SMCI21-1 1. Produktbeschreibung 1.1 Allgemeines Bei dem Schrittmotor-Ansteuermodul SMCI21-1 handelt es sich um eine Mikro- schritt-Leistungsendstufe zur Ansteuerung von 2 Schrittmotoren im kleinen Leistungsbereich. Eine RS485-Schnittstelle dient zur Parametrierung der Be- triebsmodi, beide Motoren können synchron oder voneinander unabhängig an- gesteuert werden.
Voreinstellung: 50% vom Nennstrom (0,35 A) 1.2.2 Maschinenbezogene Parameter Umkehrspiel Die SMCI21-1 bietet im Positioniermodus die Möglichkeit einer Umkehr- spiel-Kompensation bei Änderung der Drehrichtung. So können bei entspre- chenden Applikationen (z. B. Spindelantrieben) Positionierfehler beim Rich- tungswechsel ausgeglichen werden. Das Umkehrspiel wird automatisch bei einer Richtungsumkehr auf die Sollposition aufaddiert.
SMCI21-1 1.3 Beschreibung der Betriebsmodi Die SMCI21-1 kann in zwei verschiedenen Modi betrieben werden: Positioniermodus (Voreinstellung, siehe 1.3.1) Drehzahlmodus (siehe 1.3.2) 1.3.1 Positioniermodus Im Positioniermodus fährt der Motor nach einem vorgegebenen Fahrprofil von einer Position A zu einer Position B. Die Positionen können als Absolut- oder Relativwerte definiert werden.
Seite 8
( = 30 U/min bis 3000 U/min im Vollschritt) ˆ Voreinstellung: 1000 Hz e) Rampenfaktor In der SMCI21-1 sind Rampen (Beschleunigungs- und Bremsrampe) mit ei- nem Frequenzsprung von 0,1 Hz pro Millisekunde bis 25,5 Hz pro Millise- kunde hinterlegt. wählbarer Bereich 1 bis 255 (0,1 bis 25,5 Hz/ms)
SMCI21-1 1.3.2 Drehzahlmodus Im Drehzahlmodus beschleunigt der Motor mit einer vorgegebenen Rampe von der Startdrehzahl (Startfrequenz) auf die eingestellte Maximaldrehzahl (Maximalfrequenz). In der SMCI21-1 können 16 verschiedene Drehzahlpro- file gespeichert werden, Drehzahländerungen über die Schnittstelle sind je- derzeit möglich. Profilparameter...
SMCI21-1 c) Rampenfaktor In der SMCI21-1 sind Rampen (Beschleunigungs- und Bremsrampe) mit ei- nem Frequenzsprung von 0,1 Hz pro Millisekunde bis 25,5 Hz pro Millise- kunde hinterlegt. wählbarer Bereich 1 bis 255 (0,1 bis 25,5 Hz/ms) Voreinstellung: 255 d) Richtung Drehrichtung des Motors wählbarer Bereich 1 oder 0 (rechts oder links)
+12 … +32 V DC nicht belegt Betriebsspannung GND Die zulässige Betriebsspannung der SMCI21-1 liegt im Bereich von +12 bis +32 V DC und darf 35 V keinesfalls überschreiten bzw. 12 V unterschreiten. An der Versorgungsspannung muss ein Ladekondensator von mindestens 2200 µF vorgesehen sein, um ein Überschreiten der zulässigen Betriebsspannung (z.B.
Schaltung RS485-Netzwerk Verwendet wird der RS485 4-Draht-Bus als reine Master-Slave-Anwendung, alle SMCI21-1 sind als Slaves parallel mit dem Bus verbunden. Die Länge der Verbin- dungsleitungen (Stichleitungen) ist möglichst kurz zu halten und sollte 5 m auf kei- nen Fall überschreiten. Zur Vermeidung von Reflektionen bei der Datenübertra- gung ist der Bus an den beiden Leitungsenden mit einem 120 Ω...
Endschaltertyp („Öffner“ oder „Schließer“) gewählt werden. Schaltung der Eingänge: 2.5 Adressschalter (S1) Mit dem Adressschalter S1 wird die Moduladresse der SMCI21-1 eingestellt. Über diese Moduladresse wird den beiden Motoren eine Motoradresse zuge- wiesen. Die Motoradressen berechnen sich wie folgt:...
Der Referenzschalter kann sowohl als Öffner als auch als Schließer ausgeführt sein (muss bei der Programmierung mittels Software initialisiert werden). Das Verhalten der SMCI21-1 bei einer Erkennung des Referenzschalters kann für den Normalbetrieb (Positionier- und Flagpositioniermodus) und für die Refe- renzfahrt getrennt definiert werden.
Seite 15
SMCI21-1 2. „Freifahren vorwärts“ (Referenzfahrt und Normalbetrieb) Der Motor fährt bei Erkennung des Endschalters weiter in die gleiche Rich- tung vom Endschalter herunter. 3. „Stopp“ (nur für den Normalbetrieb) Der Motor stoppt bei Erkennung des Endschalters sofort. Anschließend muss eine Referenzfahrt durchgeführt werden, da der Motor eventuell Schritte verloren hat (Überlauf).
Normalbetrieb „disable“ 4. Programmiersoftware NANOPRO-PDx-I 4.1 Allgemeines Mit dem Programm NANOPRO-PDx-I kann die SMCI21-1 mit jedem Standard- PC konfiguriert und programmiert werden. Übersichtliche Oberflächen und ein- fache Testfunktionen ermöglichen einen schnellen Einstieg in die Bedienung der SMCI21-1 und erleichtern die Inbetriebnahme.
Wird das Programm zum ersten Mal gestartet, erscheint die Oberfläche zur Ein- stellung des COM-Ports: Wählen Sie im Drop-Down-Menü Anschluss den freien COM-Port aus, an dem die SMCI21-1 über den RS232/485-Converter angeschlossen ist. Durch einen Mausklick auf die Schaltfläche OK wird die Einstellung für künftige Programmstarts übernommen.
SMCI21-1 4.4 Die Arbeitsoberfläche Arbeitsoberfläche im Positioniermodus Nach dem Programmstart wird die Arbeitsoberfläche angezeigt. Von hier aus lassen sich alle weiteren Parameter und Funktionen einstellen. Alle Eingabefel- der und Schaltflächen können neben der Maus auch mit der Tabulatortaste und den Pfeiltasten der Tastatur bedient werden.
SMCI21-1 4.5 Einstellen der Moduladresse Um eine fehlerfreie Verbindung mit der SMCI21-1 herstellen zu können, muss zunächst die Moduladresse korrekt eingestellt werden (siehe auch 2.5 „Adress- schalter S1). Alle SMCI21-1 werden mit der voreingestellten Moduldresse „1“ ausgeliefert. Um mehrere Motoren in einem RS485 Netzwerk betreiben zu kön- nen, muss jedem Motor eine eindeutige Adresse zugewiesen werden.
SMCI21-1 auszulesen. Die aktuelle Softwaremoduladresse wird im Feld Modul-Nr.: angezeigt. Zuweisen einer neuen Moduladresse: Um der angeschlossenen SMCI21-1 eine neue Adresse zuzuweisen, stellen Sie im Drop-Down-Feld Modul-Nr. die entsprechende Adresse ein und betäti- gen die Schaltfläche OK. Die Adresse wird nun vom Motor übernommen und das Programm zeigt wieder die Arbeitsoberfläche.
Synchronbetrieb Die SMCI21-1 kann neben der unabhängigen Steuerung von Motor 1 und Mo- tor 2 auch im Synchronmodus betrieben werden. In diesem Modus wird Motor 2 mit den gleichen Profilparametern wie Motor 1 betrieben, die eingestellten Pa- rameter für Motor 2 werden ignoriert.
SMCI21-1 4.8 Inbetriebnahme Zur Einstellung der motorbezogenen Parameter betätigen Sie im Menü Einstel- lungen den Untermenüpunkt Inbetriebnahme. Anschließend wird die Programmoberfläche Inbetriebnahme angezeigt: Im rechten Bereich der Oberfläche wird die aktuelle Motornummer eingeblen- det, im linken Bereich werden die Parameter des aktuellen Satzes angezeigt.
4.8.2 Einstellung des Phasenstroms Der Phasenstrom wird im Drop-Down-Feld Phasenstrom eingestellt, der Wert bezieht sich auf den Nennstrom der SMCI21-1. Durch Betätigen der Schaltfläche Phasenstrom übernehmen wird die SMCI21-1 mit dem vorge- gebenen Phasenstrom neu initialisiert. 4.8.3 Einstellung der Stromabsenkung Im Drop-Down-Feld Absenkung wird die Stromabsenkung eingestellt (75% entspricht einer Absenkung auf 75% des Nennstromes).
Betätigen der Schaltfläche Stop ständig wiederholt. Die Para- meter können jederzeit geändert und durch Betätigen der Schaltfläche Pa- rameter übernehmen an die SMCI21-1 übertragen werden. Die Übernahme der geänderten Parameter erfolgt nach dem nächsten Richtungswechsel. Zur Übernahme der getesteten Parameter in den aktuellen Satz betätigen Sie die Schaltfläche Einstellungen übernehmen.
SMCI21-1 4.9 Programm- und Maschineneinstellungen Um besondere Programm- und Maschineneinstellungen vorzunehmen betä- tigen Sie im Menü Einstellungen den Untermenüpunkt Programm- /Maschineneinstellungen. Es wird die Programmoberfläche zur Einstellung der Programm- und Ma- schinenparameter angezeigt: Durch Betätigen der Drop-Down-Felder können folgende Programmeinstel- lungen für die Arbeitsoberfläche vorgenommen werden:...
Seite 26
SMCI21-1 Die Umrechnung der Einheiten erfolgt automatisch nach dem Betätigen der Schaltfläche OK. Ist eine der Angaben auf die Einstellung „mm“ bzw. „mm/s“ gesetzt, so muss der entsprechende Vorschub im Feld Vorschubkonstante angegeben wer- den: Des Weiteren kann ein eventuell auszugleichendes Umkehrspiel (siehe 1.2.2) und eine Getriebeuntersetzung durch Aktivierung des entsprechen-...
SMCI21-1 4.10 Einstellung der Referenzschalter Die SMCI21-1 bietet unterschiedliche Möglichkeiten, das Verhalten am ex- ternen Endschalter zu definieren (siehe 3.). Um diese Einstellungen vorzu- nehmen, betätigen Sie im Menü Referenzfahrt den Untermenüpunkt Einstel- lungen. Die Oberfläche für die Einstellung der Referenzschalter wird geöffnet: Folgende Einstellungen können vorgenommen werden:...
Richtungsumkehr) oder rückwärts (in die entgegen gesetzte Rich- tung) frei gefahren werden soll. Verhalten im Normalbetrieb: Angabe, wie die SMCI21-1 sich bei Erkennung des Endschalters während des Normalbetriebs (Positioniermodus) verhalten soll. Nach Betätigen der Schaltfläche OK werden die Einstellungen übernommen und das Programm zeigt wieder die Arbeitsoberfläche.
SMCI21-1 Position: Die aktuelle Position des Motors kann mit Hilfe der Schaltfläche Zähler- stand ausgelesen werden, die Darstellung erfolgt absolut zur Nullposition (siehe auch 4.9, Anzeige des Zählerstandes). Durch Betätigen der Schaltfläche Reset wird der Zähler gelöscht und die aktuelle Position zur Nullposition.
SMCI21-1 4.11.3 Betriebsmodus Position (Positioniermodus, siehe auch 1.3.1) Im Positioniermodus sehen Sie folgende Arbeitsoberfläche: Startgeschwindigkeit Wegstrecke Maximalgeschwindigkeit Positionierart Rampe Anzeige Motoreinstellungen Richtung Satztest Richtungsumkehr Daten speichern Streckengrafik In diesem Modus können bis zu 16 Fahrprofile definiert und program- miert werden.
Seite 31
SMCI21-1 b) Angabe der Positionierart: Wählen Sie das Optionsfeld R für Relativpositionierung bzw. A für Absolutpositionierung. c) Eingabe der Wegstrecke: Geben Sie im Feld Wegstrecke die Absolut- oder Relativposition für das gewählte Fahrprofil ein (siehe auch 4.8, Programm- und Maschi- neneinstellungen Anzeige der Wegstrecke).
Seite 32
(Hochlaufzeit) und die Gesamtstellzeit für das eingegebene Fahrprofil ablesen. Die Grafik wird bei jeder relevanten Eingabe neu berechnet. h) Satztest: Durch Betätigen der Schaltfläche Test Satz … wird der aktuelle Satz an die SMCI21-1 übertragen und gestartet. Die Parameter werden von der Steuerung nicht gespeichert. -32-...
SMCI21-1 i) Daten speichern: Um die eingestellten Fahrprofile dauerhaft in der Steuerung zu spei- chern, betätigen Sie die Schaltfläche Daten speichern. Die Übertra- gung kann einige Sekunden dauern und wird optisch mit einem Lauf- balken angezeigt. 4.11.4 Betriebsmodus Drehzahl (Drehzahlmodus, siehe auch 1.3.2) Im Drehzahlmodus sehen Sie folgende Arbeitsoberfläche:...
Seite 34
SMCI21-1 a) Auswahl der Drehzahl Nr.: Zur Auswahl einer Drehzahl aktivieren Sie das entsprechende Feld Drehzahl Nr., welches anschließend farblich hervorgehoben wird. b) Eingabe der Geschwindigkeiten und Rampe: In den Textfeldern V Start und V Max geben Sie die Start- und Maxi- malgeschwindigkeit des gewählten Drehzahlprofils, im Feld Rampe...
Seite 35
Eingabe neu berechnet. j) Drehzahltest: Durch Betätigen der Schaltfläche Test Satz … wird das aktuelle Drehzahlprofil an die SMCI21-1 übertragen und gestartet. Die Para- meter werden von der Steuerung nicht gespeichert. Nach dem Start werden die Schaltflächen zur Steuerung des Motors eingeblendet.
SMCI21-1 k) Daten speichern Um die eingestellten Drehzahlprofile dauerhaft in der Steuerung zu speichern, betätigen Sie die Schaltfläche Daten speichern. Die Über- tragung kann einige Sekunden dauern und wird optisch mit einem Laufbalken angezeigt. 4.11.5 Eingabe der Referenzfahrt (Referenzfahrt, siehe auch Kapitel 3) Im Positioniermodus können einzelne Fahrprofile auch als Referenzfahrt...
Die Parameter werden von der Steuerung nicht ge- speichert. Durch Betätigung der Schaltfläche Daten speichern werden neben den eingegebenen Fahrprofilen auch die Parameter der Referenzfahrt an die SMCI21-1 übertragen. 4.11.6 Menü Datei Im Menü Datei können Sie wie aus anderen Anwendungen gewohnt die Einstellungen speichern, gespeicherte Einstellungen öffnen und das...
COM-Ports 4.11.8) das Kommunikationskabel ist nicht angesteckt oder un- terbrochen es ist eine nicht vorhandene Motornummer eingestellt die Spannungsversorgung der SMCI21-1 ist unterbrochen b) Übertragungsfehler Diese Meldung erscheint, wenn die Datenübertragung zur Steuerung gestört ist (Sender oder Empfänger werden gestört).
Seite 39
Daten an die Steuerung zu senden, erscheint die oben abgebilde- te Meldung. Durch Betätigen der Schaltfläche Ja wird das Fahrprofil angehalten und die SMCI21-1 wechselt wieder in den Zustand „Be- reit“. Anschließend können die Daten nochmals an die Steuerung übertragen werden.
Zur Einstellung des COM-Ports wählen Sie im Menü Kommunikation den Menüpunkt CommPort. Wählen Sie im Drop-Down-Menü Anschluss den freien COM-Port aus, an dem die SMCI21-1 über den RS232/485-Converter angeschlossen ist. Durch einen Mausklick auf die Schaltfläche OK wird die Einstellung ü- bernommen.
SMCI21-1 5. Kommunikation Die SMCI21-1 ist als reiner Slave konfiguriert, sie sendet Daten nur auf Anforderung einer übergeordneten Steuerung. 5.1 Die übergeordnete Steuerung Jedes Datenpaket der übergeordneten Steuerung setzt sich aus den fol- genden Komponenten zusammen: Startbyte Adresse Befehl Daten (abhängig vom Befehl)
SMCI21-1 5.2 Datenübernahme durch die SMCI21-1 Das von der übergeordneten Steuerung gesendete Datenpaket wird zu- nächst in einen Empfangspuffer eingelesen. Bei erfolgreicher Übertra- gung werden die Daten von der Steuerung übernommen und der ent- sprechende Befehl wird ausgeführt. Ist die Übertragung fehlerhaft, wer- den die empfangenen Daten verworfen.
Die Motoradresse wird in 3 Datenbytes (3-stellige Adresse) übermit- telt. Das Senden des Befehls ist nur im Zustand „Bereit“ zulässig. Da bei diesem Befehl die globale Motoradresse verwendet wird, darf nur eine SMCI21-1 an die übergeordnete Steuerung angeschlossen sein! -43-...
Seite 44
(200)> <CR> Speicheradresse und Daten: Nachfolgende Tabelle zeigt die gespeicherten Daten und die zugehö- rige Adresse (dezimal) im EEPROM der SMCI21-1. Im Antwortpaket werden zunächst der Befehl und die Speicheradresse wiederholt, im Anschluss werden die 3 Datenbytes (3-stelliger Adressinhalt) gesen- det.
Seite 47
Das Senden des Befehls ist nur im Zustand „Bereit“ zulässig. Abfrage des Steuerungstyps (2 Byte Steuerungstyp) Befehl: Zeichen „ “ ASCII Hex 20 ASCII Dez 32 Beispiel (Hex): <#> <Motoradresse (1)> < > <CR> Antwort (Hex): <Motoradresse (1)> < > <1I> <CR> Sie SMCI21-1 hat den Steuerungstyp „1I“ -47-...
<Motoradresse (255)> <m> <Motoradresse (1)> <CR> Für die Moduladresse ist ein Wert zwischen 1 und 249 zulässig. Die zugewiesene Adresse wird von der SMCI21-1 übernommen und ge- speichert. Da bei diesem Befehl die globale Motoradresse verwendet wird, darf nur eine SMCI21-1 an die übergeordnete Steuerung angeschlossen sein! Das Senden des Befehls ist nur im Zustand „Bereit“...
Seite 49
Phasenstrom 85 % v. Maximalstrom „100“ (Hex 31; 30; 30): Phasenstrom 100 % v. Maximalstrom Der Phasenstrom wird von der SMCI21-1 gespeichert (Dauer: ca. 10 ms). Das Senden des Befehls ist nur im Zustand „Bereit“ zulässig. d) Phasenstrom im Stillstand setzen (2 oder 3 Byte Phasenstrom) Befehl: Zeichen „r“...
Seite 51
Antwort (Hex): <Motoradresse (1)> <u> <Startfrequenz (400)> <CR> Startfrequenz Die Startfrequenz wird in 3 bis 5 Datenbytes an die SMCI21-1 über- tragen. Bereich: 100 Hz bis 10000 Hz in 100 Hz - Schritten Die gesendete Startfrequenz wird in den Arbeitsspeicher übernom- men und erst nach Ausführung des Befehls Satz speichern ins...
Seite 52
Antwort (Hex): <Motoradresse (1)> <o> <Max-Frequenz (1000)> <CR> Maximalfrequenz Die Maximalfrequenz wird in 3 bis 5 Datenbytes an die SMCI21-1 übertragen. Bereich: 100 Hz bis 10000 Hz in 100 Hz - Schritten Die gesendete Maximalfrequenz wird in den Arbeitsspeicher über- nommen und erst nach Ausführung des Befehls Satz speichern ins...
Seite 53
SMCI21-1 Richtung setzen (1 Byte Richtung) Befehl: Zeichen „d“ ASCII Hex 64 ASCII Dez 100 Beispiel (Hex): <#> <Motoradresse (1)> <d> <Richtung (1)> <CR> Antwort (Hex): <Motoradresse (1)> <d> <Richtung (1)> <CR> Richtung Die Richtung wird als 1 Byte gesendet.
Seite 54
Antwort (Hex): <Motoradresse (1)> <l> <Endschalterverh. (i1)> <CR> Endschalterverhalten Das Endschalterverhalten wird von der SMCI21-1 gespeichert (Dau- er: ca. 10 ms). Das Senden des Befehls ist nur im Zustand „Bereit“ zulässig. Folgende Einstellungen für das Endschalterverhalten sind möglich (DB = Datenbyte): 1.
Seite 55
<Motoradresse (1)> <E> <Endschaltertyp (1)> <CR> Antwort (Hex): <Motoradresse (1)> <E> <Endschaltertyp (1)> <CR> Endschaltertyp Der Endschaltertyp wird von der SMCI21-1 gespeichert (Dauer: ca. 10 ms). Folgende Einstellungen für den Endschaltertyp sind möglich: Zeichen „0“ ASCII Hex 30 Endschaltertyp „Öffner“...
Seite 56
ASCII Dez 99 Beispiel (Hex): <#> <Motoradresse (1)> <c> <CR> Antwort (Hex): <Motoradresse (1)> <c> <CR> Durch diesen Befehl wird die Ist-Position in der SMCI21-1 auf 0 zu- rückgesetzt. Das Senden des Befehls ist nur im Zustand „Bereit“ zulässig. -56-...
Seite 57
SMCI21-1 s) Synchronmodus setzen (1 Byte Synchronmodus) Befehl: Zeichen „x“ ASCII Hex 78 ASCII Dez 120 Beispiel (Hex): <#> <Motoradresse (1)> <x> <CR> Antwort (Hex): <Motoradresse (1)> <x> <CR> Folgende Einstellungen für den Synchronmodus sind möglich: Zeichen „0“ ASCII Hex 30...
Die Maximaldrehzahl wird um 100 Hz verringert. Dieser Befehl ist nur nach Ausführung des Startbefehls im Drehzahl- modus verfügbar. 5.3.4 Unbekannte Befehle Nicht definierte Befehle beantwortet die SMCI21-1 mit folgendem Zei- chen. Zeichen „?“ ASCII Hex 3F ASCII Dez 63 Beispiel (Hex): <#>...
SMCI21-1 6. Technische Daten Betriebsspannung U DC 12V bis 32V, typ. 24 V Phasenstrom einstellbar 25% bis 100% v. 0,7 A Phasenstrom im Stillstand einstellbar 25% bis 100% v. 0,7 A Schrittauflösung Vollschritt Halbschritt Viertelschritt Achtelschritt Sechzehntelschritt Taktfrequenz / Motor max.