Danfoss MCO 305 Design guide [de]
MCO 305 Projektierungshandbuch
Inhaltsverzeichnis
Projektierungshandbuch lesen .................................................3
Projektierungshandbuch lesen........................................................................3
Verfügbare Literatur für FC 300, MCO 305 und MCT 10 Motion Control Tool...........4
Symbole und Konventionen ...........................................................................5
Abkürzungen...............................................................................................5
Definitionen ................................................................................................5
Definitionen ................................................................................................6
Einführung in VLT Motion Control Option MCO 305.................11
Was ist eine VLT Motion Control Option MCO 305?...........................................11
Systemüberblick ........................................................................................12
Konfigurationsbeispiele ............................................................................... 13
Schnittstellen zwischen MCO 305, FC 300 und anderen Options-Modulen............14
PID-Regelung ............................................................................................ 14
Drehgeber ................................................................................................15
Programmausführung ................................................................................. 15
Funktionen und Beispiele .......................................................17
Positionierung............................................................................................17
Synchronisation .........................................................................................24
Kurvenscheibensteuerung (CAM-Modus)........................................................35
Nockenschaltwerk ......................................................................................47
Mechanische Bremssteuerung ...................................................................... 48
Ruckbegrenzung ........................................................................................ 50
PC Software Benutzeroberfläche ............................................57
APOSS Benutzeroberfläche .......................................................................... 57
Das Editierfenster ......................................................................................60
Menü Datei ...............................................................................................63
Menü Bearbeiten........................................................................................ 64
Menü Entwicklung ...................................................................................... 66
Menü Steuerung ........................................................................................ 72
Menü Tools................................................................................................81
Menü Einstellungen ....................................................................................82
Menü Fenster ............................................................................................ 86
Menü Hilfe ................................................................................................86
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MCO 305 Produkthandbuch
Menü Download ......................................................................................... 87
Programme debuggen.................................................................................89
APOSS Tools ........................................................................... 93
CAM-Editor ...............................................................................................93
Array-Editor ............................................................................................ 109
APOSS Oszilloskop ................................................................................... 120
Programmieren mit APOSS...................................................163
MCO mit der APOSS Makrosprache programmieren ....................................... 163
Grundlagen ............................................................................................. 163
Debugging .............................................................................................. 167
Preprozessor ........................................................................................... 178
APOSS Befehlsgruppen ............................................................................. 181
Verschaffen Sie sich einen Überblick über alle Programmbeispiele ................... 195
Parameter-Referenz .............................................................199
FC 300, MCO 305 und Anwendungsparameter .............................................. 199
Übersicht FC 300 Parameter ...................................................................... 201
Einstellungen für die Anwendung................................................................ 203
MCO Parameter ....................................................................................... 204
MCO Grundeinstellungen ........................................................................... 204
MCO weitere Einstellungen ........................................................................ 220
MCO Datenanzeigen ................................................................................. 243
Parameterlisten ....................................................................................... 246
Fehlersuche und -behebung ................................................. 255
Warnungen und Fehlermeldungen............................................................... 255
Meldungen von der APOSS-Software ........................................................... 264
Index.................................................................................... 265
Copyright ¤ Danfoss A/S, 2010
Warenzeichen VLT ist ein eingetragenes Warenzeichen von Danfoss.
Hiperface® ist eingetragenes Warenzeichen der Sick Stegmann GmbH, Max Stegmann GmbH Antriebstechnik-
Elektronik.
Microsoft, Windows 2000 und Windows XP sind entweder eingetragene Warenzeichen oder Warenzeichen der
Microsoft Corporation in den USA und/oder anderen Ländern.
2 MG.33.L5.03 – VLT
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MCO 305 Projektierungshandbuch
Projektierungshandbuch lesen
Projektierungshandbuch lesen
Dieses Projektierungshandbuch führt Sie Schritt für Schritt durch die Anwendung der Motion Control Option
MCO 305. Bitte lesen Sie auch das Produkthandbuch, um sicher und professionell mit dem System zu
arbeiten und beachten Sie vor allem auch die Sicherheitshinweise und allgemeinen Warnungen.
Das Kapitel Projektierungshandbuch lesen führt
in das Projektierungshandbuch ein und informiert
über die Symbole, Abkürzungen und Definitionen,
die in diesem Handbuch benutzt werden.
Seitenteiler für „Projektierungshandbuch lesen”.
Das Kapitel Einführung zu MCO 305 informiert
über Funktionsweise und Eigenschaften der
MCO 305, gibt einen Systemüberblick anhand von
Konfigurationsbeispielen und erklärt einige grundlegende Themen wie Drehgeber und Programmausführung.
Seitenteiler für das Kapitel „Einführung”.
Das Kapitel Funktionen und Beispiele führt Sie
durch Anwendungsbeispiele von der einfachen
Positionierung über verschiedene Synchronisationen bis hin zu Kurvenscheibensteuerungen. Mit
diesen Beispielen können Sie im Detail nachvollziehen wie die Parameter gesetzt, die Steuerungen
programmiert und die Kurven editiert werden.
Seitenteiler für „Funktionen und Beispiele”.
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MCO 305 Projektierungshandbuch
__ Projektierungshandbuch lesen __
Das Kapitel PC Software Benutzeroberfläche
informiert über die APOSS-spezifischen Menüs und
Funktionen. Für mehr Details klicken Sie bitte auf
o Hilfe in der APOSS Menüleiste. Das Kapitel
APOSS Tools bietet detaillierte Informationen
über den CAM-Editor, Array-Editor sowie das
APOSS Oszilloskop.
Das Kapitel Programmieren zeigt wie man Steue-
Seitenteiler für „PC Software Benutzeroberfläche”.
rungen für den Frequenzumrichter mit MCO 305
programmiert. Dieses Kapitel erläutert alle Befehle
nach Gruppen geordnet und alle Parameter in der
Parameter-Referenz.
Seitenteiler für „Programmieren”.
Das Kapitel Fehlersuche und -behebung hilft,
die Ursachen von Problemen, die beim Arbeiten mit
dem Frequenzumrichter mit MCO 305 auftreten
können, zu finden und zu beheben. Der nächste
Abschnitt erklärt die wichtigsten Meldungen der PCBenutzeroberfläche.
Seitenteiler für „Fehlersuche und -behebung”.
Das Handbuch schließt mit einem Stichwortverzeichnis.
In der Online-Hilfe finden Sie im Kapitel Programmbeispiele etwa 50 kurze Beispiele, die Sie benutzen
können, um sich mit dem Programm vertraut zu machen oder direkt in Ihr Programm kopieren können.
Verfügbare Literatur für FC 300, MCO 305 und MCT 10 Motion Control Tool
Das MCO 305 Produkthandbuch liefert die erforderlichen Informationen zum Einbau und für die
Inbetriebnahme des MCO 305 sowie für die Optimierung der Steuerung.
Das MCO 305 Projektierungshandbuch enthält alle technischen Informationen über die Optionskarte
sowie Informationen für die Realisierung kundenspezifischer Designs und Anwendungen.
Die MCO 305 Befehlsreferenz ergänzt das MCO 305 Projektierungshandbuch mit der detaillierten
Beschreibung aller Befehle.
Das VLT® AutomationDrive FC 300 Produkthandbuch liefert die erforderlichen Informationen für die
Inbetriebnahme und den Betrieb des Frequenzumrichters.
Das VLT® AutomationDrive FC 300 Projektierungshandbuch enthält alle technischen Informationen zum
Frequenzumrichter sowie Informationen zur kundenspezifischen Anpassung und Anwendung.
Das VLT® AutomationDrive FC 300 MCT 10 Produkthandbuch bietet Informationen für die Installation
und den Gebrauch der Software auf einem PC.
Die technische Literatur von Danfoss Drives ist auch online unter www.danfoss.com/drives verfügbar.
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MCO 305 Projektierungshandbuch
__ Projektierungshandbuch lesen __
Symbole und Konventionen
In diesem Handbuch verwendete Symbole:
ACHTUNG!:
Kennzeichnet einen wichtigen Hinweis.
Kennzeichnet eine allgemeine Warnung.
Kennzeichnet eine Warnung vor gefährlicher elektrischer Spannung.
Markiert in der Auswahl die Werkseinstellung.
*
Konventionen
Die Informationen in diesem Handbuch sind weitestgehend systematisiert und typografisch folgendermaßen
beschrieben:
Menüs und Funktionen, Befehle und Parameter
Menüs und Funktionen sind kursiv geschrieben, zum Beispiel Steuerung o Parameter.
Befehle und Parameternamen sind in Großbuchstaben geschrieben, zum Beispiel: AXEND und KPROP;
Parameter sind kursiv geschrieben, zum Beispiel: Proportionalfaktor.
Parameter-Einstellungen
Werte, die für Parameter-Einstellungen ausgewählt werden können, stehen in eckigen Klammern, z. B. [3].
Tasten
Die Namen der Tasten und Funktionstaten stehen ebenfalls in eckigen Klammern, zum Beispiel die
Steuerungstaste [Strg]-Taste oder nur [Strg], die [Esc]-Taste oder die [F1]-Taste.
Abkürzungen
Ampere, Milliampere A, mA
Automatische Motor Anpassung AMA
Benutzereinheiten BE
Gleichstrom DC
Digitaler Signal-Prozessor DSP
Frequenzumrichter FU
Hauptistwert HIW
Hauptsollwert HSW
LCP Bedieneinheit LCP
Bit mit dem niedrigsten Stellenwert LSB
Motion Control Option MCO
Motion Control Tool MCT
Minute Min
Maschinennullpunkt MN
Höchstwertiges Bit MSB
Master Unit MU
Schalter normalerweise geschlossen NC
Schalter normalerweise offen NO
Nach plus schaltender digitaler
Ausgang
Parameter Par.
PID Regelung PID
Nach minus schaltender digitaler
Ausgang
Pulse pro Umdrehung [PPR] Pulse/U
Quadcounts qc
Sekunde, Millisekunde s, ms
Abtastzeit (Sample time) st
Steuerwort STW
Umdrehungen pro Minute U/Min
Volt V
Zustandswort ZSW
NPN
PNP
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MCO 305 Projektierungshandbuch
__ Projektierungshandbuch lesen __
Definitionen
MLONG
Eine untere oder obere Grenze für viele Parameter ist:
-MLONG = -1.073.741.824
MLONG = 1.073.741.823
Online / Offline Parameter
Änderungen der Online-Parameter werden sofort nach Änderung des Datenwertes aktiviert. Änderungen der
Offline-Parameter werden erst dann aktiviert, wenn am LCP [OK] gedrückt wurde.
Quadcounts
Inkrementalgeber: 4 Quadcounts entsprechen
einer Drehgeber-Umdrehung.
Absolutgeber: 1:1 (1 qc entspricht einer Drehgeber-Umdrehung).
Aus den beiden Spuren (A/B) der Inkrementalgeber
wird durch Flankenauswertung eine Vervierfachung
der Inkremente erzeugt. Dies verbessert die Auflösung.
Drehgeber-Drehrichtung
Die Drehrichtung eines Drehgebers wird dadurch
bestimmt, wie die Pulse in den Antrieb einfließen:
Rechtsdrehend heißt, dass Kanal A 90° (elektrische
Grad) vor Kanal B liegt.
Linksdrehend heißt, dass Kanal B 90° (elektrische
Grad) vor Kanal A liegt.
Die Drehrichtung erkennt man, wenn man auf das
Wellenende schaut.
Ableitung der Quadcounts.
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MCO 305 Projektierungshandbuch
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Virtueller Master
Ein virtueller Master ist eine Drehgeber-Simulation,
die ein gewöhnliches Master-Signal für eine Synchronisation für bis zu 32 Achsen unterstützt.
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MCO 305 Projektierungshandbuch
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Benutzereinheiten
Die Einheiten für den Antrieb oder den Slave und den Master können in beliebiger Weise definiert werden,
so dass der Anwender mit sinnvollen Werten arbeiten kann.
Die Faktoren SYNCFACTM / SYNCFACTS, POSFACT_Z / POSFACT_N sind ab Version MCO 5.00 nicht mehr auf
kleine Werte begrenzt.
Intern werden sie wie folgt behandelt: Wann immer ein Wert mit einem Getriebefaktor multipliziert werden
muss (d.h. Master Inkremente per ms), wird zuerst geprüft, ob eine Multiplikation einen Überlauf erzeugt.
Falls dies der Fall wäre, wird ein Faktor (64 Bit) benutzt, bestehend aus
SYNCFACTS/SYNCFACTM zum Multiplizieren von delta_master.
Falls kein Überlauf entsteht, wird zuerst mit SYNCFACTS multipliziert und dann durch SYNCFACTM geteilt.
Der Fehler wird wie folgt behandelt:
Normaler Fall
Die Multiplikation mit SYNCFACTS erzeugt keinen Fehler, aber die Division durch SYNCFACTM besagt, dass
das Ergebnis um 1/2³²
falsch sein kann. Das bedeutet, dass (im schlimmsten Fall) solch ein Fehler jede ms
auftritt, d.h. dass nach 1193 Stunden (49,71 Tage) ein Fehler von 1 qc (Slave) gemacht wird.
Hohe Faktor-Werte
In diesem Fall könnte der benutzte Faktor selbst (SYNCFACTS/SYNCFACTM) um 1/2³²
falsch sein. Das heißt,
dass im schlimmsten Fall jede ms ein Fehler von delta_master * 1/2³² auftritt. Angenommen, es wird ein
Drehgeber mit 1000 Strichen (4000 qc) pro Umdrehung eingesetzt. Weiter angenommen, dass mit
2000 U/min gefahren wird, d.h. mit einer Geschwindigkeit von 133 qc/ms. Das bedeutet, dass ein Fehler
von 133 * 1/2³²
per ms gemacht wird. Daraus folgt, dass im schlimmsten Fall (maximaler Fehler jede ms
immer in der gleichen Richtung) ein Fehler von 1 qc nach 9 Stunden entstehen könnte.
Das sollte in den meisten Anwendungen nicht relevant sein.
Benutzereinheiten [BE]
Wegangaben in Fahrbefehlen erfolgen immer in Benutzereinheiten und werden intern in Quadcounts umgerechnet. Diese wirken sich auf alle Befehle für das Positionieren aus: z.B. APOS, POS.
Auch für die Kurvenscheibensteuerung kann der Anwender sinnvolle Einheiten wählen, um die Kurve für den
Master und den Slave zu beschreiben. Zum Beispiel 1/100 mm oder bei Anwendungen, bei denen eine Umdrehung betrachtet wird 1/10 Grad.
Bei der Kurvenscheibensteuerung wird der maximale Fahrabstand des Slaves bzw. die Zykluslänge des
Slaves in Benutzereinheiten BE [qc] angegeben.
Sie normieren die Einheit mit einem Faktor. Dieser ist ein Bruch, der sich aus Zähler und Nenner zusammensetzt:
[BE] nheitBenutzerei 1
Zählerktor Benutzerfa 12-32 Par.
Nennerktor Benutzerfa 11-32 Par.
Par. 32-12 Benutzerfaktor Zähler POSFACT_Z
Par. 32-11 Benutzerfaktor Nenner POSFACT_N
Die Normierung bestimmt, wie viele Quadcounts eine Benutzereinheit ergeben: Wenn der Faktor zum
Beispiel 50375/1000 beträgt, entspricht eine BE genau 50,375 qc.
ACHTUNG!:
Wenn die Benutzereinheiten in qc umgerechnet werden, wird der Integer-Wert benutzt. Wenn qc in
Benutzereinheiten umgerechnet werden, wird gerundet.
8 MG.33.L5.03 – VLT
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MCO 305 Projektierungshandbuch
__ Projektierungshandbuch lesen __
Master Units [MU]
Die Kurvenlänge bzw. Master-Zykluslänge und andere Angaben (zum Beispiel der Markerabstand) für die
Kurvenscheibensteuerung werden in Master-Units MU angeben.
Par. 33-10 Synchronisationsfaktor Master SYNCFACTM
Par. 33-11 Synchronisationsfaktor Slave SYNCFACTS
Offener Regelkreis vs. geschlossenen Regelkreis (Open-Loop / Closed-Loop)
Unter „Open-Loop” (offener Regelkreis) versteht man eine Steuerung ohne Rückführung. „Closed-Loop”Steuerungen (geschlossener Regelkreis) vergleichen die zurückgelieferte Geschwindigkeit oder Position mit
der Sollgeschwindigkeit bzw. mit der Sollposition und erzeugen einen modifizierten Befehl um den Fehler zu
verringern. Der Fehler ist die Differenz zwischen der erforderlichen Drehzahl und der Ist-Drehzahl.
Open-Loop kann in Systemen benutzt werden, wo weder die Motorgeschwindigkeit kritisch ist, noch eine
exakte Positionierung erforderlich ist. Gebläse- oder Pumpensteuerungen und andere einfache Anwendungen sind Beispiele dafür.
[MU] UnitMaster 1
Masteror ationsfaktSynchronis 1033 Par.
Slaveor ationsfaktSynchronis 1133 Par.
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MCO 305 Projektierungshandbuch
Einführung in VLT Motion Control Option MCO 305
Was ist eine VLT Motion Control Option MCO 305?
MCO 305 ist eine integrierte programmierbare Steuerung für die beiden VLT Automation Drives FC 301 und
FC 302; sie ergänzt die schon sehr umfassenden Standardfunktionen dieser Antriebe mit weiterer
Funktionalität und hoher Flexibilität.
FC 301 und FC 302 mit MCO 305 sind intelligente Antriebe, die hohe Genauigkeit und Dynamik für Steuerungsaufgaben sowie für die Synchronisation (elektronische Welle), die Positionierung und die elektronische
Kurvenscheibensteuerung (CAM) bieten. Zusätzlich zur Programmierbarkeit bietet MCO 305 eine Vielfalt von
Anwendungsfunktionen wie Monitoring und eine ausgefeilte Fehlerbehandlung.
Die Entwicklungs- und Anwendungsprogramme für die MCO 305 sowie die Konfiguration und Inbetriebnahme werden mittels einer einfach zu benutzenden PC-Software erstellt, die im VLT Motion Control Tool
MCT 10 integriert ist. Die PC Software enthält einen Editor zum Programmieren mit Programmbeispielen und
einen Editor zum Erstellen der Kurvenprofile sowie „Testfahrt”- und „Scope”-Funktionen zum Optimieren der
Steuerung. MCO 305 basiert auf eine ereigniskontrollierte Programmierung, die eine strukturierte MakroProgrammiersprache benutzt, die eigens für die Anwendung entwickelt und optimiert wurde.
FC 301 und FC 302 können als „all-in-one”-Antrieb mit einem vorinstallierten MCO 305 Modul geliefert
werden oder eine MCO 305 wird als Option für die Installation im Feld geliefert.
Basisfunktionen und Spezifikationen:
– HOME Funktion.
– Absolute und relative Positionierung.
– Software- und Hardware-Begrenzung.
– Geschwindigkeits-, Positions- und Marker-
Synchronisation.
– Kurvenscheibensteuerung (CAM).
– Virtuelle Masterfunktion zum Synchronisieren
von mehreren Slaves.
– Online einstellbare Getriebeübersetzungen.
– Online einstellbarer Offset.
– Definition der Anwendungsparameter über das
FC 300 Kontrollpanel.
– Lese/Schreib-Zugang zu allen FC 300
Parametern.
– Daten senden und empfangen über das Feldbus-
Interface (erfordert die Feldbus-Option).
– Interrupt-Steuerung durch verschiedene Ereig-
nisse: Digitaler Eingang, Position, Feldbus Daten,
Parameter- oder Status-Änderung und Zeit.
– Operatoren, Vergleichsoperationen, Bit-
operationen und logische Verknüpfungen.
– Bedingte und unbedingte Sprungbefehle.
– Grafische PID-Optimierung.
– Debugging-Funktionen.
– Unterstützte Drehgebertypen: 5 V Inkremental
RS422 und SSI absolut Single- und Multiturn,
Gray Code, einstellbare Taktfrequenz und
Datenlänge.
– 3 Versorgungsspannungen: 5 V, 8 V und 24 V.
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MCO 305 Projektierungshandbuch
__ Einführung in VLT Motion Control Option MCO 305 __
Systemüberblick
Das MCO 305 System enthält mindestens folgende Elemente:
– FC 300.
– MCO 305 Modul.
– Motor/Getriebemotor.
– Drehgeber mit Rückführung. Der Drehgeber muss auf der Motorwelle montiert sein, wenn der FC 300 mit
Fluxvektor mit Rückführung benutzt wird. Der Drehgeber mit Rückführung zum Positionieren und Synchronisieren kann überall in der Anwendung montiert werden. Sehen Sie auch „Konfigurationsbeispiele".
– Master-Drehgeber (nur zum Synchronisieren).
– PC mit MCT 10 zum Programmieren.
Folgendes kann auch erforderlich sein:
Bremswiderstand für elektrische Bremsung
Mechanische Bremse.
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MCO 305 Projektierungshandbuch
__ Einführung in VLT Motion Control Option MCO 305 __
Konfigurationsbeispiele
Ein Drehgeber wird sowohl als Motor-Rückmeldung
für Fluxvektor-Regelung als auch für die PositionsRückmeldung verwendet.
Ein Drehgeber wird als Motor-Rückmeldung für die
Fluxvektor-Regelung mit Rückführung verwendet
(über die Drehgeber-Option MCB 102 angeschlossen), ein Linear-Drehgeber wird zur SlavePositions-Rückmeldung benutzt und ein dritter
Drehgeber als Master.
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MCO 305 Projektierungshandbuch
__ Einführung in VLT Motion Control Option MCO 305 __
Schnittstellen zwischen MCO 305, FC 300 und anderen Options-Modulen
Die Schnittstelle zwischen einer MCO 305 und der FC 300 Steuerkarte ermöglicht sowohl das Lesen und
Schreiben von allen Parametern als auch das Lesen des Status von allen Eingängen sowie die Steuerung
von allen Ausgängen. Zusätzlich können verschiedene Prozessdaten wie das Statuswort und der aktuelle
Motorstrom mit dem MCO 305 Anwendungsprogramm ausgelesen werden.
MCO 305 steuert den FC 300 über Soll-Drehzahl/Drehmoment; sehen Sie dazu auch den Abschnitt „PIDRegelung”.
Feldbus-Schnittstelle (z.B. PROFIBUS und
DeviceNet): MCO 305 hat einen Lese/SchreibZugang zu den erhaltenen bzw. gesendeten Daten
über verschiedene Feldbus-Schnittstellen (dies
erfordert eine Feldbus-Modul als Option).
Relais Option MCB 105: Die Relais-Ausgänge von
MCB 105 können durch das MCO 305 Anwendungsprogramm gesteuert werden.
Mehrzweck-I/O-Option MCB 103: Mit dem MCO 305
Anwendungsprogramm kann der Status der Eingänge gelesen und können die Ausgänge gesteuert
werden.
MCO 305 Anwendungsprogramme und Konfigurationsdaten werden über die FC 300 Schnittstelle (RS485
oder USB) oder via PROFIBUS DPV1 hoch- oder heruntergeladen (erfordert die Option PROFIBUS-Modul).
Dasselbe gilt für Online-PC-Software-Funktionen wie Testfahrt und Fehlersuche (Debugging).
PID-Regelung
MCO 305 hat eine PID-Regelung (Proportional, Integral, Differential) für die Positionierung, die auf der Istposition (Drehgeber-Rückführung) und der Sollposition (berechnete Position) basiert. Die MCO 305 PIDRegelung steuert in allen Betriebsmodi die Position außer bei der Geschwindigkeits-Synchronisation, bei der
statt dessen die Geschwindigkeit geregelt wird. Der FC 300 wirkt im MCO 305 Regelkreis wie ein „Verstärker” und muss deshalb für den angeschlossenen Motor und die Last optimiert werden, bevor die MCO 305
PID-Regelung eingerichtet werden kann. Der FC 300 kann in einem offenen oder geschlossenen Regelkreis
innerhalb der MCO 305 Regelung betrieben werden, siehe folgendes Beispiel:
Einen Leitfaden für die Optimierung der MCO 305 PID-Regelung finden Sie im MCO 305 Produkthandbuch.
Einen Leitfaden für die Optimierung des FC 300 finden Sie im FC 300 Produkthandbuch.
14 MG.33.L5.03 – VLT
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MCO 305 Projektierungshandbuch
__ Einführung in VLT Motion Control Option MCO 305 __
Drehgeber
MCO 305 unterstützt verschiedene Drehgebertypen:
– Inkrementalgeber mit RS422 Signaltyp.
– Inkrementalgeber mit sinus–cosinus Signaltyp.
– Absolutgeber mit SSI Schnittstelle.
Master- und Feedback/Slave-Drehgebertypen können unabhängig voneinander ausgewählt werden; als
Geber können Dreh- oder Lineargeber benutzt werden. Die Auswahl des Gebertyps hängt von den Anforderungen der Anwendung und von dem allgemein bevorzugten Typ ab. Es gibt drei wichtige Auswahlkriterien:
– Maximale Positioniergenauigkeit ist ±1 Geberinkrement.
– Um eine stabile und dynamische Steuerung sicherzustellen, werden mindestens 20 Geberinkremente pro
PID-Regelungszyklus (Standard ist 1 Millisekunde) für die Mindestgeschwindigkeit der Anwendung benötigt.
– Die maximale Frequenz der MCO 305 Drehgebereingänge darf bei maximaler Geschwindigkeit nicht über-
schritten werden.
Der Drehgeber mit Rückführung (Feedback-Drehgeber) kann direkt auf die Motorwelle oder hinter die
Getriebe und/oder anderen Übersetzungen montiert werden. Es gibt jedoch einige wichtige Problemkreise,
die beim Montieren der Drehgeber beachtet werden müssen:
– Es sollte eine feste Verbindung zwischen Motor und Drehgeber sein. Schlupf, Nachlauf (Totgang) und
Elastizität würden die Genauigkeit und Stabilität der Steuerung verringern.
– Wenn der Drehgeber mit langsamer Geschwindigkeit läuft, muss er eine hohe Auflösung haben um das
oben Geforderte einzuhalten. (Mindestens 20 Drehgeber-Inkremente pro Abtastzyklus.)
Programmausführung
MCO 305 kann bis zu 90 Programme speichern. Aber nur eines dieser Programme kann zur gleichen Zeit
ausgeführt werden. Es gibt drei Arten das Programm das ausgeführt werden soll zu bestimmen:
Mit Parameter 33-80 Aktivierte Programmnummer.
Über die digitalen Eingänge (Parameter 33-50 bis 33-59, 33-61 und 33-62).
Mit der PC Software.
Ein Programm muss als Autostart-Programm definiert sein. Das Autostart-Programm wird automatisch nach
dem Einschalten ausgeführt. Ohne Autostart-Programm kann man ein Programm nur mit der PC-Software
ausführen.
Das Autostart-Programm wird immer zuerst ausgeführt. Wenn das Autostart-Programm beendet ist (kein
LOOP oder EXIT Befehl) kann Folgendes auftreten:
1. Wenn Parameter 33-80 (Aktivierte Programmnummer) = -1 und kein Eingang (Parameter 33-50 bis 33-
59, 33-61 und 33-62) als Programmausführung starten ([13] oder [14]) definiert ist: Es wird wieder
das Autostart-Programm gestartet.
2. Wenn Parameter 33-80 (Aktivierte Programmnummer) -1 und kein Eingang (Parameter 33-50 bis 33-
59, 33-61 und 33-62) als Programmausführung starten ([13] oder [14]) definiert ist: Es wird das aus-
gewählte Programm (Par. 33-80) ausgeführt.
3. Wenn ein Eingang (Parameter 33-50 bis 33-59, 33-61 und 33-62) als Programmausführung starten
([13] oder [14]) definiert ist und einer oder mehrere Eingänge als Programmwahl ([15]) bestimmt sind:
Das ausgewählte Programm (Programmwahl-Eingänge) wird ausgeführt, sobald der Eingang für
Programmausführung starten aktiviert wird.
Das aktive Programm kann über einen digitalen Eingang abgebrochen werden, wenn ein Eingang als Pro-
grammausführung abbrechen (Option [9] oder [10] in 33-50 bis 33-59, 33-61 und 33-62) festgelegt ist. Das
abgebrochene Programm kann wieder über einen digitalen Eingang gestartet werden, wenn ein solcher als
Programmausführung fortsetzen (Option [11] oder [12] in 33-50 bis 33-59, 33-61 und 33-62) definiert ist.
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Das Starten des Autostart-Programms nach dem Einschalten kann durch Drücken der [Cancel]-Taste auf
dem FC 300 LCP während des Hochfahrens vermieden werden. Die Taste muss solange gedrückt werden,
bis die Meldung „Benutzerabbruch” (Fehler 119) im Display erscheint.
Ein temporäres Programm kann aus dem Editor (MCT10/APOSS) heraus ausgeführt werden. Temporäre Programme werden nur im RAM gespeichert und sind daher nach dem Ausschalten verloren. Das temporäre
Programm kann auch in einem speziellen Debug-Modus ausgeführt werden, in dem es möglich ist, die Programmausführung zu beeinflussen sowie die Daten und Variablen auszulesen. (Details dazu finden Sie in
der APOSS-Online-Hilfe.)
Das Verbinden eines PC mit MCT 10 mit einem Antrieb kann das aktive Programm abbrechen, z.B. wenn
ein neues Programm heruntergeladen wird oder wenn mit dem Programm-Editor gearbeitet wird. ([Esc]
bricht die Programmausführung ab.)
ACHTUNG!:
Wenn ein Fehler das aktive Programm beendet und keine Fehlerbehandlung (ON ERROR GOSUB
xxxx) definiert ist, wird das Programm nicht mehr starten.
16 MG.33.L5.03 – VLT
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Funktionen und Beispiele
Positionierung
Grundsätzlich bedeutet „Positionierung” in Verbindung mit einem Antrieb, die Achse auf eine bestimmte
Position fahren. Um eine exakte Positionierung zu erhalten, ist es notwendig in einem geschlossenen
Regelkreis die Istposition auf Basis der Positionsrückführung eines Drehgebers zu steuern.
Eine Positionierung mit einer Steuerung in einem geschlossenen Regelkreis erfordert Folgendes: Eine festgesetzte Geschwindigkeit, Beschleunigung und Zielposition, dass ein Geschwindigkeitsprofil auf Basis der
Istposition auf der Achse sowie der zuvor erwähnten Parameter berechnet ist, und dass die Achse entsprechend dem Geschwindigkeitsprofil bewegt wird bis die Zielposition erreicht ist.
Typische Anwendungen, bei denen eine exakte Positionierung notwendig ist, sind:
Palettierer, zum Beispiel Flaschenkästen auf eine Palette stapeln.
Sortiertische, zum Beispiel um Material in Wannen oder Fächern auf einem rotierenden Tisch zu füllen.
Transportbänder, zum Beispiel um Material auf Länge zu schneiden.
Aufzüge, zum Beispiel ein Fahrstuhl der in verschiedenen Ebenen hält.
MCO 305 bietet drei Hauptpositionierungsarten:
Absolut
Relativ
Touch Probe
Absolute Positionierung
Eine absolute Positionierung bezieht sich immer auf den absoluten Nullpunkt eines Systems, das bedeutet,
dass dieser definiert sein muss, bevor eine absolute Positionierung ausgeführt werden kann. Wenn Inkrementalgeber eingesetzt werden, wird der Nullpunkt mit der HOME Funktion festgesetzt, die den Antrieb zum
Referenzschalter fährt, stoppt und die Istposition als Nullpunkt definiert. Wenn Absolutgeber eingesetzt
werden, ist der Nullpunkt durch den Drehgeber vorgegeben.
Wenn die Startposition 0 ist und bei einer absoluten Positionierung auf 150.000 die Zielposition 150.000 ist,
wird der Antrieb also eine Distanz von 150.000 zurücklegen. Falls andererseits die Startposition 100.000 ist,
bleibt bei einer absoluten Positionierung auf 150.000 die Zielposition weiterhin 150.000, aber der Antrieb
wird nur über eine Distanz von 50.000 bewegt, weil er auf die Position 150.000 bezogen zum Nullpunkt
fährt.
MG.33.L5.03 – VLT® ist ein eingetragenes Warenzeichen von Danfoss. 17
MCO 305 Projektierungshandbuch
__ Funktionen und Beispiele __
Relative Positionierung
Eine relative Positionierung ist immer auf die Istposition bezogen; deshalb ist es möglich eine Positionierung
durchzuführen, ohne den absoluten Nullpunkt zu definieren.
Wenn die Startposition 100.000 ist, mit einer relativen Positionierung auf 150.000, dann ist die Zielposition
250.000 (100.000 + 150.000); die Fahrdistanz beträgt also 150.000.
Touch-Probe Positionierung
Bei einer Touch-Probe Positionierung wird die Positionierung auf die Istposition bezogen wenn der Touch-
Probe-Eingang aktiviert wird, das heißt die Zielposition ist die Position der Touch Probe plus der Positionierdistanz. Eine Touch-Probe Positionierung ist daher eine relative Positionierung bezogen auf einen Marker
statt auf eine aktuelle Startposition.
Touch-Probe ist ein Sensor; es kann ein mechanischer Schalter sein, ein Näherungssensor, ein optischer
Sensor oder Ähnliches. Sobald der Sensor aktiviert ist, zum Beispiel durch eine Kiste auf einem Transportband, wird die Referenz für die Positionierung gesetzt.
Bei einer Touch-Probe Positionierung auf Position 50.000 läuft der Antrieb, bis der Touch-Probe-Sensor zum
Beispiel auf Position 200.000 aktiviert wird, und fährt dann weiter bis zu seiner Zielposition von 250.000
(200.000 + 50.000). Eine Touch-Probe-Positionierung wird auch „markerabhängige” Positionierung genannt.
18 MG.33.L5.03 – VLT
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ist ein eingetragenes Warenzeichen von Danfoss.
MCO 305 Projektierungshandbuch
__ Funktionen und Beispiele __
Anwendungsbeispiel: Palettierer für Flaschenkästen
Das folgende Beispiel zeigt einen Palettierer, der
Flaschenkästen aufstapelt. Die Kästen werden mit
einem Greifer packweise entladen und Lage für
Lage auf die Palette gesetzt. Alle drei Positionierungsarten werden in diesem Beispiel benutzt und
in drei Schritten erläutert.
ANMERKUNG: Das Folgende ist nur ein Beispiel und
die gezeigten Einstellungen und Programme können nicht die vollständige Funktionalität abdecken,
die eine reale Anwendung fordern würde.
Es wird vorausgesetzt, dass die Motor- und Drehgeber-Anschlüsse geprüft sind und dass alle grundlegenden Parameter wie Motor- und Drehgeberdaten sowie die PID-Regelung eingestellt sind.
Anleitungen für die Einstellung der Parameter
finden Sie in den Produkthandbüchern FC 300 und
MCO 305 sowie in der Online-Hilfe.
Absolute Positionierung
Das absolute Positionieren wird mit folgender Funktion des Palettierers erklärt: Die horizontale Achse hat
zwei feste Zielpositionen; eine ist über dem Greifer (Aufnehmer) und die andere über der Palette. Die
horizontale Achse wird durch eine absolute Positionierung zwischen der Greiferposition und der Übergabeposition gesteuert.
Parameter-Einstellungen und Befehle für das Beispiel Palettierer (Absolute Positionierung)
Für eine absolute Positionierung sind folgende MCO 305 Parameter relevant:
32-0* Drehgeber 2 – Slave Seite
204
32-6* PID-Regelung Seite 214
32-8* Geschwindigkeit & Beschleunigung Seite 217
33-0* Homefahrt Seite
220
33-4* Grenzwertbehandlung Seite 233
Befehl Beschreibung Syntax Parameter
Absolute Positionierung (ABS)
ACC Beschleunigung setzen. ACC a a = Beschleunigung
DEC Verzögerung (negative Beschleunigung) setzen. DEC a a = Verzögerung
HOME Maschinennullpunkt (Referenzschalter) anfahren und
als Realnullpunkt setzen.
POSA Achse absolut positionieren. POSA p p = Position in BE
VEL Geschwindigkeit für relative und absolute
Bewegungen sowie die maximal zulässige
Geschwindigkeit zum Synchronisieren setzen.
HOME –
VEL v v = normierter Geschwindig-
keitswert
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MCO 305 Projektierungshandbuch
__ Funktionen und Beispiele __
Programmbeispiel: Absolute Positionierung für das Anwendungsbeispiel Palettierer
/********************** Programmbeispiel absolute Positionierung **********************/
// Inputs: 1 Zur Greiferposition fahren
// 2 Zur Übergabeposition fahren
// 3 HOME Referenzschalter
// 8 Fehler löschen
// Outputs: 1 In Greiferposition
// 2 In Übergabeposition
// 8 Fehler
/****************************** Interrupts **************************************/
ON ERROR GOSUB errhandle
// Bei Fehler in die Fehlerroutine springen; diese muss immer enthalten sein.
/**************************** Grundeinstellungen *******************************/
VEL 80 // Positionier-Geschwindigkeit bezogen auf Par. 32-80 Maximalgeschwindigkeit setzen
ACC 100 // Positionier-Beschleunigung bezogen auf Par. 32-81 kürzeste Rampe setzen
DEC 100 // Positionier-Verzögerung bezogen auf Par. 32-81 kürzeste Rampe setzen
/*********************** Anwendungsparameter definieren *****************************/
LINKGPAR 1900 "Greiferposition" 0 1073741823 0
LINKGPAR 1901 "Übergabeposition" 0 1073741823 0
/****************** HOME (0) Position nach dem Hochfahren definieren *****************/
SET I_FUNCTION_3 1 // Eingang 3 als HOME Referenzschalter-Eingang setzen
HOME // Referenzschalter anfahren und Position auf 0 setzen
/************************* Hauptprogrammschleife *************************/
MAIN:
IF (IN 1 == 1) AND (IN 2 == 0) THEN // wenn nur Eingang 1 high, zur Greiferposition fahren
OUT 2 0 // Ausgang "in Übergabeposition" zurücksetzen
POSA (GET 1900) // Positionieren
OUT 1 1 // Ausgang "in Greiferposition" setzen
ELSEIF (IN 1 == 0) AND (IN 2 == 1) THEN // wenn nur Eingang 2 high, zur Übergabeposition fahren
OUT 1 0 // Ausgang "in Greiferposition" setzen
POSA (GET 1901) // Positionieren
OUT 2 1 // Ausgang "in Übergabeposition" setzen
ELSE
MOTOR STOP // Anhalten, falls beide Eingänge low oder high sind.
ENDIF
GOTO MAIN
/*********************** Unterprogramm starten *************************************/
SUBMAINPROG
/************************* Fehlerbehandlung ****************************************/
SUBPROG errhandle
err = 1 // Fehler-Flag setzen, um solange in der Fehlerroutine zu bleiben, bis der Fehler gelöscht ist.
OUT 8 1 // Ausgang für Fehler setzen
WHILE err DO // In der Fehlerroutine bleiben, bis die Reset-Meldung empfangen ist.
IF IN 8 THEN // Fehlermeldung zurücksetzen wenn Eingang 8 high.
ERRCLR // Fehler löschen.
err=0 // Fehler-Flag zurücksetzen.
ENDIF
ENDWHILE
OUT 8 0 // Ausgang Fehler zurücksetzen
RETURN
/*****************************************************************************/
ENDPROG
/*************************** Programmende ************************************/
20 MG.33.L5.03 – VLT
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MCO 305 Projektierungshandbuch
__ Funktionen und Beispiele __
Relative Positionierung
Die relative Positionierung wird mit folgender Funktion des Palettierers erklärt: Wenn die Übergabeposition
verlassen wird, muss sich die vertikale Achse nur um eine Kastenhöhe nach oben bewegen, damit sie frei ist
vom Stapel, bevor die horizontale Achse zur Greiferposition zurückfahren kann. Dies wird durch relatives
Positionieren der „Kastenhöhe” und der „Aufwärtsrichtung” erreicht.
Parametereinstellungen und Befehle für das Beispiel Palettierer (Relative Positionierung)
Für eine relative Positionierung sind folgende MCO 305 Parameter relevant:
32-0* Drehgeber 2 – Slave Seite
32-6* PID-Regelung Seite
32-8* Geschwindigkeit & Beschleunigung Seite 217
Befehl Beschreibung Syntax Parameter
Relative Positionierung (REL)
ACC Beschleunigung setzen ACC a a = Beschleunigung
DEC Negative Beschleunigung setzen. DEC a a = Verzögerung
POSR Relativ zur Istposition positionieren POSR d d = Distanz zur Istposition in BE
VEL Geschwindigkeit setzen VEL v v = normierter Geschwindigkeitswert
204
214
Programmbeispiel: Relative Positionierung für das Anwendungsbeispiel Palettierer
/************ Programmbeispiel zur relativen Positionierung für einen Palettierer ***********/
// Eingänge: 1 Positionieren
// 8 Fehler zurücksetzen
// Ausgänge: 1 in Position
// 8 Fehler
/**************************** Interrupts ****************************************/
ON ERROR GOSUB errhandle // Bei Fehler in die Fehlerroutine springen; diese muss immer enthalten sein.
/************************* Flags definieren ************************************/
flag = 0
/********************* Grundeinstellungen ************************************/
VEL 80 // Positioniergeschwindigkeit bezogen auf Par. 32-80 Maximalgeschwindigkeit setzen.
ACC 100 // Positionierbeschleunigung bezogen auf Par. 32-81 kürzeste Rampe setzen.
DEC 100 // Positionierverzögerung bezogen auf Par. 32-81 kürzeste Rampe setzen.
/******************* Anwendungsparameter definieren *******************************/
LINKGPAR 1900 "Box high" 0 1073741823 0
/************************** Hauptprogrammschleife ******************************/
MAIN:
IF (IN 1 == 1) AND (flag == 0) THEN // 1 x Positionieren (durch Flag abgesichert) wenn Eingang 1 high.
OUT 1 0 // Ausgang "in Position" zurücksetzen.
POSR (GET 1900) // Positionieren
OUT 1 1 // Ausgang "in Position" setzen.
flag = 1 // "Flag" setzen, um sicherzustellen, dass die Distanz nur einmal gefahren wird.
ELSE
MOTOR STOP // Stopp wenn Eingang low ist.
flag = 0 // "Flag" zurücksetzen, um neue Positionierung freizugeben.
ENDIF
GOTO MAIN
/********************** Unterprogramm starten **********************************/
SUBMAINPROG
/************************** Fehlerroutine **************************************/
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MCO 305 Projektierungshandbuch
__ Funktionen und Beispiele __
SUBPROG errhandle
err = 1 // Fehler-Flag setzen, um solange in der Fehlerroutine zu bleiben, bis der Fehler zurückgesetzt ist.
OUT 8 1 // Ausgang für Fehler setzen.
WHILE err DO // In der Fehlerroutine bleiben, bis die Reset-Meldung empfangen ist.
IF IN 8 THEN // Fehlermeldung zurücksetzen wenn Eingang 8 high.
ERRCLR // Fehler löschen.
err=0 // Fehler-Flag zurücksetzen.
ENDIF
ENDWHILE
OUT 8 0 // Ausgang Fehler zurücksetzen.
flag = 0 // "Flag" zurücksetzen, um neue Positionierung freizugeben.
RETURN
/*****************************************************************************/
ENDPROG
/********************* Programmende *****************************************/
Touch-Probe Positionierung
Die Touch-Probe Positionierung wird mit folgender Funktion des Palettierers erklärt:
Wenn die horizontale Achse in der Übergabeposition ist, gibt es für die vertikale Achse zahlreiche Zielposi-
tionen abhängig von der Höhe des schon vorhandenen Kastenstapels, der wiederum von der Kastenhöhe
und der Anzahl der Lagen abhängt. Dies wird mit einer Touch-Probe Positionierung gesteuert, wobei der
Touch-Probe-Sensor das obere Ende des Stapels erkennt, um die Übergabeposition zu diesem zu berechnen.
Parametereinstellungen und Befehle für das Beispiel Touch-Probe Positionierung
Für eine Touch-Probe Positionierung sind folgende
MCO 305 Parameter relevant:
32-0* Drehgeber 2 – Slave Seite
204
32-6* PID-Regelung Seite 214
32-8* Geschwindigkeit & Beschleunigung Seite
217
33-4* Grenzwertbehandlung Seite 233
Befehl Beschreibung Syntax Parameter
Touch Probe
ON INT Interrupt-Eingang definieren ON INT n
GOSUB name
ACC Beschleunigung setzen ACC a a = Beschleunigung
DEC Negative Beschleunigung setzen DEC a a = Verzögerung
POSR Relativ zur Istposition positionieren POSR d d = Distanz zur Istposition in BE
CVEL Geschwindigkeit für drehzahl-
geregelte Motorbewegungen setzen
CSTART Drehzahlmodus starten – –
CVEL v v = Geschwindigkeitswert (negativer Wert für
n = Nummer des Eingangs, der überwacht
werden soll
1 - 8 = Reaktion auf steigende Flanke
–1 - 8 = Reaktion auf fallende Flanke
name = Name des Unterprogramms
Reversieren)
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MCO 305 Projektierungshandbuch
__ Funktionen und Beispiele __
Programmbeispiel: Touch-Probe Positionierung für die Anwendung Palettierer
/************** Programmbeispiel Touch-Probe Positionierung für Palettierer ************/
// Inputs: 1 Positionieren
// 2 Touch-Probe
// 8 Fehler löschen
// Outputs: 1 in Position
// 8 Fehler
/********************************* Interrupts ************************************/
ON ERROR GOSUB errhandle // Bei Fehler in die Fehlerroutine springen; diese muss immer enthalten sein.
ON INT 2 GOSUB tp_handler // Touch-Probe-Routine aufrufen wenn positive Flanke an Eingang 2.
/******************************* Flags definieren *********************************/
flag = 0
tp_active = 0
/***************************** Grundeinstellungen ******************************/
VEL 80 // Positioniergeschwindigkeit bezogen auf Par. 32-80 Maximalgeschwindigkeit setzen.
ACC 100 // Positionierbeschleunigung bezogen auf Par. 32-81 kürzeste Rampe setzen.
DEC 100 // Positionierverzögerung bezogen auf Par. 32-81 kürzeste Rampe setzen.
/************************* Anwendungsparameter definieren **************************/
LINKGPAR 1900 "Touch probe distance" 0 1073741823 0
/************************** Hauptprogrammschleife ********************************/
MAIN:
IF (IN 1 == 1) AND (flag == 0) THEN // 1 x Bewegung starten (durch Flag abgesichert) wenn Eingang 1 high.
OUT 1 0 // Ausgang "in Position" zurücksetzen.
CVEL 80 // Konstante Geschwindigkeit setzen.
CSTART // Mit konstanter Geschwindigkeit starten.
tp_active = 0 // "tp_active" zurücksetzen, um ein neue Touch-Probe Positionierung freizugeben.
flag = 1 // "Flag" setzen, um sicherzustellen, dass die Distanz nur einmal gefahren wird.
ELSE
MOTOR STOP // Stopp wenn Eingang low ist.
flag = 0 // "Flag" zurücksetzen, um neuen Start freizugeben.
ENDIF
GOTO MAIN
/****************************** Unterprogramme starten ***************************/
SUBMAINPROG
/****************************** Touch-Probe Routine ******************************/
SUBPROG tp_handler
IF (tp_active == 0) THEN
POSR (GET 1900) // Zur Touch-Probe Zielposition fahren.
WAITAX // Programmausführung anhalten bis die Position erreicht ist.
// (Dies ist notwendig, weil NOWAIT ON automatisch in einem Unterprogramm,
// das durch einen Interrupt aufgerufen wird, gesetzt wird).
OUT 1 1 // Ausgang "in Position" setzen.
tp_active = 1 // "tp_active" setzen, um sicherzustellen,
// dass die Touch-Probe Positionierung nur einmal ausgeführt wird.
ENDIF
RETURN
/******************************** Fehlerroutine *********************************/
SUBPROG errhandle
err = 1 // Fehler-Flag setzen, um in der Fehlerroutine zu bleiben, bis der Fehler zurückgesetzt ist.
OUT 8 1 // Ausgang Fehler setzen.
WHILE err DO // In der Fehlerroutine bleiben, bis die Reset-Meldung empfangen ist.
IF IN 8 THEN // Fehlermeldung zurücksetzen wenn Eingang 8 high.
ERRCLR // Fehler löschen.
err=0 // Fehler-Flag zurücksetzen.
ENDIF
ENDWHILE
OUT 8 0 // Ausgang Fehler zurücksetzen.
flag = 0 // "Flag" zurücksetzen, um eine neue Positionierung freizugeben.
RETURN
/*****************************************************************************/
ENDPROG
/****************************** Programmende *******************************/
MG.33.L5.03 – VLT® ist ein eingetragenes Warenzeichen von Danfoss. 23
MCO 305 Projektierungshandbuch
__ Funktionen und Beispiele __
Synchronisation
Eine Synchronisation wird in Anwendungen benutzt, in denen zwei oder mehrere Achsen einander in
Geschwindigkeit oder Position folgen müssen. Es kann ein einfaches Master-Slave-System sein, in dem ein
Slave der Geschwindigkeit oder Position eines Masters folgt. Es kann auch ein Multi-Achsensystem sein, wo
mehrere Slaves der Geschwindigkeit oder Position eines gemeinsamen Master-Signals folgen. Eine elektronische Synchronisation ist äußerst flexibel im Vergleich zu einer mechanischen Welle, Kette oder einem Treibriemen, weil die Getriebeübersetzung und der Positionsoffset während des Betriebs eingestellt werden kann.
Geschwindigkeit und Position des Slave-Antriebs werden basierend auf ein Master-Drehgebersignal, ein
Feedback-Drehgebersignal sowie dem gesetzten Getriebeverhältnis gesteuert.
Während der Synchronisation ist der Slave immer durch die maximale Geschwindigkeit und Beschleunigung/Verzögerung (Parameter Gruppe 33-8*) begrenzt. Zusätzlich kann die erlaubte Abweichung zwischen
Master- und Slave-Geschwindigkeit durch den Parameter 33-14 beschränkt sein, z.B. bedeutet Par. 33-14 =
5 %, dass der Slave nur 5 % schneller oder langsamer sein kann, als die aktuelle Master-Geschwindigkeit,
wenn Positionskorrekturen gemacht werden.
MCO 305 bietet die drei Hauptarten der Synchronisation:
Für den synchronen Betrieb von zwei oder mehreren Antrieben können Sie Folgende benutzen:
Geschwindigkeitssynchronisation
Positionssynchronisation
Markersynchronisation
Geschwindigkeitssynchronisation (SYNCV)
Die Geschwindigkeitssynchronisation (SYNCV) ist eine Geschwindigkeitssteuerung im geschlossenen Regelkreis, bei der die Mastergeschwindigkeit multipliziert mit dem Getriebefaktor der Positions-Sollwert ist und
die aktuelle Geschwindigkeit durch den Slave-Drehgeber gemessen wird; Positionsabweichungen werden
nicht korrigiert. Beachten Sie jedoch, dass das Benutzen des Integral-Anteils der PID-Regelung zum teilweisen Ausgleich der Positionskorrektur führt, weil die Integralsumme der Geschwindigkeit der Position
entspricht.
Der Slave muss mindestens so schnell und dynamisch sein wie der Master, um eine exakte Synchronisation
zu erhalten, das heißt der Slave muss in der Lage sein, die maximale Geschwindigkeit, Beschleunigung und
Verzögerung des Masters zu erreichen.
Schon während der Projektierungsphase ist es
deshalb wichtig zu überlegen, ob die am wenigsten
dynamische Achse zum Master erklärt wird, weil
diese Achse sowieso die Rahmenbedingung der
Systemleistung bestimmen wird.
Typische Anwendungen sind:
Synchronisieren von zwei oder mehr
Transportbändern
Strecken von Materialien
Mischen
Regelungsverhalten bei Geschwindigkeitssynchronisation.
24 MG.33.L5.03 – VLT
®
ist ein eingetragenes Warenzeichen von Danfoss.
MCO 305 Projektierungshandbuch
__ Funktionen und Beispiele __
Anwendungsbeispiel: Koffertransportband
Zwei oder mehrere Transportbänder müssen mit
der gleichen Geschwindigkeit laufen, um eine
gleichmäßige Übergabe der Koffer von einem
Transportband auf das nächste zu erhalten.
Zusätzlich zum Start und Stopp der Geschwindigkeitssynchronisation ist im Programmbeispiel ein
manueller Modus enthalten, der es erlaubt die
Geschwindigkeit über die digitalen Eingänge zu erhöhen oder zu verringern.
ANMERKUNG: Das Folgende ist nur ein Beispiel und die gezeigten Einstellungen und Programme können
nicht die vollständige Funktionalität abdecken, die eine reale Anwendung fordern würde.
Es wird vorausgesetzt, dass die Motor- und Drehgeber-Anschlüsse geprüft sind und dass alle grundlegenden
Parameter wie Motor- und Drehgeberdaten sowie die PID-Regelung eingestellt sind. Anleitungen für die Einstellung der Parameter finden Sie in den Produkthandbüchern FC 300 und MCO 305 sowie in der Online-Hilfe.
Parametereinstellungen und Befehle für das Anwendungsbeispiel Koffertransportband
Folgende MCO 305 Parameter sind relevant für eine
Geschwindigkeitssynchronisation:
32-0* Drehgeber 2 – Slave Seite 204
32-3* Drehgeber 1 – Master Seite
32-6* PID-Regelung Seite 214
32-8* Geschwindigkeit & Beschleunigung Seite 217
33-1* Synchronisation Seite
209
221
Befehl Beschreibung Syntax Parameter
SYNCV Geschwindigkeitssynchronisation SYNCV –
ON ERROR GOSUB Fehlerunterprogramm definieren
ON ERROR GOSUB
name
name = Name des Unter-
programms
Programmbeispiel: Geschwindigkeitssynchronisation
/***************** Beispielprogramm Geschwindigkeitssynchronisation ********************/
// Eingänge: 1 Start/Stopp Synchronisation
// 2 Start manuellen Modus
// 3 Geschwindigkeit manuell erhöhen
// 4 Geschwindigkeit manuell verringern
// 8 Fehler löschen
// Ausgänge: 1 Im Synchronisations-Modus
// 2 Im manuellen Modus
// 8 Fehler
/********************************* Interrupts **************************************/
ON ERROR GOSUB errhandle // Bei Fehler in die Fehlerroutine springen; diese muss immer enthalten sein.
/************************** Grundeinstellungen ***********************************/
VEL 100 // Maximale Slave-Geschwindigkeit bezogen auf Par. 32-80 Maximalgeschwindigkeit setzen.
ACC 100 // Maximale Slave-Beschleunigung bezogen auf Par. 32-81 kürzeste Rampe setzen.
DEC 100 // Maximale Slave-Verzögerung bezogen auf Par. 32-81 kürzeste Rampe setzen.
/*********************** Anwendungsparameter definieren *****************************/
LINKGPAR 1900 "Manuelle Geschwindigkeit" 0 100 0
LINKGPAR 1901 "Geschwindigkeitsstufe" 0 10 0
/************************** Flags und Variablen definieren *****************************/
sync_flag = 0
done = 0
err = 0
man_vel = 0
/************************* Hauptprogrammschleife *************************/
MG.33.L5.03 – VLT® ist ein eingetragenes Warenzeichen von Danfoss. 25
MCO 305 Projektierungshandbuch
__ Funktionen und Beispiele __
MAIN:
IF (IN 1 == 1) AND (sync_flag == 0) THEN // Synchronisierung einmal starten, wenn Eingang 1 high.
SYNCV // Modus Geschwindigkeitssynchronisation starten
sync_flag = 1 // "sync_flag" setzen, um sicherzustellen, dass die Synchronisation nur einmal startet.
OUT 1 1 // Ausgang "Im Synchronisations-Modus" setzen.
ELSE
MOTOR STOP // Anhalten falls Eingang 1 low.
sync_flag = 0 // Nach Stopp "sync_flag" zurücksetzen.
OUT 1 0 // Ausgang "Im Synchronisations-Modus" zurücksetzen.
ENDIF
IF (IN 2 == 1) AND (sync_flag == 0) THEN
// Manuellen Modus starten, wenn Eingang 2 high und die Synchronisation nicht läuft.
OUT 2 1 // Ausgang "Im manuelles Modus" setzen.
man_vel = GET 1900 // Geschwindigkeit manuell auf Parameter 1900 setzen.
CVEL man_vel
CSTART // Konstanten Drehzahlmodus starten.
WHILE (IN 2 == 1) DO // Im manuellen Modus bleiben, solange Eingang 2 high.
CVEL man_vel // Geschwindigkeit manuell aktualisieren.
IF (IN 3 == 1) AND (done == 0) THEN
// Geschwindigkeit manuell stufenweise erhöhen, wenn Eingang 3 gesetzt ist.
man_vel = man_vel + GET 1901
done = 1
ELSEIF (IN 4 == 1) AND (done == 0) THEN
// Geschwindigkeit manuell um eine Stufe verringern, wenn Eingang 3 gesetzt ist.
man_vel = man_vel - GET 1901
done = 1
ELSE
done = 0
ENDIF
ENDWHILE
CSTOP // Anhalten, wenn der manuelle Modus verlassen wird.
OUT 2 0 // Ausgang "Im manuellen Modus" zurücksetzen, wenn der manuelle Modus verlassen wird.
ENDIF
GOTO MAIN
/****************************** Unterprogramm starten ********************************/
SUBMAINPROG
/******************************** Fehlerbehandlung ***********************************/
SUBPROG errhandle
err = 1 // Fehler-Flag setzen, um solange in der Fehlerroutine zu bleiben, bis der Fehler gelöscht ist.
OUT 8 1 // Ausgang Fehler setzen.
OUT 1 0 // Ausgang "Im Synchronisations-Modus" bei einem Fehler zurücksetzen.
OUT 2 0 // Ausgang "Im manuellen Modus" bei einem Fehler zurücksetzen.
WHILE err DO // In der Fehlerroutine bleiben, bis die Reset-Meldung empfangen ist.
IF (IN 8) AND NOT (IN 1) AND NOT (IN 2) THEN
// Fehler zurücksetzen, wenn der Eingang 8 high und die Eingänge 1+2 low.
ERRCLR // Fehler löschen
err=0 // Fehler-Flag zurücksetzen.
ENDIF
ENDWHILE
OUT 8 0 // Ausgang Fehler zurücksetzen
sync_flag = 0 // sync_flag nach einem Fehler zurücksetzen
done = 0 // "done" Flag nach einem Fehler zurücksetzen
RETURN
/******************************************************************************/
ENDPROG
/******************************* Programmende **********************************/
26 MG.33.L5.03 – VLT
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ist ein eingetragenes Warenzeichen von Danfoss.
MCO 305 Projektierungshandbuch
__ Funktionen und Beispiele __
Position/Winkel-Synchronisation (SYNCP)
Eine Positionssynchronisation (SYNCP) ist eine Positionsregelung mit Rückführung eines bewegten Ziels,
wobei der Sollwert (Sollposition) die Master-Position multipliziert mit der Getriebeübersetzung ist und ein
jeder Positionsoffset berücksichtigt wird. Die Slave-Position wird basierend auf diesen Sollwert und der
aktuellen Istposition des Slave-Drehgebers gesteuert. Jede Positionsabweichung wird kontinuierlich
entsprechend der maximalen Geschwindigkeit, Beschleunigung und Verzögerung des Slaves korrigiert. Die
Getriebeübersetzung ist als Bruch gesetzt (Zähler und Nenner) um Rundungsfehler zu vermeiden, z.B. wenn
Primzahlen benutzt werden. Die Getriebeübersetzung muss 100 % genau sein; sogar der kleinste
Rundungsfehler würde dazu führen, dass die Position nach gewisser Zeit wegdriftet.
Beim Starten der Positionssynchronisation rastet die aktuelle Slave-Position auf die aktuelle Master-Position
ein. Daher ist es notwendig, den Slave unter Beachtung der physikalischen Position des Masters in die
richtige physikalische Position zu bringen. Dies kann manuell oder durch eine automatische Homefahrt ausgeführt werden (erfordert einen externen Referenzschalter oder Absolutgeber).
Der Slave muss schneller und dynamischer als der Master sein, um sowohl bei maximaler Master-Geschwindigkeit als auch während der Beschleunigung/Verzögerung eine exakte Synchronisation zu erreichen. Das
heißt, der Slave muss die maximale Geschwindigkeit, Beschleunigung und Verzögerung des Masters erreichen können, damit er in der Lage ist diesen einzuholen, falls er hinter dem Master läuft. Schon während
der Projektierungsphase ist es daher wichtig, zu überlegen, ob die am wenigsten dynamische Achse zum
Master erklärt wird, weil diese Achse sowieso die Rahmenbedingung der Systemleistung bestimmen wird.
Typische Anwendungen sind:
Flaschenwaschanlagen.
Folienverpackung.
Verpackungsmaschinen.
Transportbänder.
Mehrfach-Achsen-Hebeanlagen.
Abfüllanlagen.
Druckmaschinen.
Fliegende Messer.
Regelungsverhalten bei Positionssynchronisation
Anwendungsbeispiel: Verpacken mit festen Produktabständen
Diese Anwendung besteht aus zwei Transportbändern: Eines befördert leere Kartons, ein anderes
Teddybären. Aufgabe der Anlage ist es, die Teddybären in die Kartons zu packen. Beides, Kartons und
Teddybären kommen mit festen Abständen und es
ist sichergestellt, dass es zwischen den Drehgebern
und den Kartons und Teddys keinen Schlupf gibt.
Daher ist eine Positionssynchronisation auf Basis der
Drehgeber ausreichend.
Beim Starten muss sichergestellt werden, dass der
Master (Karton-Förderband) immer auf der gleichen
Position ist, während das Teddy-Förderband eine
Homefahrt benötigt, bevor die Synchronisation
gestartet wird.
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MCO 305 Projektierungshandbuch
__ Funktionen und Beispiele __
Es gibt drei Möglichkeiten, um sicherzustellen, dass die Teddys beim Start passend zu den Kartons
ausgerichtet sind:
Physikalische Position des Home-Referenzschalters justieren.
Home-Offset in Parameter 33-01 angleichen.
Positionsoffset für Synchronisation in Parameter 33-12 angleichen.
ANMERKUNG: Das Folgende ist nur ein Beispiel und die gezeigten Einstellungen und Programme können
nicht die komplette Funktionalität abdecken, die eine reale Anwendung fordern würde.
Es wird vorausgesetzt, dass die Motor- und Drehgeber-Anschlüsse geprüft sind und dass alle grundlegenden
Parameter wie Motor- und Drehgeberdaten sowie die PID-Regelung eingestellt sind. Anleitungen für die
Einstellung der Parameter finden Sie in den Produkthandbüchern FC 300 und MCO 305 sowie in der OnlineHilfe.
Parametereinstellungen und Befehle für das Anwendungsbeispiel Positionssynchronisation
Folgende MCO 305 Parameter sind relevant für eine
Positionssynchronisation:
32-0* Drehgeber 2 – Slave Seite 204
32-3* Drehgeber 1 – Master Seite
209
32-6* PID-Regelung Seite 214
32-8* Geschwindigkeit & Beschleunigung Seite 217
33-1* Synchronisation Seite
221
Befehl Beschreibung Syntax Parameter
DEFSYNCORIGIN Definiert das Verhältnis Master:Slave
für den nächsten SYNCP oder SYNCM
Befehl.
MOVESYNCORIGIN Synchronisationsursprung relativ
verschieben.
PULSACC Beschleunigung für den virtuellen
Master setzen.
PULSVEL Geschwindigkeit für den virtuellen
Master setzen.
SYNCP Winkel/Positionssynchronisation SYNCP –
SYNCSTAT Flag für Synchronisationsstatus
abfragen.
SYNCERR Aktuellen Synchronisationsfehler des
Slaves abfragen.
DEFSYNCORIGIN
master slave
MOVESYNCORIGIN
mwert
PULSACC a a = Beschleunigung in Hz/s
PULSVEL v v = Geschwindigkeit in Pulsen pro
erg = SYNCSTAT –
erg = SYNCERR –
master = Sollposition in qc
slave = Sollposition
mwert = Relativer Offset
Sekunde [Hz]
Programmbeispiel: Positionssynchronisation
/************************* Beispielprogramm Positionssynchronisation ********************/
// Eingänge: 1 Start/Stopp Synchronisation
// 2 Start Homefahrt
// 3 Home Referenzschalter
// 4 Offset erhöhen
// 5 Offset verringern
// 8 Fehler löschen
// Ausgänge: 1 Innerhalb der Synchronisationsgenauigkeit das Genauigkeitsfenster in Par. 33-13 setzen
// 2 Homefahrt ausgeführt
// 8 Fehler
/****************************** Interrupts **************************************/
ON ERROR GOSUB errhandle // Bei Fehler in die Fehlerroutine springen; diese muss immer enthalten sein.
/************************** Grundeinstellungen *******************************/
28 MG.33.L5.03 – VLT
®
ist ein eingetragenes Warenzeichen von Danfoss.
MCO 305 Projektierungshandbuch
__ Funktionen und Beispiele __
VEL 100 // Maximale Slave-Geschwindigkeit bezogen auf Par. 32-80 Maximalgeschwindigkeit setzen.
ACC 100 // Maximale Slave-Beschleunigung bezogen auf Par. 32-81 kürzeste Rampe setzen.
DEC 100 // Maximale Slave-Verzögerung bezogen auf Par. 32-81 kürzeste Rampe setzen.
/*********************** Anwendungsparameter definieren *************************/
LINKGPAR 1900 "Offset Schrittweite" 0 10000 0
LINKGPAR 1901 "Offset Typ" 0 1 0
/********************** Parameter und Flags setzen ***************************/
SET I_FUNCTION_3 1 // Eingang 3 als Home Referenzschalter-Eingang definieren
next_step = 0
home_done = 0
new_offset = 0
/************************* Hauptprogrammschleife *************************/
MAIN:
IF (IN 2 == 1) THEN // Wenn Eingang 2 high, Homefahrt starten
HOME // Auf Home-Position fahren und diese auf 0 setzen
home_done = 1 // Flag home_done setzen
OUT 2 1 // Ausgang "Home ausgeführt" setzen
ENDIF
IF (IN 1 == 1) AND (home_done == 1) THEN
// Synchronisation starten, wenn Eingang 1 = 1 und Homefahrt ausgeführt
SYNCP // Modus Positionssynchronisation starten
old_offset = GET SYNCPOSOFFS
WHILE (IN 1 == 1) DO // Im Synchronisationsmodus bleiben, solange Eingang 1 = 1
IF (IN 4 == 1) THEN
GOSUB increase_offset
ELSEIF (IN 5 == 1) THEN
GOSUB decrease_offset
ENDIF
IF (SYNCSTAT & 4) THEN
OUT 1 1
ELSE
OUT 1 0
ENDIF
ENDWHILE
MOTOR STOP // Anhalten wenn Eingang 1 low.
home_done = 0 // Flag home_done nach dem Anhalten zurücksetzen
OUT 1 0
OUT 2 0 // Ausgang "Homefahrt ausgeführt" nach dem Anhalten zurücksetzen
IF (new_offset != old_offset) AND (GET 132 == 0) THEN // Absoluten Offset speichern, falls geändert.
SAVE AXPARS // ANMERKUNG: Mehr als 10000 x Speichern kann das PROM zerstören.
ENDIF
ENDIF
GOTO MAIN
/*************************** Unterprogramm starten *******************************/
SUBMAINPROG
/***************************** Offset erhöhen **********************************/
SUBPROG increase_offset
IF (Next_step) THEN // Prüfen, ob der nächste Offset-Schritt freigegeben ist.
IF (GET 1901 == 0) THEN // Absoluter Offset
new_offset = old_offset + GET 1900 // Vorhandenen Offset lesen und Offset-Schrittweite addieren
SET SYNCPOSOFFS new_offset // Neuen Positionsoffset setzen
ELSE // Relativer Offset
MOVESYNCORIGIN GET 1900 // Relativen Offset mit Offset-Schrittweite ausführen
MG.33.L5.03 – VLT® ist ein eingetragenes Warenzeichen von Danfoss. 29
MCO 305 Projektierungshandbuch
__ Funktionen und Beispiele __
ENDIF
ENDIF
Next_step=0 // Nächsten Offset-Schritt abschalten
ON TIME 500 GOSUB Enb_Step // Nächsten Offset-Schritt nach 500 ms anschalten
RETURN
/************************** Offset reduzieren ***********************************/
SUBPROG decrease_offset
IF (Next_step) THEN // Prüfen, ob nächster Offset-Schritt freigegeben
IF (GET 1901 == 0) THEN // Absoluter Offset
new_offset = GET SYNCPOSOFFS - GET 1900
// Vorhandenen Offset lesen und Wert des Offset-Schritts abziehen
SET SYNCPOSOFFS new_offset // Neuen Positionsoffset setzen
ELSE // Relativer Offset
MOVESYNCORIGIN (- GET 1900) // Relativen Offset mit –Offset-Schrittweite ausführen
ENDIF
ENDIF
Next_step=0 // Nächsten Offset-Schritt abschalten
ON TIME 500 GOSUB Enb_Step // Nächsten Offset-Schritt nach 500 ms anschalten
RETURN
/************************* Neuen Offset-Schritt freigeben ******************************/
SUBPROG Enb_step
Next_step = 1 // Nächsten Offset-Schritt freigeben
RETURN
/***************************** Fehlerroutine *******************************/
SUBPROG errhandle
err = 1 // Fehler-Flag setzen, um solange in der Fehlerroutine zu bleiben, bis der Fehler gelöscht ist.
OUT 8 1 // Ausgang Fehler setzen.
OUT 2 0 // Bei Fehler Ausgang "Homefahrt ausgeführt" zurücksetzen
WHILE err DO // In der Fehlerroutine bleiben, bis die Reset-Meldung empfangen ist.
IF (IN 8) AND NOT (IN 1) THEN // Fehler zurücksetzen wenn Eingang 8 high und Eingang 1 low
ERRCLR // Fehler löschen
err=0 // Fehler-Flag zurücksetzen
ENDIF
ENDWHILE
OUT 8 0 // Ausgang Fehler zurücksetzen
home_done = 0 // Nach einem Fehler home_done Flag zurücksetzen
RETURN
/****************************************************************************/
ENDPROG
/***************************** Programmende *********************************/
30 MG.33.L5.03 – VLT
®
ist ein eingetragenes Warenzeichen von Danfoss.
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