MD4Q DC - Motorcontroller

MD4Q
DC - Motorcontroller
.. 5kW
.. 210VDC
• Positions-, Drehzahl- und Drehmomentregler für
DC - Servomotoren mit Encoderrückführung
• Europaformat mit Stecker (100x160mm)
• 4 Quadrantenbetrieb mit PWM-Endstufe
• Direkte DC-Speisung
• Position-, speed- and torque-control
of DC-servo-motors with encoder feedback
• Europe-size with plugs (100x160mm)
• 4-quadrant operation by PWM-amplifier
• Direct DC-supply
Typ
Leistung
Anschluss
Dauerstrom
Dyn. Strom
Verlustleistung
Gewicht
Bauform
Type
Power
Supply
Output current
Dyn. current
Power loss
Weight
Model
Pmax
UDC
IA
Idyn
Pvmax
m
-
MD4Q
W
V
±A
±A
W
kg
30/8
320
18..40
8
8
16
0.18
BKB
BKK,
EKK
60/6
480
30..80
6
6
20
0.18
BKB
60/9
720
30..80
9
9
30
0.32
BKK
120/5
800
50..160
5
7.5
25
0.6
EKB
BKB,
EKB
120/10
1600
50..160
10
15
50
1.3
EKK
120/16F
2560
50..160
16
24
95
1.3
EKK
180/8F
1680
70..210
8
12
95
1.3
EKK
180/25F
5250
70..210
25
37.5
170
3.5
DKK
Weitere Typen auf Anfrage / Further types on request
Technische Daten / Characteristics
Ausgangsspannung
Output voltage
PWM - Takt Frequenz Chopper frequency
0 .. 99%UDC
16kHz .. 20kHz
Encoder
Encoder
A, B, Z 5 (15) VDC
fmax: 100kHz
Positionen
Positions
Kühlung
Cooling
Lüfter
Fan
Schutzart
Protect. mode
23
±2 Bit
Konv. / Convection.
(30/8..120/10)
120/16F, 180/8F,
180/25F
IP00
Eingänge
Ausgänge
Inputs
Outputs
8 + 4 digital, (2 analog)
8 digital
digital:
RS232
Sollwert
Nominal value analog: 0..5V
intern:
Poti
Ser.Schnittstelle Ser.-interface RS232 (9600,N,8,1)
Anzeigen
Display
Datensicherung Data-storage 8 Jahre / Years
Temp. - Bereich Temp.-range
Beschreibung
Description
Der leistungsfähige und kompakte Motorcontroller MD4Q ist eine
universelle Baugruppe zur digitalen Positions- und Drehzahlregelung von DC - Servomotoren. Die Parametrierung und der
Datenaustausch erfolgt von einem PC oder einer SPS über die
serielle, bzw. parallele Schnittstelle. Die Parameter bleiben
netzausfallsicher gespeichert. In der Standardversion stehen
zudem fest zugeordnete Ein- und Ausgangssignale zur Verfügung.
Zudem ist auch direkter Handbetrieb zu Einrichtungszwecken
möglich.
Zur Lage- und Geschwindigkeitsermittlung des Antriebes dient ein
2-Kanal-Encoder mit Nullimpuls.
Der integrierte Servoverstärker ist als PWM - Stromregler mit PIVerhalten und dynamischer Stromgrenze ausgebildet. Die
Speisung des Verstärkers und der Reglerelektronik erfolgt von
einer einzigen DC-Spannung.
Accessory
Zubehör
19" Einbaurack, Stecksockel SKE für Einzelmontage, Speiseeinheiten, Lüftermodul, Peripherieschaltungen, Bremsmodul.
Optionen
• Anschluss für einen zweiten Indexer (Slave - Antriebe;
elektronisches Getriebe etc.)
• Motioncontroller ohne Servoverstärker (Ausgang: Drehmoment Sollwert 0…±10V)
• Serielle Schnittstelle RS422 / RS485 statt RS232
• Kundenspezifische Software
8 LED
0°C..45°C 100% P (45°..65°C -2%/K)
The powerful and compact motor-controller MD4Q is a universal
unit used to digital positioning and velocity-control of DCservomotors. The data transmission of parameters and drive
information happen by a PC or a PLC by serial, respectively parallel
interface. The parameters are stored also by power failure.
With the standard version, different I/O-Signals with fixed functions
are available. Direct manual control-mode is also possible. Position
and velocity feedback is given by a 2-channel encoder with zero
mark.
The built-in servo amplifier is a PWM-current regulator with PI
characteristic and dynamic limiter.
Only one single DC-supply is needed to supply the amplifier and the
controller circuit.
19"-rack, socket terminal SKE for individual drive, power-supplies,
fan-unit, peripheral circuits, braking-unit
Options
• Circuit for a second encoder / indexer (slave drives; electronic
gear)
• Motioncontroller MC without servo-amplifier (Output rated torque
value 0…±10V)
• Serial Interface RS422 / RS485 instead of RS232
• Special application (customer) software
Applications
Einsatz
Handling, automation, transport, NC/PLC, robot technology
Handling, Automatisierung, Transport, NC/CNC, Robotik
Subject to alteration
Technische Änderungen vorbehalten
Hardmeier Control
DBL_MD4Q_0601_DE.DOC
MD4Q - 1 / 4
Anschlussschema / Connection diagram
MD4Q
X1 (C64)
31a
+A0
24c
Ready
25c
In Position
26c
Speed Error
27c
Forward Limit
28c
Reverse Limit
29c
Trigger
30c
Direction
PC
Sub-D
25 / 9 - Pol - M
22 9
20 4
6 6
RX
TX
13c
3 2
12c
2 3
11c
7 5
16c Run
0V
13a
17c Manual Mode (RX)
12a
18c Forward
(TX)
19c Reverse
20c Slow / Fast
21c Home
+5V
3a Stop
0V
5 8
RI
DTR
DSR
RX
( RX )
TX
( TX )
(data)
GND (GND) (GND)
DCD ( RX )
RTS ( TX )
(data)
CTS
9a
B2
3c
4 7
RS RS RS
232 422 485
8a
A2
22c Go
23c Capture
8 1
/ SPS
Indexer
7a
Enc.2
10a
11a
4c
4a Forward Limit
5c
5a Reverse Limit
6c
32ac
6a Reference
1a +15V
15a F0V
2a 0V
+10..+40Vdc
extern:
0Vdc
A1
B1
14a +5V
17a fast
10k
10k
DC Servo Motor
8c
A
9c
B
7c
Z
Z1
+5V
10c
+5V
0V
11c
0V
Enc.1
18a slow
20a 0Va
19a Rated I
Rated I
X101(H15)
Udc+
6
8
!4
10
12
max. ripple: 8%pp
Udc-
20
22
26
28
!30
A1
A2
M
PE
32
PE
! With model BKB and BKK not available
Achtung Gefährliche Spannung am Gerät, wenn UDC angeschlossen !
Temperatur des Kühlkörpers bis 90°C !
Gerät nie unter Spannung einstecken oder ausziehen !
Caution
Hardmeier Control
Dangerous voltage on unit when UDC connected !
Temperature of the heatsink up to 90°C !
Never plug or unplug the controller if voltage is applied !
DBL_MD4Q_0601_DE.DOC
MD4Q - 2 / 4
Blockschema / Block diagram
-15V +5V
X1
1ac
14ac
0V
Rated I
MD4Q
==
2ac
7
19a
8
Reset HWR
+A0
Ready
In Position
Position Error
Limit Error
Torque
Trigger
Trig.Direction
SPS Akn
23a
31a
24c
25c
26c
27c
28c
29c
30c
31c
Run
Manual Mode
Forward
Reverse
Slow/Fast
Home
Go
Capture
16c
17c
18c
19c
20c
21c
22c
23c
Stop +
Forw. Limit +
Rev. Limit +
+
Reference
-
3c
3a
4c
4a
5c
5a
6c
6a
J6
Reset
F1 #
=
=
6
20 / 22 / 24
X101
4
D
(Sink)
9
P2
11
Enabel
P3
R17
v-high
0..+5V
v-low
17a
TX
RX
TX
RX
12c
13c
12a
13a
F0V
15ac
18a
1K
1K
1K
24V
1K
Off On
A/D
10n
RS 232
(RS 485)
J13
H1
H2
H3
H4
H5
H6
H7
H8
Supply
Inhibit
Manual Mode
At Ref. Pos.
In Position
Pos. Error
Limit Switch
Encoder Signal
I PI
S1
S2
S3
S4
S5
S6
S7
S8
Drive Adr.bit 0
Drive Adr.bit 1
Drive Adr.bit 2
O-Reg Output
Macro on/off
PWM
IA
P4
!
!
Imax
X101
26 / 28 (/ 30 !)
X101
+5V
A1
6 / 8 (/ 4 !)
J10
5
3
4
2
1
6
5V
10K
1K
5V1
SEPI
J1
10
8
9
7
5V
10K
SEPI2
0V
F0V
GND
Poweramplifier detection
2
ROM and NoVRAM
µC
UDC-
3
1
A
100n 10K
5V1
UDC+
10
D
3K9
32
P1
A
F0V
X101
10 / 12 / 14
X101
5
Source
100n
+15V
+5V
+15V
1K
5V1
! With model BKB und BKK not available
# With model DKK not available
X5 GND
M
A2
10c
8c
9c
7c
11c
+5V
A
B Encoder
Z
0V
0V
10a
8a
9a
7a
11a
32ac
+5V
A
B Indexer
Z
0V
Abmessung / Dimension
1 TE = 5,08mm (2/10") / 19" = 84TE
160
174
MD4Q
MD4Q
60 / 9
120 / 10
120 / 16F
180 / 8F
30 / 8
60 / 6
120 / 5
47
11
2.8
100
für / pour / for 3HE 19" Rack
3
Bauform / modèle / model
BKB + EKB
Bauform / modèle / model
BKK + EKK
30.5(6TE)
19.5
97
101.6(20TE)
15
1.8
4.3
30.5(6TE) 19.5
65
1.8
71.1(14TE)
Betriebsarten
Operation modes
Positionierung
Position control
Der Antrieb beschleunigt mit einstellbarer Rampe auf die gewählte
Geschwindigkeit und bremst auf eine vorgegebene relative oder
absolute Position. Resultierendes Geschw.-profil ist trapez- oder
dreieckförmig. (Permanente Lageregelung mit PID - Verhalten).
Während der Fahrt können Ziel sowie Geschwindigkeit neu
6
vorgegeben werden. Der maximale Verfahrensweg beträgt 4,19 x 10
Encoderinkremente für Bewegungen innerhalb des nicht versetzten
Lineals. Bei relativer Positionierung besteht keine praktische
Kapazitätsgrenze, da der Zählmassstab automatisch nachgezogen
wird.
The drive will accelerate with an programmed ramp to the pre-set
velocity and will brake to the programmed relative or absolute
position. The controller works at all this time under permanent closedloop position-regulation with PID-characteristic. The result of velocity
is trapezoidal or triangular.
During motion, the target and the speed can be changed. The max.
6
capacity of travel is 4,19 x 10 encoder pulses, within the rule not shifted.
At relative positioning no capacity limit is to be observed, because the
counter-rule will be shifted automatically.
Geschwindigkeitsregelung
The drive will accelerate respectively brake across the set ramp to the
selected speed. During motion the speed can be changed, and any
velocity profile is possible.
The base of velocity is a quartz. The speed feedback is measured by the
encoder frequency. The result is an extremely accuracy of speed.
Der Antrieb beschleunigt, bzw. bremst mit einstellbarer Rampe auf
die gewählte Geschwindigkeit. Diese lässt sich während der Fahrt
jederzeit neu vorgeben, so dass beliebige Geschwindigkeitsprofile
realisiert werden können. Für die Istwert - Bestimmung wird die
Encoderfrequenz ausgewertet.
Hardmeier Control
Velocity control
DBL_MD4Q_0601_DE.DOC
MD4Q - 3 / 4
Befehlsumfang
Instruction set
• Betriebsart wählen:
• Select mode:
Drehmomentlos, Lage- oder Drehzahlregelung
• Referenzierung (8 verschiedene Modi)
• Positionieren absolut oder relativ
• Bewegung auslösen
• Aktuelle Ist - Position abfragen oder setzen
• Reglerstatus oder Reglerparameter abfragen / setzen
• Status der Dateneingänge bzw. IO - Peripherie abfragen
• Datenausgänge bzw. IO - Peripherie setzen, überschreiben
• Weitere Service und Sonderbefehle
• Find and set reference (8 different modes)
• Position absolute or relative
• Start motion
• Ask and set position
• Ask and set controller parameters and state
• Interrogate digital inputs or IO-periphery
• Overwrite digital outputs or IO-periphery
• Different service commands
Parametrierung
Parameters
Alle Parameter des Lage- und des Drehzahlreglers lassen sich
verändern (PID - Anteil, Beschleunigung, n-max, Software Endschalter, Drehmomentgrenze, Integrationsgrenze,
Positionsfehler, Schleppfehler).
Des weiteren besteht die Möglichkeit einen Triggerpunkt zu
setzen, bei dem bestimmte Aktionen ausgelöst werden.
All parameters of the position- and velocity-controller can be edited
(PID-characteristic, ramp, n-max, software axis limit, limit torque, limit
of integration, position error-window).
Set break-point (absolute position, where any action can start).
Datenübertragung
Data transmission
Die Befehls- oder Datenübermittlung kann über die serielle- oder
die parallele Schnittstelle erfolgen. Die serielle Schnittstelle
ermöglicht es auch Daten aus dem Controller zu lesen.
Instructions or parameters will be transmitted by the serial or the
parallel link. Only the serial link is able to transmit data from the
MD4Q to a host.
Schnittstellen
Interfaces
Encoder-Eingang
Encoder input
• Inkremental-Drehgeber 2-Kanal 90° Phasenverschiebung
• Nullimpuls
• Interne Impuls Vervierfachung
• Line - Driver - Eingang 5V / 15V, Speisung ab Controller
• Incremental encoder, 2 channels, 90° phase shifted
• Zero mark pulse
• Quadrature decoding
• Line driver 5V / 15V, supply from controller
Eingänge potentialfrei (Optokoppler)
Potential-free inputs (opto-insulated)
• Endlagenschalter (Anfang / Ende)
• Referenzschalter (Vorreferenz für Nullimpuls)
• Antrieb Stopp
• Limit switch (forward / reverse)
• Reference switch (pre reference for zero mark pulse)
• Stop drive
Interner Datengeber
Built-in data settings
• Analogsteller Eilgang und Schleichgang
• DIP-Switch für optionale Funktionen
• Analogue fast / slow velocity
• DIP-Switch for optional functions
Analoge Eingänge
Analogue Inputs
• Sollwert für langsame Drehzahl (Schleichgang) [0..+5V]
• Sollwert für schnelle Drehzahl (Eilgang) [0..+5V]
• Nominal value for slow velocity [0..+5V]
• Nominal value for high velocity [0..+5V]
Serielle Schnittstelle
Serial-Interface
• Standard: RS 232 (optional: RS422/485)
• 9,6 kBd fix (No Parity, 8 Databits, 1 Stopbit)
• ASCII - Zeichenübertragung mit Checksumme
• Standard RS 232 (optional RS422/485)
• 9,6 kBd fix (No Parity, 8 Databits, 1 Stopbit)
• ASCII characters with checksum
Parallel- Schnittstelle
Parallel-Interface
- als SPS - parallel - Schnittstelle
• 8 Eingänge, aktiv high
• ASCII - Zeichenübertragung (eingeschränkter Befehlssatz)
- als Steuereingänge TTL
• Freigabe
• Hand / Auto - Modus
• Hand - vorwärts, Hand - rückwärts
• Hand Eilgang / Schleichgang
• Referenzposition suchen
• Bewegung auslösen (Start)
• Position Merken
As PLC-Parallel-Interface
• 8 inputs, active high
• ASCII characters (reduced instruction-set)
As Digital Inputs TTL
• Enable
• Manual / automatic - mode
• Manual-forward, manual-reverse
• Manual fast / slow
• Homing
• Motion start
• Capture position
Ausgänge, open Collector (SPS: source)
Outputs, open Collector (PLC: source)
• Controller bereit
• Zielposition erreicht
• Positionsfehler/Lagefehler (Überlast)
• Hardware - Endschalter aktiv
• Motor - Drehmoment ein
• Triggerposition überfahren
• Drehtichtung
• SPS - parallel - Befehl bestätigt (Acknowledge)
• Controller ready
• At destination-position
• Position error (Overload)
• Limit - Switch active
• Motor-Torque on
• Trigger-position passed
• Direction
• PLC-parallel-command acknowledged
Übrige Ausgänge
Auxiliary outputs
• AY / AX für DC - Servomotor
• AY / AX for DC-Servomotor
0 …100 % PWM, LA ≥ 1 mH
• UA / IA max. gemäss Tabelle
• Drehmoment Sollwert 0 … ±10 V
• +15V / +5V / 0V
• UA / IA max. appropriate to table
• Rated torque 0 … ±10 V
• +15V / +5V / 0V
Hardmeier Control
www.hardmeier-control.ch
Drive torqueless, position or velocity control
0 …100 % PWM, LA ≥ 1 mH
Tel. +41 (0)52 355 12 12
Fax +41 (0)52 355 12 11
DBL_MD4Q_0601_DE.DOC
MD4Q - 4 / 4