkoders) kann sich aber eine vom Anwender nicht erwartete Position einstellen. Wenn dieser Umstand nicht berücksichtigt wird, kann sich eine nachfolgende Positionierung unerwartet verhalten. EP7047-1032 Version: 1.0...
  • Seite 70 Richtung führen. Bei einem kleinen Fenster ist das normalerweise unproblematisch, weil auch Regelabweichungen zwischen Soll- und Istposition in beide Richtungen ausgeglichen werden. Das Toleranzfenster lässt sich also auch bei Achsen verwenden, die konstruktionsbedingt nur in einer Richtung verfahren werden dürfen. Version: 1.0 EP7047-1032...
  • Seite 71 Positionierungen mit ganzzahligen Umdrehungen besonders beachtet werden müssen. Die nachfolgende Tabelle zeigt Positionierbeispiele für eine Ausgangsposition von ungefähr 90°. Das Modulo- Toleranzfenster ist hier auf 1° eingestellt. Besondere Fälle, in denen die Ausgangsposition außerhalb dieses Fensters liegt, sind gekennzeichnet. EP7047-1032 Version: 1.0...
  • Seite 72 -720,00° -630,00° 90,00° MODULO_MINUS 90,90° 810,00° -720,90° -630,00° 90,00° MODULO_MINUS 91,10° 810,00° -721,10° -630,00° 90,00° außerhalb TF MODULO_MINUS 89,10° 810,00° -719,10° -630,00° 90,00° MODULO_MINUS 88,90° 810,00° -1078,90° -990,00° 90,00° außerhalb TF Beispiele zur Modulo-Positionierung bei ganzen Umdrehungen Version: 1.0 EP7047-1032...
  • Seite 73 - Absolute Fahrt zurück auf die Startposition 0 Abb. 40: Scope-Aufnahme eines Fahrauftrages mit dynamischer Änderung der Zielposition, ohne Überfahren der Zielposition (Die Achsen-Skalierung bezieht sich nur auf die Positionen, nicht auf die Geschwindigkeit und die Status- Bits) EP7047-1032 Version: 1.0...
  • Seite 74 - Absolute Fahrt zurück auf die Startposition 0 Abb. 41: Scope-Aufnahme eines Fahrauftrages mit dynamischer Änderung der Zielposition, mit Überfahren der endgültigen Zielposition (Die Achsen-Skalierung bezieht sich nur auf die Positionen, nicht auf die Geschwindigkeit und die Status- Bits) Version: 1.0 EP7047-1032...

  • Seite 75: Eine Nc-Achse Mit Ep7047 Verknüpfen

    Dieser Schritt kann in der Regel übersprungen werden Wenn Sie die Inbetriebnahme gemäß der vorliegenden Dokumentation durchgeführt haben, wurde bereits eine NC-Achse mit EP7047-1032 verknüpft. Siehe Kapitel EP7047 in ein TwinCAT-Projekt einbinden [} 40]. 1. Im Solution Explorer: Doppelklicken Sie auf die Achse "Axis n".

  • Seite 76: Die Spannungskonstante Eines Motors Experimentell Ermitteln

    Datenblatt des Motors angegeben ist, können Sie sie experimentell ermitteln. Die Spannungskonstante k wird nur benötigt, wenn Sie keinen Encoder einsetzen, aber eine der folgenden Funktionen nutzen wollen: • Lastwinkel-Erkennung • Schrittverlust-Erkennung Die Vorgehensweise finden Sie im Abschnitt “Induzierte Gegenspannung“ [} 21]. Version: 1.0 EP7047-1032...

  • Seite 77: Wiederherstellen Des Auslieferungszustandes

    Abb. 43: Eingabe des Restore-Wertes im Set Value Dialog Alternativer Restore-Wert Bei einigen Modulen älterer Bauart lassen sich die Backup-Objekte mit einem alternativen Restore- Wert umstellen: Dezimalwert: 1819238756 Hexadezimalwert: 0x6C6F6164 Eine falsche Eingabe des Restore-Wertes zeigt keine Wirkung! EP7047-1032 Version: 1.0...

  • Seite 78: Außerbetriebnahme

    Geräte beginnen! Entsorgung Zur Entsorgung muss das Gerät ausgebaut werden. Gemäß der WEEE-Richtlinie 2012/19/EU nimmt Beckhoff Altgeräte und Zubehör in Deutschland zur fachgerechten Entsorgung zurück. Die Transportkosten werden vom Absender übernommen. Senden Sie die Altgeräte mit dem Vermerk „zur Entsorgung“ an: Beckhoff Automation GmbH &...

  • Seite 79: Diagnose

    In der zum EtherCAT-Gerät gehörigen ESI/XML-Datei werden die DiagMessages in Textform erklärt: Anhand der in der DiagMessage enthaltenen Text-ID kann die entsprechende Klartextmeldung in den Sprachen gefunden werden, die in der ESI/XML enthalten sind. Üblicherweise sind dies bei Beckhoff- Produkten deutsch und englisch.
  • Seite 80 Bei Neuentwicklungen sind EtherCAT-Geräte standardmäßig so eingestellt, dass sie das Vorliegen einer DiagMessage über EtherCAT als Emergency melden; der Eventlogger kann die DiagMessage dann abholen. Die Funktion wird im EtherCAT-Gerät über 0x10F3:05 aktiviert, deshalb haben solche EtherCAT- Geräte folgenden Eintrag standardmäßig in der StartUp-Liste: Abb. 46: StartUp-Liste Version: 1.0 EP7047-1032...
  • Seite 81 über den EtherCAT Master oder durch Einsicht in das Register x901 eines DC-Slaves ermittelt werden. Aufbau der Text-ID Der Aufbau der MessageID unterliegt keiner Standardisierung und kann herstellerspezifisch definiert werden. Bei Beckhoff EtherCAT-Geräten (EL, EP) lautet er nach xyzz üblichwerweise: 0: Systeminfo 0: System...
  • Seite 82 No channel range error anymore Es liegt kein Messbereichsfehler mehr vor 0x170C Information Calibration data saved Abgleichdaten wurden gespeichert 0x170D Information Calibration data will be applied Abgleichdaten werden erst nach dem Senden des and saved after sending the com- Kommandos „0x5AFE“ übernommen und gespeichert mand “0x5AFE” Version: 1.0 EP7047-1032...
  • Seite 83 Doppelte IP-Adresse gefunden ted (%d.%d.%d.%d) 0x2007 Information System %s: UDP handler initialized UDP-Handler initialisiert 0x2008 Information System %s: TCP handler initialized TCP-Handler initialisiert 0x2009 Information System %s: No more free TCP sockets Keine freien TCP Sockets verfügbar available EP7047-1032 Version: 1.0...
  • Seite 84 • Der Verstärker wir außerhalb der Spezifikation (Warning) betrieben • Das I2T-Modell des Verstärkers ist falsch parametriert 0x4414 Warnung Drive I2T-Model Motor overload (War- • Der Motor wird außerhalb der parametrierten ning) Nennwerte betrieben. • Das I2T-Modell des Motors ist falsch parametriert. Version: 1.0 EP7047-1032...
  • Seite 85 Processor usage at %d % Prozessorauslastung bei %d % 0x470A Warnung EtherCAT Frame missed (change EtherCAT Frame verpasst (Einstellungen, DC Operati- Settings or DC Operation Mode on Mode oder Sync0 Shift Time ändern) or Sync0 Shift Time) EP7047-1032 Version: 1.0...
  • Seite 86 Kommunikation Tickstamp Process failed 0x828B Fehler Kommunikation PCR Process failed: %X 0x828C Fehler Kommunikation Quote Process failed: %X 0x82FF Fehler Kommunikation Bootmode not activated Bootmode nicht aktiviert 0x8300 Fehler Encoder Set position error: 0x%X, %d Fehler beim Setzen der Position Version: 1.0 EP7047-1032...
  • Seite 87 (EU 1382/2014) vorgeschriebenen Wert. 0x841C Fehler Drive STO while the axis was enabled Es wurde versucht die Achse zu aktivieren, obwohl die Spannung am STO-Eingang nicht anliegt. 0x8550 Fehler Inputs Zero crossing phase %X missing Nulldurchgang Phase %X fehlt EP7047-1032 Version: 1.0...

  • Seite 88: Diag Messages Von Ethercat-Geräten Für Die Antriebstechnik

    Der „Ack. Message“ Button wirkt sich nicht auf die Drive State-Machine aus, eine Betätigung führt zu keinem Achs-Reset. Die Drive State-Machine hat keinen Einfluss auf die Fehlerliste, auch mit einem Achsreset können keine Fehler aus der Liste entfernt werden, Fehler können jedoch durch die Betätigung des „Ack. Message“ Buttons gelöscht werden. Version: 1.0 EP7047-1032...

  • Seite 89: Coe-Parameter

    STM TxPDO-Map Status 1A04 STM TxPDO-Map Synchron info data 1A05 STM TxPDO-Map Motor load 1A06 POS TxPDO-Map Status compact 1A07 POS TxPDO-Map Status 1A08 STM TxPDO-Map Internal position 1A09 STM TxPDO-Map External position 1A0A POS TxPDO-Map Actual position lag EP7047-1032 Version: 1.0...
  • Seite 90 STM Diag data Ch.1 A020 POS Diag data Ch.1 F000 Modular device profile F008 Code word F010 Module list F081 Download revision F083 F80F STM Vendor data F900 STM Info data FB00 STM Command FB40 Memory interface Version: 1.0 EP7047-1032...

  • Seite 91: Datenformat Von Coe-Parametern

    Integer 16 bit UINT Unsigned integer 16 bit DINT Double integer 32 bit UDINT Unsigned double integer 32 bit STRING Zeichenkette max. 255 Zeichen, 1 Byte pro Zeichen Die Datentyp-Bezeichner entsprechen den Datentypen, die auch in TwinCAT in einem SPS-Programm verwendet werden können. EP7047-1032 Version: 1.0...

  • Seite 92: Objektbeschreibung

    Disable Filter Deaktiviert das Eingangsfilter. BOOL FALSE 8000:0A Enable micro Aktiviert die Extrapolation des Zählerwerts BOOL FALSE increments „Counter value“. Die unteren 8 Bit des Zählerwerts werden extrapoliert. 8000:0E Reversion of Invertiert die Zählrichtung des Encoders. BOOL FALSE rotation Version: 1.0 EP7047-1032...
  • Seite 93 Status-Bits „Ready“ auf 0 und der Deaktivierung der Treiberstufe. Index 8011: STM Controller Settings Ch.1 Zugriffsrechte: Lesen und Schreiben Subindex Name Beschreibung Einheit Daten- Default (hex) Wert 8011:01 Kp factor (curr.) Proportional-Anteil des Stromreglers UINT 8011:02 Ki factor (curr.) Integral-Anteil des Stromreglers UINT EP7047-1032 Version: 1.0...
  • Seite 94 : Ext. Velocity mode : Ext. Position mode : Velocity sensorless (nicht empfohlen) Speed range Vollschri USINT Die maximale Schrittfrequenz [} 44], die tte / s EP7047-1032 ausgibt. Feedback type Mögliche Werte: USINT 0: "Encoder" 1: "Internal counter" Invert motor Die Drehrichtung des Motors umkehren.
  • Seite 95 8014:04 Tn (velo.) Zeitkonstante Tn des Drehzahlreglers. 0,01 ms UINT 50000 Index 8020: POS Settings Ch.1 Zugriffsrechte: Lesen und Schreiben Siehe Positioning Interface [} 60]. Index 8021: POS Features Ch.1 Zugriffsrechte: Lesen und Schreiben Siehe Positioning Interface [} 60]. EP7047-1032 Version: 1.0...

  • Seite 96: Status-Objekte

    Index 9010: STM Info data Ch.1 Zugriffsrechte: nur Lesen Subindex Name Beschreibung Einheit Daten- Default (hex) Wert Motor load Aktueller Lastwinkel / Polradwinkel (siehe Kapitel 0,01 ms UINT Standard Betrieb [} 23].) Tn (curr.) Intern berechnete Zeitkonstante des Stromreglers. 0,01 ms UINT Reglerstruktur [} 23] Version: 1.0 EP7047-1032...

  • Seite 97: Standard-Objekte

    Siehe Firm- und Hardware-Stände [} 7]. Index 1011 Restore default parameters Zugriffsrechte: Lesen und Schreiben Subindex Name Beschreibung Daten- Default (hex) Subindex 001 Setzt die CoE-Parameter auf die Werkseinstellungen UDINT zurück. Schreiben Sie dazu den Wert 0x64616F6C in diesen Parameter. EP7047-1032 Version: 1.0...
  • Seite 98 CoE-Parameter Index 1018 Identity Zugriffsrechte: nur Lesen Subindex Name Beschreibung Datentyp Wert (hex) Vendor ID Hersteller-Kennung (2: Beckhoff Automation) UDINT Product code Produkt-Code UDINT 1B874052 Revision Bit 0…15: Kennzahl der Produkt-Variante UDINT Bit 0…15: 1032 Bit 16…31: Revision der Gerätebeschreibung (ESI) Serial number...

  • Seite 99: Anhang

    Temperaturen >100°C nicht beständig Natriumlauge bei Raumtemperatur beständig (ph-Wert > 12) > 40°C unbeständig Essigsäure unbeständig Argon (technisch rein) beständig Legende • beständig: Lebensdauer mehrere Monate • bedingt beständig: Lebensdauer mehrere Wochen • unbeständig: Lebensdauer mehrere Stunden bzw. baldige Zersetzung EP7047-1032 Version: 1.0...

  • Seite 100: Zubehör

    ZB8801-0000 Drehmoment-Schraubwerkzeug für Stecker, 0,4…1,0 Nm ZB8801-0001 Wechselklinge für M8 / SW9 für ZB8801-0000 ZB8801-0002 Wechselklinge für M12 / SW13 für ZB8801-0000 Weiteres Zubehör Weiteres Zubehör finden Sie in der Preisliste für Feldbuskomponenten von Beckhoff und im Internet auf https://www.beckhoff.de. Version: 1.0 EP7047-1032...

  • Seite 101: Versionsidentifikation Von Ethercat-Geräten

    Dokumentation angegeben. Jeder Revision zugehörig und gleichbedeutend ist üblicherweise eine Beschreibung (ESI, EtherCAT Slave Information) in Form einer XML-Datei, die zum Download auf der Beckhoff Webseite bereitsteht. Die Revision wird seit 2014/01 außen auf den IP20-Klemmen aufgebracht, siehe Abb. „EL5021 EL- Klemme, Standard IP20-IO-Gerät mit Chargennummer und Revisionskennzeichnung (seit 2014/01)“.
  • Seite 102 Siehe dazu auch weiterführende Dokumentation im Bereich • IP67: EtherCAT Box • Safety: TwinSafe • Klemmen mit Werkskalibrierzertifikat und andere Messtechnische Klemmen Beispiele für Kennzeichnungen Abb. 47: EL5021 EL-Klemme, Standard IP20-IO-Gerät mit Seriennummer/ Chargennummer und Revisionskennzeichnung (seit 2014/01) Version: 1.0 EP7047-1032...
  • Seite 103 Anhang Abb. 48: EK1100 EtherCAT Koppler, Standard IP20-IO-Gerät mit Seriennummer/ Chargennummer Abb. 49: CU2016 Switch mit Seriennummer/ Chargennummer Abb. 50: EL3202-0020 mit Seriennummer/ Chargennummer 26131006 und eindeutiger ID-Nummer 204418 EP7047-1032 Version: 1.0...
  • Seite 104 Abb. 52: EP1908-0002 IP67 EtherCAT Safety Box mit Chargennummer/ DateCode 071201FF und eindeutiger Seriennummer 00346070 Abb. 53: EL2904 IP20 Safety Klemme mit Chargennummer/ DateCode 50110302 und eindeutiger Seriennummer 00331701 Abb. 54: ELM3604-0002 Klemme mit eindeutiger ID-Nummer (QR Code) 100001051 und Seriennummer/ Chargennummer 44160201 Version: 1.0 EP7047-1032...

  • Seite 105: Beckhoff Identification Code (Bic)

    Anhang 7.3.1 Beckhoff Identification Code (BIC) Der Beckhoff Identification Code (BIC) wird vermehrt auf Beckhoff-Produkten zur eindeutigen Identitätsbestimmung des Produkts aufgebracht. Der BIC ist als Data Matrix Code (DMC, Code-Schema ECC200) dargestellt, der Inhalt orientiert sich am ANSI-Standard MH10.8.2-2016. Abb. 55: BIC als Data Matrix Code (DMC, Code-Schema ECC200) Die Einführung des BIC erfolgt schrittweise über alle Produktgruppen hinweg.
  • Seite 106 Beispiel einer zusammengesetzten Information aus den Positionen 1 bis 4 und 6. Die Datenidentifikatoren sind zur besseren Darstellung jeweils rot markiert: Ein wichtiger Bestandteil des BICs ist die Beckhoff Traceability Number (BTN, Pos.-Nr. 2). Die BTN ist eine eindeutige, aus acht Zeichen bestehende Seriennummer, die langfristig alle anderen Seriennummern- Systeme bei Beckhoff ersetzen wird (z.

  • Seite 107: Support Und Service

    Unterstützung bei allen Fragen zu Beckhoff Produkten und Systemlösungen zur Verfügung stellt. Beckhoff Niederlassungen und Vertretungen Wenden Sie sich bitte an Ihre Beckhoff Niederlassung oder Ihre Vertretung für den lokalen Support und Service zu Beckhoff Produkten! Die Adressen der weltweiten Beckhoff Niederlassungen und Vertretungen entnehmen Sie bitte unseren Internetseiten: https://www.beckhoff.de...
  • Seite 109 Mehr Informationen: www.beckhoff.de/ep7047-1032/ Beckhoff Automation GmbH & Co. KG Hülshorstweg 20 33415 Verl Deutschland Telefon: +49 5246 9630 info@beckhoff.de www.beckhoff.de...

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