Fronius BIAS Plasma 300 analog interface Operating Instruction [DE, EN]

Roboterinterface Analog

D

Bedienungsanleitung

BIAS 300 Plasma

Robot Interface Analog
BIAS 300 Plasma

Roboterinterface

GB

Operating Instructions

Robot Interface

42,0410,1277 012008

Sehr geehrter Leser

Einleitung

Wir danken Ihnen für Ihr entgegengebrachtes Vertrauen und gratulieren Ihnen zu Ihrem
technisch hochwertigen Fronius Produkt. Die vorliegende Anleitung hilft Ihnen, sich mit
diesem vertraut zu machen. Indem Sie die Anleitung sorgfältig lesen, lernen Sie die
vielfältigen Möglichkeiten Ihres Fronius-Produktes kennen. Nur so können Sie seine
Vorteile bestmöglich nutzen.

Bitte beachten Sie auch die Sicherheitsvorschriften und sorgen Sie so für mehr Sicher­heit am Einsatzort des Produktes. Sorgfältiger Umgang mit Ihrem Produkt unterstützt
dessen langlebige Qualität und Zuverlässigkeit. Das sind wesentliche Voraussetzungen
für hervorragende Ergebnisse.

ud_fr_st_et_00491 012004

Inhaltsverzeichnis

Allgemeines................................................................................................................................................... 2

Sicherheit ................................................................................................................................................. 2

Gerätekonzept.......................................................................................................................................... 2

Anschlüsse ............................................................................................................................................... 2

Roboterinterface Analog aus Spannungsquelle BIAS 300 Plasma ausbauen ............................................... 3

Sicherheit ................................................................................................................................................. 3

Vorbereitung............................................................................................................................................. 3

Kabel und Stecker abschließen................................................................................................................ 4

Roboterinterface Analog aus Spannungsquelle BIAS 300 Plasma ausbauen .......................................... 6

Roboterinterface Analog in Spannungsquelle BIAS 300 Plasma einbauen ................................................... 8

Sicherheit ................................................................................................................................................. 8

Voraussetzung für den Einbau eines Interfaces....................................................................................... 8

Roboterinterface Analog in Spannungsquelle BIAS 300 Plasma einbauen .............................................. 8

Kabel und Stecker anschließen.............................................................................................................. 10

Abschließende Tätigkeiten ......................................................................................................................11

Inbetriebnahme ........................................................................................................................................... 12

Allgemeines ........................................................................................................................................... 12

Interface an Robotersteuerung anschließen .......................................................................................... 12

Steuerpegel kontrollieren ....................................................................................................................... 13

Dip-Schalter einstellen ........................................................................................................................... 13

Geräte-Kennlinien einstellen .................................................................................................................. 14

Parameter für Lichtbogen-Überwachung einstellen .................................................................................... 15

Einstellbare Parameter........................................................................................................................... 15

Erklärung ................................................................................................................................................ 15

Maximaler Schwellenwert einer Anlage.................................................................................................. 15

Position der DIP-Schalter Threshold, IO1 STAT und IO2 DYN am Print PLI 10 .................................... 16

Ioffset 1 und Ioffset 2 einstellen ............................................................................................................. 16

Fall 1 - Ioffset 1 > 0, Ioffset 2 > 0 .......................................................................................................... 16

Fall 2 - Ioffset 1 = 0, Wert für Ioffset 2 ................................................................................................... 17

Fall 3 - Wert für Ioffset 1, Ioffset 2 = 0 ................................................................................................... 17

Empfindlichkeit der Lichtbogen-Erkennung und Dauer des schnellen Abschaltesignals einstellen ....... 17

Einstellbeispiel ....................................................................................................................................... 18

Eingangssignale und Ausgangssignale ....................................................................................................... 19

Abkürzungen .......................................................................................................................................... 19

Eingangssignale und Ausgangssignale.................................................................................................. 19

Steuerung externer Komponenten, Netzanschluss ..................................................................................... 21

Allgemeines ........................................................................................................................................... 21

Steckerbelegung von Anschluss Arc Signals ......................................................................................... 21

Netzanschluss ........................................................................................................................................ 21

Technische Daten........................................................................................................................................ 22

Sonderspannung .................................................................................................................................... 22

Technische Daten .................................................................................................................................. 22

1

Allgemeines

Sicherheit

Gerätekonzept

Anschlüsse

WARNUNG! Fehlbedienung kann schwerwiegende Personen- und Sachschä-

den verursachen. Die angeführten Tätigkeiten erst durchführen, wenn diese
Bedienungsanleitung und folgende Dokumente vollständig gelesen und ver­standen wurden:

- Die Bedienungsanleitung der Spannungsquelle, insbesondere das Kapitel
„Sicherheitsvorschriften“.

- Sämtliche Bedienungsanleitungen der gesamten Anlage

Das Roboterinterface Analog BIAS 300 Plasma ist eine Schnittstelle zum Anbinden der
Spannungsquelle BIAS 300 Plasma an eine Robotersteuerung.

HINWEIS! Für den Betrieb von Spannungsquelle und Interface muss das
Interface an der Spannungsquelle montiert sein!

(4) (5) (6)(3)(2)

(1)

(10)

Roboterinterface Analog BIAS 300 Plasma, montiert auf der Spannungsquelle BIAS 300 Plasma

(1) Netzstecker

6-poliger Harting-Stecker zum An­schluss des Netzkabels

(2) Masseanschluss
(3) Anschluss Arc In

Anschlussbuchse für Lichtwellen­Leiter zur Übertragung des Sicher­heitsfunktions-Signals von einem
externen Gerät oder einer externen
Steuerung (siehe Sicherheitsfunktion
aktivieren / deaktivieren in der Bedie­nungsanleitung der Spannungsquelle)

(4) Anschluss Arc Out

Anschlussbuchse zum Anschluss der
Lichtbogen-Signale über Lichtwellen­Leiter

(5) Anschluss Arc Bus

zum Anschluss eines eigenen Bus­systems für schnelles Abschalten

(6) Anschluss Arc Bus

zum Anschluss eines eigenen Bus­systems für schnelles Abschalten

(7) Anschluss LocalNet

standardisierte Anschlussbuchse für
Systemerweiterunge (z.B. Fernbedie­nung, etc.) oder für Servicezweck

(8) Anschluss LHSB

zur Datenübertragung bei Parallelkon­figuration

(9) Anschluss Arc Signals

14-polige Amphenolbuchse zum
Anschluss der Lichtbogen-Signale

(10) Steuerstecker

6-poliger Harting-Stecker zum An­schluss des Kabels von der Steue­rung

(7)
(8)

(9)

2

Roboterinterface Analog aus Spannungsquelle BIAS
300 Plasma ausbauen

Sicherheit

Vorbereitung

WARNUNG! Fehlerhaft durchgeführte Arbeiten können schwerwiegende Sach-

und Personenschäden verursachen. Nachfolgend beschriebene Tätigkeiten
dürfen nur von geschultem Fachpersonal durchgeführt werden! Beachten Sie
die Sicherheitsvorschriften .

WARNUNG! Ein elektrischer Schlag kann tödlich sein. Vor Öffnen der Span­nungsquelle:

- Gerät abschalten

- Gerät vom Netz trennen

- Ein deutlich lesbares und verständliches Warnschild gegen Wiederein­schalten anbringen

- Gegebenenfalls spannungsführende Bauteile (z.B. Kondensatoren)
entladen.

Die Gehäuse-Schrauben stellen eine geeignete Schutzleiter-Verbindung für die
Erdung des Gehäuses dar. Die Schrauben dürfen keinesfalls durch andere
Schrauben ohne zuverlässige Schutzleiter-Verbindung ersetzt werden.

1. Netzschalter (4) der Spannungsquelle
in Stellung - O - schalten

2. Spannungsquelle vom Netz trennen

3. Sämtliche Kabel und Leitungen von
der Spannungsquelle abstecken (z.B.
Stromkabel, Arc Bus Kabel, LHSB­Leitungen, etc.)

4. Linken Seitenteil (2) der Spannungs­quelle entfernen:
8 Schrauben (1) TX20 lösen

5. Rechten Seitenteil (3) der Spannungs­quelle entfernen:
8 Schrauben TX20 lösen

(1)
(1)

(1) (3)(2) (1)

(4)

(1)

(1) (1)

Linken und rechten Seitenteil entfernen

(1)

3

Vorbereitung

(Fortsetzung)

WARNUNG! Ein elektrischer Schlag kann tödlich sein. Vor Arbeiten an der
Spannungsquelle die Zwischenkreis-Kondensatoren mittels Widerstand mit
1 kOhm / 9 W entladen.

(a)

12

(b)

3

4

Zwischenkreis-Kondensatoren entladen

6. Zwischenkreis-Kondensatoren mittels Widerstand mit 1 kOhm / 9 W entladen:

- Blockklemmen 1 und 2 mittels Widerstand für min. 10 Sekunden überbrücken
(a)

- Blockklemmen 3 und 4 mittels Widerstand für min. 10 Sekunden überbrücken
(b)

Kabel und Ste­cker abschließen

(1)

1. LHSB-Kabel (1) abstecken

LHSB-Kabel abstecken

4

Kabel und Ste­cker abschließen

(Fortsetzung)

(2) (3) (4)

Netzkabel abschließen

2. Netzkabel (2) von den Blockklemmen
(3) des Netzfilters (4) abschließen

(5)

Frontblech abmontieren

(7)
(8)

(5)(5)

3. 3 Schrauben (5) TX20 lösen

4. Frontblech (6) nach vorne kippen

(6)

5. Lichtwellen-Kabel (7) abstecken

6. Lichtwellen-Kabel mit Schrauban­schluss (8) abschrauben

Lichtwellen-Kabel abstecken

5

Kabel und Ste­cker abschließen

(Fortsetzung)

Kabel abstecken

(9) (10)

(11)(12)

7. 2-poligen Molexstecker X7 UEXT (9)
abstecken

8. LHSB-Kabel X12, X13 ARC BUS (10)
und (11) abstecken

9. 12-poligen Molexstecker X5 DIGI/O
(12) abstecken

Roboterinterface
Analog aus
Spannungsquelle
BIAS 300 Plasma
ausbauen

(1) (1)

(2)

Interface-Deckel abmontieren

1. 2 Schrauben (1) TX20 lösen

2. Interface-Deckel (2) abnehmen

3. Überwurfmutter (3) am Interface
lösen

4. LocalNet-Kabel (4) abstecken

(3)(4)

LocalNet-Kabel abstecken

6

Roboterinterface
Analog aus
Spannungsquelle
BIAS 300 Plasma
ausbauen

(Fortsetzung)

(5) (5)

Schrauben lösen

5. 2 Schrauben (5) TX20 lösen, ...

(6)

(7)

nterface abnehmen

6. ... Interface (6) abnehmen und Kabel-

baum (7) nach vorne herausziehen

Spannungsquelle BIAS 300 Plasma ohne Interface

7

Roboterinterface Analog in Spannungsquelle BIAS
300 Plasma einbauen

Sicherheit

Voraussetzung
für den Einbau
eines Interfaces

WARNUNG! Fehlerhaft durchgeführte Arbeiten können schwerwiegende Sach-

und Personenschäden verursachen. Nachfolgend beschriebene Tätigkeiten
dürfen nur von geschultem Fachpersonal durchgeführt werden! Beachten Sie
die Sicherheitsvorschriften .

Voraussetzung für den Einbau eines
Interfaces in die Spannungsquelle BIAS
300 Plasma ist der fachgerechte Ausbau
eines vorhandenen Interfaces.

Wichtig! Vorhandenes Interface gemäß
Bedienungsanleitung des jeweiligen
Interfaces ausbauen.

Roboterinterface
Analog in Span­nungsquelle
BIAS 300 Plasma
einbauen

Spannungsquelle BIAS 300 Plasma ohne Interface

(1)

(2)

Interface ansetzen

1. Kabelbaum (2) nach hinten durchfä­deln und Interface (1) ansetzen

8

Roboterinterface
Analog in Span­nungsquelle
BIAS 300 Plasma
einbauen

(Fortsetzung)

(3) (3)

Interface befestigen

2. Interface mit 2 Schrauben (3) TX20
befestigen

3. LocalNet-Kabel (4) am Interface
anstecken

4. Überwurfmutter (5) am Interface
festziehen

(5)(4)

LocalNet-Kabel anschließen

(6) (6)

(7)

Interface-Deckel montieren

5. Interface-Deckel (7) aufsetzen

6. Interface-Deckel mittels 2 Schrauben
(6) TX20 befestigen

9

Kabel und Ste­cker anschließen

Kabel anstecken

(5)
(6)

(4)

(3)

1. 12-poligen Molexstecker X5 DIGI/O
(1) anstecken

2. LHSB-Kabel X12, X13 ARC BUS (2)
und (3) anstecken

3. 2-poligen Molexstecker X7 UEXT (4)
anstecken

(2)(1)

4. Lichtwellen-Kabel mit Schrauban­schluss (6) anschließen

5. Lichtwellen-Kabel (5) anstecken

Lichtwellen-Kabel anstecken

(7)

Frontblech montieren

(7) (7)

6. Frontblech (8) ansetzen

7. Frontblech (8) mittel 3 Schrauben (7)
TX20 befestigen

(8)

10

Kabel und Ste­cker anschließen

(Fortsetzung)

(9) (10) (11)

Netzkabel anschließen

Wichtig! Den gelb/grünen Schutzleiter
ausschließlich an der mit „PE “ gekenn­zeichneten Blockklemme anschließen.

8. Netzkabel (9) an den Blockklemmen
(10) des Netzfilters (11) anschließen

Abschließende
Tätigkeiten

LHSB-Kabel anstecken

(1) (3)(2) (1)

(12)

9. LHSB-Kabel (12) anstecken

1. Rechten Seitenteil (3) der Spannungs­quelle mittels 8 Schrauben TX20
montieren

2. Linken Seitenteil (2) der Spannungs­quelle mittels 8 Schrauben (1) TX20
montieren

(1)
(1)

(1) (1)

Linken und rechten Seitenteil montieren

(1)

(4)

(1)

11

Inbetriebnahme

Allgemeines

Interface an
Robotersteue­rung anschließen

WARNUNG! Ist die Anlage während der Inbetriebnahme mit dem Stromnetz

verbunden, besteht die Gefahr schwerwiegender Personen- und Sachschäden.
Sämtliche Arbeitsschritte nur durchführen, wenn

- der Netzschalter der Spannungsquelle in Stellung - O - geschaltet ist,

- die Anlage vom Stromnetz getrennt ist.

Je nach Anwendung müssen nicht alle vom Interface unterstützten Signale genützt
werden. Die jeweils Fett gedruckten Signale stellen das Mindestmaß an anzuwendenden
Befehlen dar.

+ 24 V

+ 0 V

+ 24 V

+ 24 V

A1 Spannungs-Sollwert

A2 Strom-Istwert

A3 Spannungs-Istwert

=

V

V

A4 GND

A5 Schutzerde

B1 + 24 V

B2 Startsignal

B3 Lichtbogen-Erkennung

B4 Betriebsmodus

B5 Potentialfreier Öffner 1

C1 Potentialfreier Öffner 2

C2 Potentialfreier Öffner 1 - kritischer Fehler

C3 Potentialfreier Öffner 2 - kritischer Fehler

C4 Potentialfreier Schließer 1 - 1 sec. Impuls

C5 Potentialfreier Schließer 2 - 1 sec. Impuls

Belegung Steuerstecker

12

Steuerpegel
kontrollieren

Die Steuerpegel können mittels Jumper am Print PLI10 individuell angepasst werden.

VORSICHT! Falsch eingestellte Steuerpegel können zu Sachschäden an der
Anlage führen. Vor Inbetriebnahme der Stromquelle sind die eingestellten
Steuerpegel zu kontrollieren und gegebenenfalls anzupassen.

(1)

(2)

(3)

(4)

Print PLI 10 - Position der Jumper

Dip-Schalter
einstellen

(1) Jumper I-Soll

nicht verwendet

(2) Jumper Reserve (U-Soll)

Wertebereich 0 - 10 V entspricht 0 - 600 V

(3) Jumper I-Ist

Wertebereich 0 - 10 V entspricht 0 - 100 A

(4) Jumper U-Ist

Wertebereich 0 - 10 V entspricht 0 - 300 V

HINWEIS! Die werksseitig auf Verstärkungsfaktor 1.0 eingestellten Jumper
nicht verstellen. Kennlinien über die Dip-Schalter einstellen.

Die Geräte-Kennlinie sowie die Parameter für die Lichtbogen-Überwachung werden an
Dip-Schaltern am Print PLI10 eingestellt.
Folgende Abbildung dient zum leichteren Verständnis der Funktion und Einstellmöglich­keit der Dip-Schalter am Print PLI10:

0 Nibble oben = 0

(z.B. Schalter 1, 2 und 3)

b0b1b2b3

0

1 Nibble unten = 1

(z.B. Schalter 4)

Symbolische Darstellung eines Dip-Schalters am

Print PLI10

13

Bit 0 ... LSB
Bit 3 ... MSB

1

Geräte-Kennlini­en einstellen

Die Einstellung der Geräte-Kennlinie erfolgt am Print PLI 10 über den DIP-Schalter
Mode.

Print PLI 10 - Position des DIP-Schalters Mode

DIP-Wert Geräte-Kennlinie Beschreibung

b3 b2 b1 b0

0 0 0 0 V1 bestehende Balzers-Anlagensysteme
0 0 0 1 V2 bestehende Balzers-Anlagensysteme
0 0 1 0 V3 Master/Slave-Betrieb mit mehreren Geräten und

somit Strömen > 100 A.

Signal Signalbeschreibung Wert Geräte-Kennlinie

V1 V2 V3

Eingang Spannungs-Sollwert 0 - 10 V 0 - 600 V 0 - 1000 V 0 - 1000 V
Ausgang Spannungs-Istwert 0 - 10 V 0 - 300 V 0 - 1000 V 0 - 1000 V
Ausgang Strom-Istwert 0 - 10 V 0 - 100 A 0 - 100 A 0 - 1000 A

14

Parameter für Lichtbogen-Überwachung einstellen

Einstellbare
Parameter

Erklärung

-IOFFSET 1 - STAT

-IOFFSET 2 - DYN

- Empfindlichkeit

Die Einstellung der Parameter erfolgt mittels der DIP-Schalter Threshold, IO1 STAT und
IO2 DYN am Print PLI 10.

U, I

U-Soll

Sollwert-Rampe
nach Startsignal
(z.B. 100 V/s)

Schwelle

I

0

Lichtbogen

IOFFSET 2

IOFFSET 1

t

OFF

t

Maximaler
Schwellenwert
einer Anlage

IOFFSET 1 und IOFFSET 2

Der Ausgangsstrom der Spannungsquelle wird ständig gemessen. Die aktuellen Aus­gangsstrom-Werte werden mit den Werten des eingestellten Mindeststromes (IOFFSET 1)
und der Summe des zeitlichen Mittels von Ausgangsstrom und IOFFSET 2 verglichen.
Bei Auftreten eines Lichtbogens im Plasmaprozess bricht die Plasmaspannung zusam­men. Als Folge steigt der Ausgangsstrom schnell an und überschreitet den eingestellten
Schwellwert. Die Lichtbogen-Überwachung schaltet das Leistungsteil für die Dauer t

OFF

ab. Danach steigt die Ausgangsspannung mit 100 V/s oder der maximalen Steigung
wieder bis zum eingestellten Sollwert an.
Die maximale Steigung beträgt ca. 6500 V/s und ist abhängig von der Länge der Plas­ma-Stromkabel.

Der maximale Schwellenwert einer Anlage errechnet sich wie folgt:

Schwellenwert

= n x 60 A + 10 A

max

n ............ Anzahl der Spannungsquellen in einer Anlage

60 A ....... maximaler Arbeitsstrom einer Spannungsquelle

10 A ....... Reserve

z.B.:
Bei 3 Spannungsquellen innerhalb einer Anlage ergibt sich ein maximaler Schwellenwert
von 3 x 60 + 10 A, also 190 A.

15

Position der DIP­Schalter Thres­hold, IO1 STAT
und IO2 DYN am
Print PLI 10

IOFFSET 1 und
IOFFSET 2 einstel­len

ModeMode

Empfindlichkeit

Position der DIP-Schalter Threshold, IO1 STAT und IO2 DYN

ThresholdThreshold

IOFFSET 2
IOFFSET 1

VORSICHT! Falsch eingestellte Werte können zu Sachschäden an der Anlage
führen. Vor Inbetriebnahme der Spannungsquelle eingestellte Werte kontrollie­ren und gegebenenfalls anpassen.

Die Lichtbogen-Schwellwerte IOFFSET 1 und IOFFSET 2 werden am Print PLI 10 an den
DIP-Schalter IO1 STAT und IO2 DYN eingestellt.
Der eingestellte Wert eines Nibbles entspricht dem Schwellwert (0 - 75 A), Auflösung 5 A
pro Digit.

Werksseitige Einstellung der Pausenzeit t

OFF

:

- Bei Betriebsmodus „0“ ... 1 s

- Bei Betriebsmodus „1“ ... 20 ms

DIP-Wert Stromwert

b3 b2 b1 b0

0 0 0 0 0 A
0 0 0 1 5 A
0 0 1 0 10 A
0 0 1 1 15 A
...
1 1 0 1 65 A
1 1 1 0 70 A
1 1 1 1 75 A

Fall 1 ­IOFFSET 1 > 0,
IOFFSET 2 > 0

I (A)

M

IOFFSET 1 ≠ 0, IOFFSET 2 ≠ 0

IOFFSET 1 ≠ 0
IOFFSET 1 = M
M = Wert von 0 - 75 A (0 - 15d)

N

IOFFSET 2 ≠ 0
IOFFSET 2 = N
N = Wert von 0 - 75 A (0 - 15d)

M ≠ N

t (s)

Wiedereinschalt-Rampe: 100 V/s

16

Fall 2 ­IOFFSET 1 = 0,
Wert für IOFFSET 2

I (A)

N

IOFFSET 1 = 0, IOFFSET 2 = N

IOFFSET 1 = 0
IOFFSET 2 ≠ 0

N

IOFFSET 2 = N
N = Wert von 0 - 75 A (0 - 15d)

Wiedereinschalt-Rampe: 100 V/s

t (s)

Fall 3 ­Wert für IOFFSET 1,
IOFFSET 2 = 0

Empfindlichkeit
der Lichtbogen­Erkennung und
Dauer des
schnellen Ab­schaltesignals
einstellen

I (A)

IOFFSET 1 ≠ 0
IOFFSET 1 = M

M

M = Wert von 0 - 75 A (0 - 15d)

IOFFSET 2 = 0

Wiedereinshalt-Rampe: mit maximaler
Steigung (ca. 6500 V/s)

t (s)

IOFFSET 1 = M, IOFFSET 2 = 0

VORSICHT! Falsch eingestellte Werte können zu Sachschäden an der Anlage
führen. Vor Inbetriebnahme der Spannungsquelle eingestellte Werte kontrollie­ren und gegebenenfalls anpassen.

Die Empfindlichkeit der Lichtbogen-Erkennung und die Dauer des schnellen Abschaltesi­gnals werden am Print PLI 10 an den DIP-Schalter mit der Bezeichnung „Threshold“
eingestellt.
Die Funktion lässt sich am Print MM_ARC in der Spannungsquelle BIAS 300 Plasma
mittels der LEDs „Sense0“ bis „Sense4“ überprüfen.

Schalter gedrückt = logisch „1“
LED leuchtet = logisch „1“

DIP-Wert LED „Sense“ Min. Lichtbogen- Zeitdauer TX_LWL1,

b3 b2 b1 b0

0 1 2 3 4 Dauer Disable

0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 ns 20 ms
0 0 0 1 0 1 0 0 0 200 ns 20 ms
0 0 1 0 0 0 1 0 0 400 ns 20 ms
0 0 1 1 0 1 1 0 0 600 ns 20 ms
0 1 0 0 0 0 0 1 0 0 ns 100 ms
0 1 0 1 0 1 0 1 0 200 ns 100 ms
0 1 1 0 0 0 1 1 0 400 ns 100 ms
0 1 1 1 0 1 1 1 0 600 ns 100 ms
1 0 0 0 1 0 0 0 1 100 ns 200 ms
1 0 0 1 1 1 0 0 1 300 ns 200 ms

17

Empfindlichkeit
der Lichtbogen­Erkennung und
Dauer des
schnellen Ab­schaltesignals
einstellen

(Fortsetzung)

Einstellbeispiel

DIP-Wert LED „Sense“ Min. Lichtbogen- Zeitdauer TX_LWL1,
b3 - b0 0 1 2 3 4 Dauer Disable

1010 1 0 1 0 1 500 ns 200 ms
1011 1 1 1 0 1 700 ns 200 ms
1100 1 0 0 1 1 100 ns 500 ms
1101 1 1 0 1 1 300 ns 500 ms
1110 1 0 1 1 1 500 ns 500 ms
1111 1 1 1 1 1 700 ns 500 ms

Die „minimale Lichtbogen-Dauer“ ist ein Filter der verhindert, dass kurze Störimpulse im
ns-Bereich nicht von der empfindlichen Logik der Überstromabschaltung registriert
werden.
Störimpulse, die kürzer als der eingestellte Wert dauern, werden nicht als Überstrom
erkannt.

Die „Zeitdauer TX_LWL1, Disable“ gibt die Zeitdauer an, für wie lange nach Auftreten
eines Lichtbogens kein Licht am Lichtwellen-Leiter anliegt.

ThresholdMode

IO1 STAT

IO2 DYN

Einstellbeispiel der Dip-Schalter am Print PLI10

Dip-Schalter Einstellung von Dip-Wert tatsächlicher Wert

Mode Geräte-Kennlinie 0001 Geräte-Kennlinie V2
Threshold Empfindlichkeit 0011 600 ns min. Lichtbogen-Dauer,

20 ms Zeitdauer TX_LWL1 Disable
IO1 STAT IOFFSET 1 1001 45 A
IO2 DYN IOFFSET 2 0000 0 A; maximale Steigung (Fall 3)

18

Eingangssignale und Ausgangssignale

Abkürzungen

Eingangssignale
und Ausgangssi­gnale

E = Eingangssignale, von der Steuerung an die Spannungsquelle
A = Ausgangssignale, von der Spannungsquelle an die Steuerung

A: Pin B1 ... + 24 V
A: Pin A4 ... GND

Die Pins B1 und A4 sind galvanisch von den Ausgangsbuchsen der Spannungsquelle
BIAS 300 Plasma getrennt. B1 und A4 dienen zur Versorgung der Steuerung.

HINWEIS! Diese Spannungsversorgung ist nicht kurzschlussfest! Die Belastung
darf maximal 100 mA betragen.

E: Pin A1 ... Spannungs-Sollwert
A: Pin A4 ... GND

Die Ausgangsspannung der Spannungsquelle BIAS 300 Plasma lässt sich über die
Steuerspannung zwischen den Pins A1 und A4 vorgeben:
0 - 10 V entspricht 0 - 600 V bei V1, 0 - 1000 V bei V2 und 0 - 1000 V bei V3

A: Pin A2 ... Strom-Istwert
A: Pin A4 ... GND

Der Ist-Strom der Spannungsquelle BIAS 300 Plasma lässt sich über die Pins A2 und A4
überwachen:
0 - 10 V entspricht 0 - 100 A bei V1, 0 - 100 A bei V2 und 0 - 1000 A bei V3

A: Pin A3 ... Spannungs-Istwert
A: Pin A4 ... GND

Die Ist-Spannung der Spannungsquelle BIAS 300 Plasma lässt sich über die Pins A3
und A4 überwachen:
0 - 10 V entspricht 0 - 300 V bei V1, 0 - 1000 V bei V2 und 0 - 1000 V bei V3

E: Pin B2 ... Start (0 V) / Stop (+ 24 V)
A: Pin A4 ... GND

Die Spannungsquelle BIAS 300 Plasma erhält ein Startsignal, sobald + 0 V zwischen den
Pins B2 und A4 anliegen.

E: Pin B3 ... Lichtbogen-Erkennung Enable(+24 V) / Disable ( +0 V)
A: Pin A4 ... GND

Liegen zwischen den Pins B3 und A4 + 24 V an, lässt sich die Spannungsquelle BIAS
300 Plasma in den Lichtbogen-Erkennungs Modus (ARC-Detect) schalten.
Im Lichtbogen-Erkennungs Modus ist die Stromüberwachung aktiv. Je nach eingestellter
Ioffset 1 und dynamischer Schwelle ist die BIAS 300 Plasma mehr oder weniger auf
Überstrom empfindlich.

E: Pin B4 ... Betriebsmodus „1“ (+ 24 V) / „0“ (0 V)
A: Pin A4 ... GND

Mit diesem Steuereingang lässt sich zwischen Betriebsmodus „1“ und Betriebsmodus „0“
umschalten.

Betriebsmodus „0“:
Wiedereinschalten nach einem Lichtbogen nach 1 Sekunde

Betriebsmodus „1“:
Wiedereinschalten nach einem Lichtbogen nach 20 ms

Nach einem Lichtbogen wird die Ausgangsspannung konstant mit 100 V/s oder der
maximalen Steigung zum Spannungs-Sollwert hochgefahren.

19

Eingangssignale
und Ausgangssi­gnale

(Fortsetzung)

A: Pin B5 ... ERR1
A: Pin C1 ... ERR2

Tritt während des Prozesses ein Fehler auf, wird dieser potentialfreie Kontakt geöffnet.

A: Pin C2 ... Kritischer Fehler (Critical ERR1)
A: Pin C3 ... Kritischer Fehler (Critical ERR2)

Tritt während des Prozesses ein Fehler auf, wird dieser potentialfreie Kontakt geöffnet.
Die Spannungsquelle BIAS schaltet ab. Servicedienst verständigen!
Keine kritischen Fehler sind Übertemperatur, Über- und Unterspannung, Phasenausfall
und Schnell-Stop.

A: Pin C4 ... 1 sec. Impuls (ARC1s 1)
A: Pin C5 ... 1 sec. Impuls (ARC1s 2)

Tritt ein Lichtbogen auf, wird dieser potentialfreie Kontakt für die Dauer von 1 Sekunde
geschlossen.

20

Steuerung externer Komponenten, Netzanschluss

Allgemeines

Steckerbelegung
von Anschluss
Arc Signals

Um eine schnelle Reaktion auf einen Lichtbogen zu gewährleisten, ist am Interface der
Anschluss Arc Signals vorhanden. Die elektrischen Signale dieser 14-poligen Amphenol­buchse kommen direkt vom Print MM_ARC der Spannungsquelle.

Pin Bezeichnung Beschreibung

A D1OUT_C Disable DPS2500 Kollektor (potentialfrei)
B D1OUT_E Disable DPS2500 Emitter (potentialfrei)
C D2OUT_C Lichtbogen-Signal Kollektor (potentialfrei)
D D2OUT_E Lichtbogen-Signal Emitter (potentialfrei)
E N.C. nicht belegt
F N.C. nicht belegt
G D1IN

1)

Disable ARC-Signalising (potentialfrei); wirkt auf die Signale
an den Pins A-D und die Signale über Lichtwellen-Leiter

H D1IN_GND

1)

Disable ARC-Signalising (potentialfrei); wirkt auf die Signale

an den Pins A-D und die Signale über Lichtwellen-Leiter
I N.C. nicht belegt
J N.C. nicht belegt
K D3IN Reserve
L D3IN_GND Reserve
M +24 V EXT +24 V extern
N GND EXT GND extern

Netzanschluss

HINWEIS! Die Spannungsversorgung zwischen Pin M und N ist nicht kurz-

schlussfest! Die Belastung darf maximal 50 mA betragen.

1)

Das Ausschalten der Lichtbogen-Signalisierung (Disable ARC-Signalising, Pin G ­H) wirkt:

- nur auf die Signale D1OUT_C, D1OUT_E, D2OUT_C und D2OUT_E (Pins A ­D)

- nicht auf die Lichtbogen-Signale über die Lichtwellen-Leiter

Low ... Signale an den Pins A - D sind aktiviert
High ... Signale an den Pins A - D sind deaktiviert

1 ..... L1

2 ..... L2

3 ..... L3

4 ..... nicht belegt

5 ..... nicht belegt

6 ..... Masse

Netzkabel am Netzstecker des Interfaces
anschließen

21

Technische Daten

Sonderspannung

Technische
Daten

HINWEIS! Falsch ausgelegter Netzstecker, Netzzuleitung sowie deren Absiche-

rung kann zu schwerwiegenden Sachschäden führen. Ist das Gerät für eine
Sonderspannung ausgelegt, gelten die Technischen Daten am Leistungsschild.
Netzstecker, Netzzuleitung sowie deren Absicherung sind entsprechend auszu­legen.

Versorgungsspannung 24 V
Versorgungsspannungs-Toleranz -15% / +20%
Digitale Ausgänge:

Max. Schaltspannung 30 V
Max. Schaltstrom 2 A DC

Digitale Eingänge:
Eingangsspannung 18 - 36 V
Eingangsstrom 8,3 mA (24 V)

Analoge Ausgänge:
Ausgangsspannung 0 - 10 V
Max. Ausgangsstrom 100 µA

Analoge Eingänge:
Eingangsspannung 0 - 10 V
Max. Eingangsstrom 102 µA (10 V)

Schutzart IP23
Abmessungen l/b/h 180/310/190 mm
Prüfzeichen CE

22

Dear Reader

Introduction

Thank you for choosing Fronius - and congratulations on your new, technically high­grade Fronius product! This instruction manual will help you get to know your new
machine. Read the manual carefully and you will soon be familiar with all the many
great features of your new Fronius product. This really is the best way to get the most
out of all the advantages that your machine has to offer.

Please also take special note of the safety rules - and observe them! In this way, you
will help to ensure more safety at your product location. And of course, if you treat your
product carefully, this definitely helps to prolong its enduring quality and reliability - things
which are both essential prerequisites for getting outstanding results.

ud_fr_st_et_00493 012004

Table of contents

General remarks ........................................................................................................................................... 2

Safety ....................................................................................................................................................... 2

Device concept......................................................................................................................................... 2

Ports ......................................................................................................................................................... 2

Removing the Analog robot interface from the BIAS 300 Plasma power source .......................................... 3

Safety ....................................................................................................................................................... 3

Preparations ............................................................................................................................................. 3

Disconnecting cables and plugs ............................................................................................................... 4

Removing the Analog robot interface from the BIAS 300 Plasma power source ..................................... 6

Inserting the Analog robot interface in the BIAS 300 Plasma power source ................................................. 8

Safety ....................................................................................................................................................... 8

Prerequisite for installing an interface ...................................................................................................... 8

Inserting the Analog robot interface in the BIAS 300 Plasma power source ............................................ 8

Connecting cables and plugs ................................................................................................................. 10

Finally... ...................................................................................................................................................11

Commissioning ........................................................................................................................................... 12

General remarks .................................................................................................................................... 12

Connecting the interface to the robot control ......................................................................................... 12

Checking control levels .......................................................................................................................... 13

Setting DIP switches .............................................................................................................................. 13

Adjusting device characteristics ............................................................................................................. 14

Adjusting parameters for arc watchdog....................................................................................................... 15

Adjustable parameters ........................................................................................................................... 15

Explanatory Note .................................................................................................................................... 15

Maximum system threshold ................................................................................................................... 15

Position of „Threshold“, „IO1 STAT“ and „IO2 DYN“ DIP switches on PLI 10 PC board ........................ 16

Setting Ioffset 1 and Ioffset 2 ................................................................................................................. 16

Case 1 - Ioffset 1 > 0, Ioffset 2 > 0 ......................................................................................................... 16

Case 2 - Ioffset 1 = 0, value for Ioffset 2 ................................................................................................ 17

Case 3 - value for Ioffset 1, Ioffset 2 = 0, ............................................................................................... 17

Adjusting sensitivity of arc detection and duration of rapid switch-off signal .......................................... 17

Settings example ................................................................................................................................... 18

Input and output signals .............................................................................................................................. 19

Abbreviations ......................................................................................................................................... 19

Input and output signals ......................................................................................................................... 19

Controlling external components, mains connection ................................................................................... 21

General remarks .................................................................................................................................... 21

Plug layout of Arc Signals port ............................................................................................................... 21

Mains connection ................................................................................................................................... 21

Technical Data............................................................................................................................................. 22

Special voltages ..................................................................................................................................... 22

Technical Data........................................................................................................................................ 22

1

General remarks

Safety

Device concept

Ports

WARNING! Operating the device incorrectly can cause serious injury and

damage. Only carry out the activities described here after you have fully read
and understood these operating instructions and the following documents:

- the power source operating instructions, particularly the chapter entitled

„Safety rules“.

- all operating instructions for the complete system

The Analog BIAS 300 Plasma robot interface is an interface for connecting the BIAS 300
Plasma power source to a robot control.

NOTE! The interface must be connected to the power source in order for them
both to work.

(4) (5) (6)(3)(2)

(7)

(1)

(10)

(8)

(9)

Robot interface Analog BIAS 300 Plasma, connected to the BIAS 300 Plasma power source

(1) Mains plug

6-pin Harting plug for connecting the
mains cable

(2) Ground (earth)
(3) Arc In port

Socket for fibre optic cable for trans­mitting the safety function signal from
an external device or an external
control (see activating/deactivating
the safety function in the power
source operating instructions)

(4) Arc Out port

Socket for connecting the arc signals
using fibre optic cables

(5) Arc bus port

for connecting an individual bus
system for rapid switch-off

(6) Arc bus port

for connecting an individual bus
system for rapid switch-off

(7) LocalNet port

standardised socket for system add­ons (e.g. remote control) or for ser­vice purposes

(8) LHSB connection

for data transmission with parallel
configuration

(9) Arc Signals port

14-pin amphenol socket for connec­ting the arc signal

(10) Control plug

6-pin Harting plug for connecting the
cable from the control

2

Removing the Analog robot interface from the BIAS
300 Plasma power source

Safety

Preparations

WARNING! Work performed incorrectly can cause serious injury and damage.

The following activities must only be carried out by trained and qualified person­nel! Follow the safety rules.

WARNING! An electric shock can be fatal. Before opening the power source:

- Switch off the device

- Disconnect device from the mains

- Attach a clearly legible and easy-to-understand warning sign to prevent
anyone switching it on again

- If necessary, discharge any live components (e.g. capacitors).

The housing screws provide an adequate PE conductor connection for earthing
the housing. The screws must never be replaced with different screws unless a
reliable PE conductor connection is established.

1. Turn the mains switch (4) on the
power source to the „O“ position

2. Unplug power source from the mains

3. Disconnect all cables from the power
source (current cable, arc bus cable,
LHSB cables, etc.)

4. Remove the left-hand side panel (2)
of the power source:
Undo 8 TX20 screws (1)

5. Remove the right-hand side panel (3)
of the power source:
Undo 8 TX20 screws

(1)
(1)

(1)

(3)(2) (1)

(4)

(1)

(1) (1)

Removing the left-hand and right-hand side panels

(1)

3

Preparations

(continued)

WARNING! An electric shock can be fatal. Before carrying out any work on the
power source, discharge the intermediate circuit capacitors using a resistor
rated at 1 kOhm/9 W.

(a)

12

(b)

3

4

Discharge intermediate circuit capacitors

6. Discharge the intermediate circuit capacitors using a resistor rated at 1 kOhm/9 W:

- Bypass block terminals 1 and 2 for at least 10 seconds using a resistor (a)

- Bypass block terminals 3 and 4 for at least 10 seconds using a resistor (b)

Disconnecting
cables and plugs

(1)

1. Unplug LHSB cable (1)

Unplugging the LHSB cable

4

Disconnecting
cables and plugs

(continued)

(2) (3) (4)

Disconnecting the mains cable

2. Disconnect mains cable (2) from the
block terminals (3) on the mains filter
(4)

(5)

Removing the front panel

(5)(5)

(7)
(8)

3. Undo 3 TX20 screws (5)

4. Tip front panel (6) forwards

(6)

5. Unplug fibre optic cable (7)

6. Unscrew fibre optic cable with screw
connection (8)

Unplugging the fibre optic cable

5

Disconnecting
cables and plugs

(continued)

Unplugging the cable

(9) (10)

(11)(12)

7. Unplug 2-pin Molex plug X7 UEXT (9)

8. Unplug LHSB cables X12, X13 ARC
BUS (10) and (11)

9. Unplug 12-pin Molex plug X5 DIGI/O
(12)

Removing the
Analog robot
interface from the
BIAS 300 Plasma
power source

(1) (1)

(2)

Removing the interface cover

1. Undo 2 TX20 screws (1)

2. Remove interface cover (2)

3. Loosen union nut (3) on interface

4. Unplug LocalNet cable (4)

(3)(4)

Unplugging the LocalNet cable

6

Removing the
Analog robot
interface from the
BIAS 300 Plasma
power source

(continued)

(5) (5)

Removing screws

5. Undo 2 TX20 screws (5),

(6)

(7)

Removing the interface

6. ... Remove interface (6) and pull cable

harness (7) out towards you

BIAS 300 Plasma power source without interface

7

Inserting the Analog robot interface in the BIAS 300
Plasma power source

Safety

Prerequisite for
installing an
interface

WARNING! Work performed incorrectly can cause serious injury and damage.

The following activities must only be carried out by trained and qualified person­nel! Follow the safety rules.

Before installing an interface in the BIAS
300 Plasma power source, any existing
interface must first be removed correctly.

Important! Remove existing interface
according to the operating instructions of
the interface concerned.

BIAS 300 Plasma power source without interface

Inserting the
Analog robot
interface in the
BIAS 300 Plasma
power source

(1)

(2)

Inserting the interface

1. Feed cable harness (2) through
towards the back and insert the
interface (1)

8

Inserting the
Analog robot
interface in the
BIAS 300 Plasma
power source

(continued)

(3) (3)

Securing the interface

2. Fix interface in place with 2 TX20
screws (3)

3. Plug LocalNet cable (4) into interface

4. Tighten union nut (5) on interface

(5)(4)

Connecting the LocalNet cable

(6) (6)

(7)

Fitting the interface cover

5. Put interface cover (7) in place

6. Fix interface cover in place with 2
TX20 screws (6)

9

Connecting
cables and plugs

Plugging in cables

(5)
(6)

(4)

(3)

1. Plug in 12-pin Molex plug X5 DIGI/O
(1)

2. Plug in LHSB cables X12, X13 ARC
BUS (2) and (3)

3. Plug in 2-pin Molex plug X7 UEXT (4)

(2)(1)

4. Connect fibre optic cable with screw
connection (6)

5. Plug in fibre optic cable (5)

Plugging in the fibre optic cable

(7)

Fitting the front panel

(7) (7)

6. Put front panel (8) in place

7. Fix front panel (8) in place using 3
TX20 screws (7)

(8)

10

Connecting
cables and plugs

(continued)

(9) (10) (11)

Connecting the mains cable

Important! Connect the yellow/green PE
conductor to the block terminal marked
„PE „ only.

8. Connect mains cable (9) to the block
terminals (10) on the mains filter (11)

Finally...

Plugging in the LHSB cable

(1) (3)(2) (1)

(12)

9. Plug in LHSB cable (12)

1. Fit the right-hand side panel (3) of the
power source using 8 TX20 screws

2. Fit the left-hand side panel (2) of the
power source using 8 TX20 screws
(1)

(1)
(1)

(1) (1)

Fitting the left-hand and right-hand side panels

(1)

11

(4)

(1)

Commissioning

General remarks

Connecting the
interface to the
robot control

WARNING! If the device is connected to the mains supply during commissio-

ning, there is a risk of serious injury and damage. No work procedures must be
carried out unless:

- the power source mains switch is in the „O“ position,

- the device is unplugged from the mains.

Not all signals supported by the interface need to be used, depending on the application.
The signals shown in bold represent the minimum command subset required in each
instance.

+ 24 V

+ 0 V

+ 24 V

+ 24 V

A1 Voltage command value

A2 Real current value

A3 Real voltage value

=

V

V

A4 GND

A5 Protective earth

B1 + 24 V

B2 Start signal

B3 Arc detection

B4 Operating mode

B5 Floating NC contact 1

C1 Floating NC contact 2

C2 Floating NC contact 1 - critical error

C3 Floating NC contact 2 - critical error

C4 Floating NO contact 1 - 1 sec. pulse

C5 Floating NO contact 2 - 1 sec. pulse

Control plug layout

12

Checking control
levels

The control levels can be individually adjusted using jumpers on PC board PLI10.

CAUTION! Incorrectly set control levels can cause damage to the device.
Before commissioning the power source, the control levels must be checked
and adjusted as necessary.

(1)

(2)

(3)

(4)

PC board PLI 10 - position of jumpers

Setting DIP
switches

(1) Jumper I-command

Not in use

(2) Jumper reserve (U-command)

value range 0 - 10 V corresponds to 0 - 600 V

(3) Jumper I-real

value range 0 - 10 V corresponds to 0 - 100 A

(4) Jumper U-real

value range 0 - 10 V corresponds to 0 - 300 V

NOTE! Do not adjust the jumpers that are set in the factory to amplification
factor 1.0. Characteristics can be set using DIP switches.

The devices characteristic and the arc monitoring parameters are set using DIP switches
on the PLI10 board.
The illustration below aims to clarify the function and possible settings for the DIP
switches on the PLI10 board:

0 Nibble top = 0

(e.g. switches 1, 2 and 3)

b0b1b2b3

0

1 Nibble bottom = 1

(e.g. switch 4)

1

Diagrammatic representation of a DIP switch on the
PLI10 board

13

Bit 0 ... LSB
Bit 3 ... MSB

Adjusting device
characteristics

The device characteristics can be set using the „Mode“ DIP switch on the PC board PLI

10.

PC board PLI 10 - position of „Mode“ DIP switch

DIP value Device characteristic Description

b3 b2 b1 b0

0 0 0 0 V1 existing Balzers machines
0 0 0 1 V2 existing Balzers machines
0 0 1 0 V3 master/slave mode with several devices and

therefore currents > 100 A.

Signal Signal description Value Device characteristic

V1 V2 V3

Input Voltage command value 0 - 10 V 0 - 600 V 0 - 1000 V 0 - 1000 V
Output Real voltage value 0 - 10 V 0 - 300 V 0 - 1000 V 0 - 1000 V
Output Real current value 0 - 10 V 0 - 100 A 0 - 100 A 0 - 1000 A

14

Adjusting parameters for arc watchdog

Adjustable para­meters

Explanatory Note

-IOFFSET 1 - STAT

-IOFFSET 2 - DYN

- Sensitivity

The parameters are set using the „Threshold“, „IO1 STAT“ and „IO2 DYN“ DIP switches
on the PLI 10 PC board.

U, I

U-command

Command ramp value
after start signal
(e.g. 100 V/s)

Threshold

I

0

Arc

IOFFSET 2

IOFFSET 1

t

OFF

t

Maximum system
threshold

IOFFSET 1 and IOFFSET 2

The power source output current is measured constantly. The present output voltages
are compared with the defined minimum current values (IOFFSET 1) and the total of the
average output voltage over time and IOFFSET 2.
If an arc appears in the plasma process, the plasma voltage collapses. As a result, the
output voltage rises rapidly and exceeds the set threshold value. The arc watchdog
switches off the power module for the duration specified in t

. After that, the output

OFF

voltage increases again at 100 V/s or at the maximum ramp value up to the specified
command value.
The maximum ramp value is about 6500 V/s and depends upon the palsma current
cable length.

The maximum threshold value of a system is calculated as follows:

Threshold value

= n x 60 A + 10 A

max

n ............ Number of power sources in a system

60 A ....... maximum operating current of a power source

10 A ....... Spare

e.g.:
If there are 3 power sources in a system, the maximum threshold value is 3 x 60 + 10 A,
i.e. 190 A.

15

Position of
„Threshold“,
„IO1 STAT“ and
„IO2 DYN“ DIP
switches on PLI
10 PC board

Setting IOFFSET 1
and IOFFSET 2

ModeMode

Empfindlichkeit

Position of „Threshold“, „IO1 STAT“ and „IO2 DYN“ DIP switches

ThresholdThreshold

IOFFSET 2
IOFFSET 1

CAUTION! Incorrectly set values can cause damage to the system. Before
commissioning the power source, check the values and adjust as necessary.

The arc threshold values IOFFSET 1 and IOFFSET 2 are set using the eight DIP switches
marked „IO1 STAT“ and „IO2 DYN“ on the PLI 10 PC board.
The set value of a nibble corresponds to the threshold value (0 - 75 A), resolution 5 A per
digit.

Factory setting for pause t

OFF

:

- For operating mode „0“: 1 s

- For operating mode „1“: 20 ms

DIP value Current value

b3 b2 b1 b0

0 0 0 0 0 A
0 0 0 1 5 A
0 0 1 0 10 A
0 0 1 1 15 A
...
1 1 0 1 65 A
1 1 1 0 70 A
1 1 1 1 75 A

Case 1 ­IOFFSET 1 > 0,
IOFFSET 2 > 0

I (A)

M

IOFFSET 1 ≠ 0, IOFFSET 2 ≠ 0

IOFFSET 1 ≠ 0
IOFFSET 1 = M
M = value of 0 - 75 A (0 - 15d)

N

IOFFSET 2 ≠ 0
IOFFSET 2 = N
N = value of 0 - 75 A (0 - 15d)

M ≠ N

t (s)

16

Restart ramp: 100 V/s

Case 2

- IOFFSET 1 = 0,
value for IOFFSET 2

I (A)

IOFFSET 1 = 0
IOFFSET 2 ≠ 0

N

IOFFSET 2 = N
N = value of 0 - 75 A (0 - 15d)

Case 3

- value for IOFFSET
1, IOFFSET 2 = 0,

Adjusting sensiti­vity of arc detec­tion and duration
of rapid switch­off signal

N

t (s)

IOFFSET 1 = 0, IOFFSET 2 = N

I (A)

IOFFSET 1 ≠ 0
IOFFSET 1 = M

Restart ramp: 100 V/s

M

M = value of 0 - 75 A (0 - 15d)

IOFFSET 2 = 0

Restart ramp: with maximum rise
(approx. 6500 V/s)

t (s)

IOFFSET 1 = M, IOFFSET 2 = 0

CAUTION! Incorrectly set values can cause damage to the system. Before
commissioning the power source, check the values and adjust as necessary.

The sensitivity of the arc detection and duration of the rapid switch-off signal are set
using the DIP switches marked „Threshold“ on the PLI 10 PC board.
Its operation can be checked using the „Sense0“ to „Sense4“ LEDs on the MM_ARC PC
board in the BIAS 300 Plasma power source.

Switch pressed = logical „1“
LED lit = logical „1“

DIP value LED „Sense“ Min. arc duration TX_LWL1,

b3 b2 b1 b0

0 1 2 3 4 duration disable
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 ns 20 ms
0 0 0 1 0 1 0 0 0 200 ns 20 ms
0 0 1 0 0 0 1 0 0 400 ns 20 ms
0 0 1 1 0 1 1 0 0 600 ns 20 ms
0 1 0 0 0 0 0 1 0 0 ns 100 ms
0 1 0 1 0 1 0 1 0 200 ns 100 ms
0 1 1 0 0 0 1 1 0 400 ns 100 ms
0 1 1 1 0 1 1 1 0 600 ns 100 ms
1 0 0 0 1 0 0 0 1 100 ns 200 ms
1 0 0 1 1 1 0 0 1 300 ns 200 ms

17

Adjusting sensiti­vity of arc detec­tion and duration
of rapid switch­off signal

(continued)

Settings example

DIP value LED „Sense“ Min. arc duration TX_LWL1,

b3 - b0 0 1 2 3 4 duration disable
1010 1 0 1 0 1 500 ns 200 ms
1011 1 1 1 0 1 700 ns 200 ms
1100 1 0 0 1 1 100 ns 500 ms
1101 1 1 0 1 1 300 ns 500 ms
1110 1 0 1 1 1 500 ns 500 ms
1111 1 1 1 1 1 700 ns 500 ms

The „minimum arc duration“ is a filter that prevents short glitches in the ns-range from
being detected by the sensitive logic of the overcurrent cut-out.
Glitches shorter than the set value are not recognised as overcurrents.

The „Duration TX_LWL1, disable“ specifies the length of time after an arc appears
during which there is no light in the fibre optic cable.

ThresholdMode

IO1 STAT

IO2 DYN

Example DIP switch settings on the PLI10 board

DIP switch Sets DIP value Actual value

Mode Device characteristic 0001 Device characteristic V2
Threshold Sensitivity 0011 600 ns min. arc duration,

20 ms duration TX_LWL1 Disable
IO1 STAT IOFFSET 1 1001 45 A
IO2 DYN IOFFSET 2 0000 0 A; maximum rise (case 3)

18

Input and output signals

Abbreviations

Input and output
signals

E = input signals, from the control unit to the power source
A = output signals, from the power source to the control unit

A: Pin B1 ... + 24 V
A: Pin A4 ... GND

Pins B1 and A4 are electrically isolated from the output jacks on the BIAS 300 Plasma
power source. B1 and A4 supply the control unit.

NOTE! This power supply is not short circuit proof. The load must not exceed
100 mA.

E: Pin A1 ... Voltage command value
A: Pin A4 ... GND

The output voltage of the BIAS 300 Plasma power source can be specified using the
control voltage between pins A1 and A4:
0 - 10 V corresponds to 0 - 600 V at V1. 0 - 1000 V at V2 and 0 - 1000 V at V3

A: Pin A2 ... Real current value
A: Pin A4 ... GND

The real current on the BIAS 300 Plasma power source can be monitored using pins A2
and A4:
0 - 10 V corresponds to 0 - 100 A at V1. 0 - 100 A at V2 and 0 - 1000 A at V3

A: Pin A3 ... Real voltage value
A: Pin A4 ... GND

The real voltage on the BIAS 300 Plasma power source can be monitored using pins A3
and A4:
0 - 10 V corresponds to 0 - 300 V at V1. 0 - 1000 V at V2 and 0 - 1000 V at V3

E: Pin B2 ... Start (0 V) / Stop (+ 24 V)
A: Pin A4 ... GND

The BIAS 300 Plasma power source receives a start signal once there is + 0 V between
pins B2 and A4.

E: Pin B3 ... Arc detection enable (+24 V) / disable (+0 V)
A: Pin A4 ... GND

If there is + 24 V between pins B3 and A4, the BIAS 300 Plasma power source can be
switched to arc detection mode (ARC-Detect).
In arc detection mode, the current watchdog is active. Depending on the specified Ioffset
1 and dynamic threshold, the BIAS 300 Plasma is more or less sensitive to overcurrent.

E: Pin B4 ... Operating mode „1“ (+ 24 V) / „0“ (0 V)
A: Pin A4 ... GND

This control input can be used to switch between operating modes „1“ and „0“.

Operating mode „0“:
Switching on again after an arc, after 1 second

Operating mode „1“:
Switching on again after an arc, after 20 ms

After an arc, the output voltage is raised constantly at 100 V/s or at the maximum ramp
value to the voltage command value.

19

Input and output
signals

(continued)

A: Pin B5 ... ERR1
A: Pin C1 ... ERR2

If an error occurs during the process, this floating contact is opened.

A: Pin C2 ... Critical error (Critical ERR1)
A: Pin C3 ... Critical error (Critical ERR2)

If an error occurs during the process, this floating contact is opened. The BIAS power
source shuts down. Contact After-Sales Service
Over-temperature, overvoltage and undervoltage, phase failure and quick-stop are not
critical errors.

A: Pin C4 ... 1 sec. pulse (ARC1s 1)
A: Pin C5 ... 1 sec. pulse (ARC1s 2)

If an arc appears, this floating contact is closed for 1 second.

20

Controlling external components, mains connection

General remarks

Plug layout of
Arc Signals port

The Arc Signals port is available on the interface to ensure a rapid response to an arc.
The electrical signals of this 14-pin amphenol socket come directly from the MM_ARC
PC board on the power source.

Pin Designation Description

A D1OUT_C Disable DPS2500 collector (floating)
B D1OUT_E Disable DPS2500 emitter (floating)
C D2OUT_C Arc signal collector (floating)
D D2OUT_E Arc signal emitter (floating)
E N.C. not assigned
F N.C. not assigned
G D1IN Disable ARC signalling (floating) affects the signals on pins

A-D and the signals via fibre optic cable

H D1IN_GND Disable ARC signalling (floating) affects the signals on pins

A-D and the signals via fibre optic cable
I N.C. not assigned
J N.C. not assigned
K D3IN Spare
L D3IN_GND Spare
M +24 V EXT +24 V external
N GND EXT GND external

Mains connection

NOTE! The power supply between pins M and N is not short circuit proof. The

maximum load is 50 mA.

1)

Switching of the arc signalling (Disable ARC signalling, pin G – H) affects:

- only the signals D1OUT_C, D1OUT_E, D2OUT_C and D2OUT_E (pins A -D)

- and not the arc signals via the fibre optic cable

Low ... signals on pins A-D are activated
High ... signals on pins A-D are deactivated

1 ..... L1

2 ..... L2

3 ..... L3

4 ..... not assigned

5 ..... not assigned

6 ..... Ground (earth)

Connecting the mains cable to the mains plug on the
interface

21

Technical Data

Special voltages

Technical Data

NOTE! Incorrectly rated mains plugs, mains leads or fuses can lead to serious

damage. If the device is designed for a special voltage, the technical data on
the rating plate apply. The mains plug, mains lead and their fuse protection
must be rated accordingly.

Supply voltage 24 V
Supply voltage tolerance -15% / +20%
Digital outputs:

Max. switching voltage 30 V
Max. switching current 2 A DC

Digital inputs:
Input voltage 18 - 36 V
Input current 8.3 mA (24 V)

Analog outputs:
Output voltage 0 - 10 V
Max. output current 100 µA

Analog inputs:
Input voltage 0 - 10 V
Max. input current 102 µA (10 V)

Protection IP23
Dimensions l/w/h 180/310/190 mm
Marks of conformity CE

22

FRONIUS INTERNATIONAL GMBH

Buxbaumstraße 2, A-4600 Wels, Austria

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