SEC-ST-48-6-P01 Motorcontroller

Motorcontroller
SEC-ST-48-6-P01
Beschreibung
8046712
1507d
[8046713]
Bezeichnung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . SCE-ST-48-6-P01-DE
Ausgabe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . de 1507d
Teile‐Nr. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . [8046713]
Festo AG & Co.KG, D‐73726 Esslingen
Internet: http://www.festo.com
E-Mail: [email protected]
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verpflichten zu Schadenersatz. Alle Rechte für den Fall der
Patent-, Gebrauchsmuster- oder Geschmacksmustereintragung
vorbehalten.
Inhalt und allgemeine Sicherheitshinweise
Inhaltsverzeichnis
Bestimmungsgemäße Verwendung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
VI
Zielgruppe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
VII
Service . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
VII
Hinweise zur vorliegenden Beschreibung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
VII
Allgemeines zu Schrittmotorsystemen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . VIII
Vorgehensweise zur richtigen Einstellung des Schrittmotors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . XIII
Wichtige Benutzerhinweise . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . XVI
Warenzeichen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . XVIII
Sicherheitshinweise . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . XVIII
1.
Komponentenübersicht . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1-1
1.1
1.2
1.3
Übersicht . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Leistungsmerkmale . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Controllerteil . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.3.1
Kurzbeschreibung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Leistungsendstufe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.4.1
Kurzbeschreibung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.4.2
Interne Überwachung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Anzeigen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.5.1
Betriebsbereitschafts-Anzeige . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.5.2
Fehleranzeige . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Benutzerschnittstellen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.6.1
Eingang Enable . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.6.2
Eingang Direction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.6.3
Eingang Clock . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.6.4
Ausgang Error . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Einstellungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.7.1
Der Stepmodus . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.7.2
Die Stromeinstellung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.7.3
Die Stromreduzierung I-Red . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.7.4
Der Schalter Enable . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.7.5
Die Tasten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1-3
1-3
1-4
1-4
1-4
1-4
1-4
1-5
1-5
1-5
1-6
1-6
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1-10
1-10
1-12
1-13
1-13
1-14
1.4
1.5
1.6
1.7
Festo SCE-ST-48-6-P01-DE de 1507d Deutsch
III
Inhalt und allgemeine Sicherheitshinweise
2.
Montage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2-1
2.1
2.2
2.3
Abmessungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Stromversorgung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Elektromechanik: Vorderansicht . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2-3
2-5
2-6
3.
Installation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3-1
3.1
3.5
Material . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.1.1
Hersteller . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.1.2
Stecker X1 für Steuerleitung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.1.3
Stecker X2 für Anschluss des Schrittmotors . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.1.4
Stecker X3 für Spannungsversorgung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.1.5
PE-Anschluss des SEC-ST . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Steckverbinder und deren Pinbelegungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.2.1
X1 Stecker für Steuerleitung KSPC-SECST-1,5 . . . . . . . . . . . . . . . .
3.2.2
Motorleitung und Stromversorgung für den SEC-ST . . . . . . . . . . . .
Leitungen anschließen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.3.1
Anschlussübersicht . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.3.2
SEC-ST-Gesamtsystem . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.3.3
Motor an SEC-ST anschließen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.3.4
SEC-ST an Stromversorgung anschließen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.3.5
SEC-ST an Steuerung anschließen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
PE-Schutzleiter und Schirmanschlüsse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.4.1
Anschlusshinweise . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.4.2
Galvanische Trennungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Maßnahmen zur Einhaltung von EMV-Richtlinien . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3-3
3-3
3-4
3-4
3-4
3-4
3-5
3-5
3-6
3-7
3-8
3-9
3-9
3-10
3-10
3-11
3-11
3-11
3-12
4.
Inbetriebnahme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4-1
4.1
Inbetriebnahme des SEC-ST . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4-3
5.
Diagnose und Fehlerbehandlung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5-1
5.1
5.2
Fehlermeldungen des SEC-ST . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Fehlfunktion des SEC-ST . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5-3
5-4
3.2
3.3
3.4
IV
Festo SCE-ST-48-6-P01-DE de 1507d Deutsch
Inhalt und allgemeine Sicherheitshinweise
A.
Technischer Anhang . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
A-1
A.1
Technische Daten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
A.1.1
SEC-ST-48-6-P01 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
A.1.2
Grenzwerte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
A-3
A-3
A-4
Festo SCE-ST-48-6-P01-DE de 1507d Deutsch
V
Inhalt und allgemeine Sicherheitshinweise
Bestimmungsgemäße Verwendung
Der SEC-ST-48-6-P01, im Weiteren SEC-ST genannt, Smart
Elektromotor Controller Steppermotor, dient zum Einsatz in
Schaltschränken für die Steuerung von Schrittmotoren in 2Strangtechnik.
Der SEC-ST muss in sicherer Arbeitsumgebung betrieben
werden. Für die Anlage muss eine NOT-AUS-Abschaltung in­
stalliert sein.
Betreiben Sie den SEC-ST nur unter den zulässigen Umge­
bungsbedingungen.
Der SEC-ST darf nur im stationären industriellen und gewerb­
lichen Einsatz betrieben werden. Die elektromagnetische
Störsicherheit der Leistungselektronik ist nicht ausgelegt zum
Betrieb in mobilen Anlagen, in Haushalten oder Betrieben, die
direkt an das Niederspannungsnetz angeschlossen sind.
Bauen Sie den SEC-ST geschirmt in einen geerdeten Schalt­
schrank ein. Die elektromagnetische Verträglichkeit (EMV)
der Leistungselektronik ist sonst nicht gewährleistet.
Der SEC-ST ist nur folgendermaßen zu benutzen:
–
bestimmungsgemäß
–
im Originalzustand
–
ohne eigenmächtige Veränderungen
–
in technisch einwandfreiem Zustand
Beim Anschluss handelsüblicher Zusatzkomponenten, wie
Sensoren und Aktoren, sind die angegebenen Grenzwerte für
Drücke, Temperaturen, elektrische Daten, Momente usw. ein­
zuhalten.
Beachten Sie die in den jeweiligen Kapiteln angegebenen
Normen sowie die Vorschriften der Berufsgenossenschaften,
des Techn. Überwachungsvereins, die VDE-Bestimmungen
oder entsprechende nationale Bestimmungen.
VI
Festo SCE-ST-48-6-P01-DE de 1507d Deutsch
Inhalt und allgemeine Sicherheitshinweise
Zielgruppe
Diese Beschreibung wendet sich ausschließlich an ausgebil­
dete Fachleute der Steuerungs- und Automatisierungstech­
nik, die
sich zum ersten Mal mit einer Steuerung von Schrittmoto­
ren befassen,
schon Erfahrungen mit Schrittmotoren sammeln konnten.
Service
Bitte wenden sie sich bei technischen Problemen an Ihren
lokalen Festo-Service.
Hinweise zur vorliegenden Beschreibung
Dieses Handbuch wird Sie unterstützen, die erste Inbetrieb­
nahme Ihres SEC-ST erfolgreich durchzuführen.
In diesem Handbuch erhalten Sie wichtige Informationen und
erwerben die grundlegenden Kenntnisse, den SEC-ST fachge­
recht zu bedienen.
Die meisten Arbeitsschritte in diesem Handbuch sind in zwei
Teile gegliedert:
Beschreibungsteil:
Hier erfahren Sie wichtige Hinweise und das Ziel des je­
weiligen Arbeitsschrittes.
Anweisungsteil:
Hier treten Sie in Aktion und führen die Arbeitsschritte
aus.
Festo SCE-ST-48-6-P01-DE de 1507d Deutsch
VII
Inhalt und allgemeine Sicherheitshinweise
Allgemeines zu Schrittmotorsystemen
Beschreibung
Schrittmotoren sind eine Sonderbauform des Synchronmo­
tors, die durch Stromimpulse aus einem dafür notwendigen
Steuergerät angesteuert werden. Dabei entspricht ein Impuls
immer dem gleichen Drehwinkel. Das erlaubt eine Positionie­
rung ohne Rückmeldung.
Schrittmotoren finden auf Grund ihrer ’digitalen’ Drehbewe­
gung Anwendung als Schaltwerk und in der Positioniertech­
nik. Dabei ist zu beachten, dass die Steuerung keinerlei Rück­
meldung darüber erhält, ob der Motor seinen Schritt auch
tatsächlich ausgeführt hat.
Genauigkeit und Auflösung
Der Schrittwinkel ist bauformbedingt und beträgt bei den
2-strängigen Festo Schrittmotoren Typ MTR-ST 1,8° (±5 %) bei
Vollschritt. Ein Einzelschritt entsteht, wenn die beiden Spulen
im Wechsel voll bestromt werden. Dabei führt der Schrittmo­
tor bei jedem Bestromungswechsel der Spulen einen Schritt
von 1,8° aus.
Es ist aber auch möglich die beiden Spulen gleichzeitig mit
unterschiedlichen Stromanteilen zu bestromen. Je nach Anteil
des Stromes entstehen dabei 1/2-, 1/4-, 1/5-, 1/8-, 1/10oder 1/32-Schritte. Dadurch lässt sich die maximale Auflö­
sung der Positionen, die ein Schrittmotor anfahren kann, we­
sentlich verfeinern.
Der kleinste inkrementelle Weg (Auflösung) an einer Positio­
nierachse wird bestimmt durch den Schrittwinkel des Motors
(Anzahl der Schritte pro Umdrehung) und der Vorschubkon­
stante der Positionierachse (bestimmt durch den Durchmes­
ser des Antriebsritzels bzw. der Steigung der Spindel).
VIII
Festo SCE-ST-48-6-P01-DE de 1507d Deutsch
Inhalt und allgemeine Sicherheitshinweise
Dies lässt sich wie folgt berechnen:
Anzahl der Schritte pro Umdrehung +
Auflösung +
360°
Schrittwinkel des Motors
Vorschubkonst. der Achse @ Getriebeübersetzung
SchritteńUmdrehung
Beispiel
Schrittwinkel des Motors:
Vorschubkonstante der
Positionierachse:
Getriebübersetzung:
0,9° (±5 %), bei Halbschritt
120 mm/Umdrehung
1/4 ( Untersetzung i = 4 )
Beim oben genannten Beispiel ergibt sich eine Auflösung von
0,075 mm pro Schritt.
Alle Positionen, die mit dieser Motor- Getriebe- Achskombina­
tion angefahren werden können, sind durch 0,075 teilbar.
Fährt man hingegen mit Viertelschritt, so beträgt die Auflö­
sung 0,0375 mm, bei Zehntelschritt wäre sogar eine Auflö­
sung von 0,00375 mm pro Schritt möglich. Achsspiel, Ver­
drehspiel etwaiger Getriebe und die Toleranz des
Schrittmotors selbst, sind hierbei noch einzurechnen. Dabei
ist die Toleranz des Schrittmotors immer als Absolutwert vom
Vollschritt zu berücksichtigen.
Dies ist zu beachten, wenn man sehr genaue Positionierauf­
träge ausführen möchte.
Festo SCE-ST-48-6-P01-DE de 1507d Deutsch
IX
Inhalt und allgemeine Sicherheitshinweise
Grundsätzliches
Bei aller Einfachheit der Schrittmotoren sei nicht unerwähnt,
dass es sich hierbei nicht um eine Regelung handelt. Die
Steuerung erhält keinerlei Rückmeldung darüber, ob der Mo­
tor den Schritt auch tatsächlich ausgeführt hat.
Dadurch ist es äußerst wichtig die Dimensionierung des Mo­
tors anhand seiner Drehzahl-Drehmomentkennlinie vorzuneh­
men. Man stellt dabei sicher, dass die angelegte Last vom
Motor auch tatsächlich mit der vorgegebenen Beschleuni­
gung und Geschwindigkeit bewegt werden kann.
Verliert der Motor einen Schritt, d.h. war die angelegte Last
größer, als die Kraft, die der Motor abgeben kann, so befindet
sich das zu positionierende Teil nicht mehr in gewünschter
Position. Es können also Fehler auftreten, die im Gesamtsy­
stem überwacht werden müssen, beispielsweise durch End­
schalter.
Start-Stop-Frequenz
Eine weitere wichtige Größe bei der Verwendung von Schritt­
motoren ist die sogenannte Start-Stop-Frequenz. Es ist die
Frequenz bzw. die Drehzahl, mit welcher der Schrittmotor
beim zu leistenden Drehmoment sicher, d.h. ohne Schrittver­
lust anlaufen und auch wieder anhalten kann.
Schrittverluste können beim Verzögern (Anhalten) genauso
wie beim Beschleunigen auftreten!
X
Festo SCE-ST-48-6-P01-DE de 1507d Deutsch
Inhalt und allgemeine Sicherheitshinweise
Resonanzfrequenzen
Durch die Einprägung eines festen Stromes für das maximale
Haltemoment eines Schrittmotors kann dieser zum Schwin­
gen neigen. Da der Schrittmotor ein Synchronmotor ist, folgt
er dem angelegten Feld in sehr engen Grenzen. Ist dabei
keine Last angelegt, so schwingt der Rotor wegen des sehr
niedrigen Trägheitsmoments über den anvisierten Schritt
hinaus. Erfolgt die Erregung des nächsten Steps zu einer un­
günstigen Zeit, so fällt das System in Resonanz.
Mit folgenden Möglichkeiten lassen sich solche Resonanzer­
scheinungen mindern:
–
Man versucht in der Praxis, die Start-Stop-Frequenz in
einen höheren Bereich (ca. 200 Hz und höher) zu legen,
da Schrittmotoren in den niederen Frequenzbereichen
mehrere Resonanzfrequenzen besitzen.
–
Man kann dem durch Erhöhen der Start-Stop-Frequenz
oder durch niedrigeren Strangstrom begegnen.
–
Ein Umschalten von Voll- auf Halb- bzw. Viertelschrittbe­
trieb kann hier auch Abhilfe schaffen.
–
Es ist hilfreich den Motor immer mit seiner Nennlast zu
betreiben. Sollte das nicht möglich sein, so sollte der
Strangstrom reduziert werden.
Festo SCE-ST-48-6-P01-DE de 1507d Deutsch
XI
Inhalt und allgemeine Sicherheitshinweise
Strangstrom
Als Strangstrom bezeichnet man den Strom, der durch einen
Wicklungsstrang fließt. Beim maximalen Strangstrom besitzt
der Schrittmotor sein max. Haltemoment. Der Strangstrom
sollte der Last angepasst werden. D.h. es ist nicht immer sinn­
voll den maximalen Strangstrom des Motors einzustellen.
Wird der Motor ohne Last oder mit niedrigerem Moment als
seinem Nennmoment belastet, so kann er auch Schritte zu
viel ausführen oder in Resonanz fallen (siehe oben), was ei­
nem Schrittverlust gleichzustellen ist.
Der eingestellte Strangstrom fließt zu jeder Zeit durch die
jeweils aktiven Spulen des Motors, auch wenn dieser steht.
Das hat zum einen den Vorteil, dass der Motor ein gewisses
Rastmoment besitzt, er kann im Stillstand mit seinem Halte­
moment belastet werden, zum andern wird der Motor auch im
Stillstand erwärmt. Wenn dieses Haltemoment im Stillstand
nicht benötigt wird, ist es sinnvoll den Strangstrom im Still­
stand des Motors zu reduzieren. Der Festo Schrittmotorcon­
troller SEC-ST-48-6-P01 bietet diese Option.
Beachtet man diese Eigenschaften der Schrittmotoren, so
erhält man damit eine günstige Variante der Positionierung
mit ausreichender Genauigkeit.
XII
Festo SCE-ST-48-6-P01-DE de 1507d Deutsch
Inhalt und allgemeine Sicherheitshinweise
Vorgehensweise zur richtigen Einstellung des Schrittmotors
Ermitteln der möglichen Drehzahl bei bekannter
Last
Kennt man das Drehmoment, mit dem der Antrieb belastet
ist, so kann man die mögliche Drehzahl aus der DrehzahlDrehmoment-Kennlinie ermitteln (siehe Bild 0/1).
Die Drehzahl sollte maximal so hoch sein, dass das resultie­
rende Drehmoment noch 80 % des Nennmoments beträgt.
Darüber ist der Drehmomentverlust des Motors so groß, dass
die Gefahr steigt, Schritte zu verlieren.
Resonanzen
Beim Vollschrittbetrieb ist verstärkt mit Resonanzerscheinun­
gen zu rechnen. Da diese immer systemabhängig sind, kann
nicht immer genau bestimmt werden, wo diese auftreten. Hier
ist es notwendig zu testen.
Allgemein ist es vorteilhaft mit Halbschritt zu fahren, um Re­
sonanzen zu vermindern. Wenn ohne Last gefahren wird, so
sollte der Strom reduziert werden. Ein zu hoch eingestellter
Strom kann ebenfalls Resonanzen und damit Schrittverlust
hervorrufen.
Festo SCE-ST-48-6-P01-DE de 1507d Deutsch
XIII
Inhalt und allgemeine Sicherheitshinweise
Beispiel
S1
S2
Bild 0/1: obere Kurve S1 - Vollschritt / untere Kurve S2 - Halbschritt
M = Moment, n = Drehzahl
Aus der Kennlinie kann nun ermittelt werden, welche Maxi­
malgeschwindigkeit bei Voll- oder Halbschritt in Abhängigkeit
des angelegten Drehmoments gefahren werden kann (im
Beispiel ca. 1100 U/min bei Halbschritt).
Ermitteln der Start-Stopp-Frequenz
Es ist vorteilhaft, die Start-Stopp-Frequenz so hoch wie noch
möglich einzustellen, da speziell im niedrigen Frequenzbe­
reich Resonanzen auftreten können, die zu Schrittverlusten
führen.
Die Start- Stop- Frequenz wird so lange erhöht, bis der An­
trieb beim Losfahren Schritte verliert. Anschließend reduziert
man die Start- Stop- Frequenz wieder um gut 20% um sicher
zu sein, dass beim Beschleunigen keine Schritte verloren
gehen. Ein Startwert von 400Hz bei kleinen Antrieben und ca.
200Hz bei großen Antrieben kann angenommen werden.
XIV
Festo SCE-ST-48-6-P01-DE de 1507d Deutsch
Inhalt und allgemeine Sicherheitshinweise
Wie können Resonanzerscheinungen unterdrückt
werden? Tipps und Tricks
Halbschritt statt Vollschritt.
Halbschritt ist dabei besser als Vollschritt. Der 2-PhasenSchrittmotor zeigt bei Halbschritt generell gute Laufeigen­
schaften.
Phasenstrom niedriger einstellen (auf den wirklich benö­
tigten Wert).
Das verringert zwar die Steifigkeit, aber auch die
Schwingneigung des Systems.
Betriebsfrequenzen ungleich Resonanzfrequenzen. Oft
liegt die Betriebsfrequenz in der Nähe der Resonanzfre­
quenz oder einem Vielfachen davon. Geringe Abweichun­
gen von der “kritischen” Schrittfrequenz zeigen meist
gute Resultate.
Die Beschleunigungsrampen steiler machen.
Dadurch wird der Schrittmotor schnell durch kritische
Bereiche “gezogen“ und neigt nicht so schnell zum
Schwingen.
Erhöhung der Reibung (Notlösung)
Reibung wirkt dämpfend auf das Gesamtsystem, Nutz­
drehmoment geht aber dabei verloren.
Festo SCE-ST-48-6-P01-DE de 1507d Deutsch
XV
Inhalt und allgemeine Sicherheitshinweise
Wichtige Benutzerhinweise
Gefahrenkategorien
Diese Beschreibung enthält Hinweise auf mögliche Gefahren,
die bei unsachgemäßem Einsatz des Produkts auftreten kön­
nen. Diese Hinweise sind mit einem Signalwort (Warnung,
Vorsicht, usw.) gekennzeichnet, schattiert gedruckt und zu­
sätzlich durch ein Piktogramm gekennzeichnet. Folgende
Gefahrenhinweise werden unterschieden:
Warnung
... bedeutet, dass bei Missachten schwerer Personen- oder
Sachschaden entstehen kann.
Vorsicht
... bedeutet, dass bei Missachten Personen- oder Sach­
schaden entstehen kann.
Hinweis
... bedeutet, dass bei Missachten Sachschaden entstehen
kann.
Zusätzlich kennzeichnet das folgende Piktogramm Textstel­
len, die Tätigkeiten mit elektrostatisch gefährdeten Bauele­
menten beschreiben:
Elektrostatisch gefährdete Bauelemente: Unsachgemäße
Handhabung kann zu Beschädigungen von Bauelementen
führen.
XVI
Festo SCE-ST-48-6-P01-DE de 1507d Deutsch
Inhalt und allgemeine Sicherheitshinweise
Kennzeichnung spezieller Informationen
Folgende Piktogramme kennzeichnen Textstellen, die spe­
zielle Informationen enthalten.
Piktogramme
Information:
Empfehlungen, Tipps und Verweise auf andere Informations­
quellen.
Zubehör:
Angaben über notwendiges oder sinnvolles Zubehör zum
Festo Produkt.
Umwelt:
Informationen zum umweltschonenden Einsatz von Festo Pro­
dukten.
Textkennzeichnungen
Der Auflistungspunkt kennzeichnet Tätigkeiten, die in
beliebiger Reihenfolge durchgeführt werden können.
1. Ziffern kennzeichnen Tätigkeiten, die in der angegebenen
Reihenfolge durchzuführen sind.
–
Spiegelstriche kennzeichnen allgemeine Aufzählungen.
Festo SCE-ST-48-6-P01-DE de 1507d Deutsch
XVII
Inhalt und allgemeine Sicherheitshinweise
Warenzeichen
Alle Produktnamen in diesem Dokument können eingetra­
gene Warenzeichen sein. Alle Warenzeichen in diesem Doku­
ment werden nur zur Identifikation des jeweiligen Produkts
verwendet.
Sicherheitshinweise
Hinweis
Bei der Installation, Inbetriebnahme und Wartung müssen
die für den spezifischen Einsatzfall gültigen Sicherheitsund Unfallverhütungs-Vorschriften beachtet werden.
Ohne Anspruch auf Vollständigkeit gelten unter anderem
folgende Vorschriften:
Bestimmung für das Errichten von Starkstromanlagen
bis 1000 Volt.
Elektrische Ausrüstung von Maschinen.
Ausrüstung von Starkstromanlagen mit elektronischen
Betriebsmitteln.
XVIII
Festo SCE-ST-48-6-P01-DE de 1507d Deutsch
Komponentenübersicht
Kapitel 1
Festo SCE-ST-48-6-P01-DE de 1507d Deutsch
1-1
1. Komponentenübersicht
Kapitel 1
Inhaltsverzeichnis
1.1
1.2
1.3
1.4
1.5
1.6
1.7
1-2
Übersicht . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Leistungsmerkmale . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Controllerteil . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.3.1
Kurzbeschreibung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Leistungsendstufe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.4.1
Kurzbeschreibung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.4.2
Interne Überwachung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Anzeigen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.5.1
Betriebsbereitschafts-Anzeige . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.5.2
Fehleranzeige . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Benutzerschnittstellen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.6.1
Eingang Enable . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.6.2
Eingang Direction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.6.3
Eingang Clock . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.6.4
Ausgang Error . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Einstellungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.7.1
Der Stepmodus . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.7.2
Die Stromeinstellung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.7.3
Die Stromreduzierung I-Red . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.7.4
Der Schalter Enable . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.7.5
Die Tasten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1-3
1-3
1-4
1-4
1-4
1-4
1-4
1-5
1-5
1-5
1-6
1-6
1-7
1-8
1-9
1-10
1-10
1-12
1-13
1-13
1-14
Festo SCE-ST-48-6-P01-DE de 1507d Deutsch
1. Komponentenübersicht
1.1
Übersicht
Der Schrittmotor-Controller SEC-ST dient zur einfachen Inbe­
triebnahme von Schrittmotoren in 2-Strangtechnik.
Über digitale Eingänge kann die Ansteuerung hinsichtlich
Schrittzahl und Richtung ausgeführt werden.
1.2
Leistungsmerkmale
Bipolar-Chopper-Treiber
Eingangsspannung von 24 VDC bis 48 VDC
Phasenstrom bis 6 A in 8 Stufen einstellbar
Automatische Stromabsenkung auf 30% des eingestell­
ten Phasenstroms zuschaltbar
1/1-, 1/2-, 1/4-, 1/5-, 1/8-, 1/10- und 1/32-Schritt mög­
lich
Schrittfrequenz max. 40 kHz
Manuelle Fahrt über Tasten möglich
Schutzfunktion gegen Übertemperatur und Kurzschluss
Error-Ausgang
Festo SCE-ST-48-6-P01-DE de 1507d Deutsch
1-3
1. Komponentenübersicht
1.3
1.3.1
Controllerteil
Kurzbeschreibung
Die Kommunikation mit übergeordneten Steuerungen, z. B.
speicherprogrammierbaren Steuerungen (SPS), findet über
Ein- und Ausgänge statt.
Die Eingänge sind vollständig galvanisch getrennt ausgeführt.
Es besteht die Möglichkeit diese mit 5V oder 24V anzusteu­
ern. (siehe Abschnitt 1.6. Benutzerschnittstellen)
Mittels Taster kann ein Einzelschritt oder Fahrt in beide Dreh­
richtungen ausgeführt werden.
1.4
1.4.1
Leistungsendstufe
Kurzbeschreibung
Die integrierte Leistungsendstufe ist in der Lage bis 6 A
Strangstrom zu steuern. Der Strangstrom wird über DipSchalter eingestellt (siehe 1.7.2).
1.4.2
Interne Überwachung
Die Endstufe besitzt eine Übertemperaturabschaltung, sowie
eine Überwachung bei Kurzschluss der Motorstränge unter­
einander oder gegen GND. (Ausgabe siehe 1.6. Benutzer­
schnittstellen)
1-4
Festo SCE-ST-48-6-P01-DE de 1507d Deutsch
1. Komponentenübersicht
1.5
1.5.1
Anzeigen
Betriebsbereitschafts-Anzeige
Die blaue Betriebsbereitschafts-LED (Power) auf der Vorder­
seite des SEC-ST zeigt die Betriebsbereitschaft.
1.5.2
Fehleranzeige
Eine Fehleranzeige erfolgt über eine rote LED „Error“.
Festo SCE-ST-48-6-P01-DE de 1507d Deutsch
1-5
1. Komponentenübersicht
1.6
1.6.1
Benutzerschnittstellen
Eingang Enable
Über den Eingang Enable kann der Controller freigeschaltet
werden.
Steuerung
SEC-ST-48-6-P01
Optokoppler bestromt = SEC enabled
Bild 1/1:
Hinweis
Ein falscher Anschluss kann zur Beschädigung des SEC-ST
oder der Steuerung führen.
Beachten Sie die Ausgangspegel Ihrer Steuerung.
Als Signalpegel können +24V oder +5V verwendet wer­
den.
1-6
Festo SCE-ST-48-6-P01-DE de 1507d Deutsch
1. Komponentenübersicht
1.6.2
Eingang Direction
Über den Eingang Direction wird die Drehrichtung des Motors
bestimmt.
Steuerung
SEC-ST-48-6-P01
Optokoppler bestromt = Richtung +
Bild 1/2:
Hinweis
Ein falscher Anschluss kann zur Beschädigung des SEC-ST
oder der Steuerung führen.
Beachten Sie die Ausgangspegel Ihrer Steuerung.
Als Signalpegel können +24V oder +5V verwendet wer­
den.
1
CLK
0
1
DIR
0
motor
step
6
7
6
5
+
Bild 1/3:
Festo SCE-ST-48-6-P01-DE de 1507d Deutsch
1-7
1. Komponentenübersicht
1.6.3
Eingang Clock
Über den Eingang Clock führt der Motor einen Schritt aus.
Steuerung
SEC-ST-48-6-P01
Fallende Flanke
=
ein Schritt
Bild 1/4:
Hinweis
Ein falscher Anschluss kann zur Beschädigung des SEC-ST
oder der Steuerung führen.
Beachten Sie die Ausgangspegel Ihrer Steuerung.
Als Signalpegel können +24V oder +5V verwendet wer­
den.
1
CLK
0
1
DIR
0
motor
step
6
7
6
5
+
Bild 1/5:
1-8
Festo SCE-ST-48-6-P01-DE de 1507d Deutsch
1. Komponentenübersicht
1.6.4
Ausgang Error
Der Controller ist temperaturüberwacht. Ebenso wird bei
Kurzschluss ein Error angezeigt. (LED rot)
Zur logischen Abfrage steht ein Error-Ausgang zur Verfügung
(Aktiv “LOW”).
SEC-ST-48-6-P01
_
Bild 1/6:
Vorsicht
Beachten Sie die maximal zulässige Spannung von
+30VDC und den maximal zulässigen Strom von 30 mA an
Err+.
Schaltungsbeispiel
Bild 1/7:
Festo SCE-ST-48-6-P01-DE de 1507d Deutsch
1-9
1. Komponentenübersicht
1.7
Einstellungen
1.7.1
Der Stepmodus
Der Stepmode kann vom Anwender mittels Dip-Schalter 1, 2
und 3 eingestellt werden. Der Defaultwert (ab Werk) ist auf
Halbschritt eingestellt.
1
1
2 1/1-Schritt
2
3
3
1
1
2 1/2-Schritt
2 1/8-Schritt
3
3
1
1
2 1/4-Schritt
2 1/10-Schritt
3
3
1/5-Schritt
1
2 1/32-Schritt
3
Bild 1/8:
1-10
Festo SCE-ST-48-6-P01-DE de 1507d Deutsch
1. Komponentenübersicht
Schrittbezeichnung
Schrittzahl pro Umdrehung
1/1-Schritt
200
1/2-Schritt
400
1/4-Schritt
800
1/5-Schritt
1000
1/8-Schritt
1600
1/10-Schritt
2000
1/32-Schritt
6400
Festo SCE-ST-48-6-P01-DE de 1507d Deutsch
1-11
1. Komponentenübersicht
1.7.2
Die Stromeinstellung
Die 8 einstellbaren Stromwerte orientieren sich an den
Schrittmotoren von Festo.
Die Einstellung wird mit den Dip-Schaltern 4, 5 und 6 vorge­
nommen.
4
4
5
1,25 A
5
6
6
4
4
5 1,50 A
5
6
6
4
4
5 1,80 A
5
6
6
4
4
5
6
4,70 A
3,15 A
5
5,00 A
5,50 A
6,00 A
6
Bild 1/9:
Vorsicht
Beachten Sie den maximal zulässigen Haltestrom Ihres
Schrittmotors. Stromeinstellungen entnehmen Sie bitte
dem Datenblatt des jeweiligen Motors.
1-12
Festo SCE-ST-48-6-P01-DE de 1507d Deutsch
1. Komponentenübersicht
1.7.3
Die Stromreduzierung I-Red
Die automatische Stromreduzierung kann mittels DipSchalter 7 aktiviert werden. Liegt länger als 80ms kein
Schrittsignal an, so wird der Strangstrom auf 30% des einge­
stellten Stroms reduziert.
Schalter 7 on = Stromreduzierung aktiv (Defaulteinstellung)
Bild 1/10:
Vorsicht
Bei aktiver Stromreduzierung reduziert sich das Haltemo­
ment des Motors.
Insbesondere zu beachten bei vertikalen Anwendungen.
1.7.4
Der Schalter Enable
Mit dem Dip-Schalter 8 kann die Endstufe eingeschaltet wer­
den, unabhängig des Signals am Eingang Enable (siehe Seite
1-6).
Schalter 8 off = Motorstrom aus (Defaulteinstellung)
Bild 1/11:
Festo SCE-ST-48-6-P01-DE de 1507d Deutsch
1-13
1. Komponentenübersicht
1.7.5
Die Tasten
Step+ und Step–
Mit diesen Tasten können Sie den Motor testen.
Beim Betätigen der Taste Step+ beginnt der Motor sich zu
drehen. Die Drehrichtung ist abhängig vom Anschluss der
Motorphasen, bei den Schrittmotoren von Festo: im Uhrzei­
gersinn (mit Blick auf die Motorwelle). Die Drehzahl nimmt
schrittweise zu. Beim Betätigen der Taste Step– dreht der
Schrittmotor in die andere Richtung.
Clock Sim
Mit dieser Taste kann der Eingang Clock simuliert werden.
Bei jedem Betätigen wird ein Schritt ausgeführt. Die Taste ist
nicht entprellt.
Reset
Durch Drücken dieser Taste können Sie den SEC-ST zurück­
setzen auf die Einstellungen, die aktuell an den DIP-Schaltern
vorliegen.
Beim Drücken sind alle Ein- und Ausgänge, Anzeigen und
Tasten zunächst ohne Funktion. Der Motorstrom wird abge­
schaltet.
Nach dem Loslassen der Taste wird der SEC-ST neu initiali­
siert und der Motor wird wieder bestromt.
Hinweis
Alle Einstellungen, die Sie am SEC-ST vornehmen, werden
erst nach Betätigen der Reset-Taste (oder nach Aus- und
wieder Einschalten) aktiv!
1-14
Festo SCE-ST-48-6-P01-DE de 1507d Deutsch
Montage
Kapitel 2
Festo SCE-ST-48-6-P01-DE de 1507d Deutsch
2-1
2. Montage
Inhaltsverzeichnis
2.1
2.2
2.3
2-2
Abmessungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Stromversorgung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Elektromechanik: Vorderansicht . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2-3
2-5
2-6
Festo SCE-ST-48-6-P01-DE de 1507d Deutsch
2. Montage
2.1
Abmessungen
106
70.3
89
86
Bild 2/1: Abmessungen des SEC-ST
Festo SCE-ST-48-6-P01-DE de 1507d Deutsch
2-3
2. Montage
Hinweis
Schirme können an den dafür vorgesehenen Erdungs­
schrauben M4 angeklemmt werden.
Befestigungsschrauben dürfen nicht als Erdungsschrau­
ben verwendet werden!
Die Geräte der Baureihe sind als Kompaktgerät für die Schalt­
schrank- oder Wandmontage vorgesehen. Die im Betrieb an­
fallende Verlustleistung und damit die Erwärmung des Gerä­
tes ist von der Abgabeleistung abhängig. Die Kühlung des
SEC-ST erfolgt durch Konvektion. Für eine ausreichende Küh­
lung muss allseitig mindestens ein Abstand von 3cm einge­
halten werden.
3 cm
2-4
Festo SCE-ST-48-6-P01-DE de 1507d Deutsch
2. Montage
2.2
Stromversorgung
Netzteil
μ
4700 μF / 100 V
Bild 2/2:
Warnung
Verwenden Sie für die elektrische Versorgung aus­
schließlich PELV-Stromkreise nach IEC/DIN EN 60204-1
(Protective Extra-Low Voltage, PELV). Berücksichtigen
Sie zusätzlich die allgemeinen Anforderungen an PELVStromkreise gemäß der IEC/DIN EN 60204-1.
Verwenden Sie ausschließlich Stromquellen, die eine
sichere elektrische Trennung der Betriebsspannung
nach IEC/DIN EN 60204-1 gewährleisten.
Durch die Verwendung von PELV-Stromkreisen wird der Schutz
gegen elektrischen Schlag (Schutz gegen direktes und indirektes
Berühren) nach IEC/DIN EN 60204-1 sichergestellt (Elektrische
Ausrüstung von Maschinen, Allgemeine Anforderungen).
Vorsicht
Schwere Geräteschäden !
Achten Sie auf die korrekte Polung der Anschlüsse.
Trennen Sie die Spannungsversorgung am SEC-ST nicht
unter Spannung! Schalten Sie zuerst das Netzgerät aus.
Um die angegebenen Nennleistungen erzielen zu können, ist
ein Netzteil 48VDC erforderlich. Bei Betrieb mit 24 VDC sind
Einbußen bei der Dynamik in Kauf zu nehmen (siehe Daten­
blätter der Schrittmotoren).
Festo SCE-ST-48-6-P01-DE de 1507d Deutsch
2-5
2. Montage
Bei Motoren mit Nennstrom ≥ 4,5 A und gleichzeitig hohen
Bremsenergien (Empfehlung):
Schließen Sie einen Kondensator von mind. 4700 μF /
100 V an den Spannungsversorgungsanschluss an, um
ein Überschreiten der zulässigen Spannung (z.B. beim
Bremsen) zu vermeiden.
2.3
Elektromechanik: Vorderansicht
1 Taste Step +
2 Taste Step –
1
5
3 Stecker X1
2
6
4 LED Error
7
5 Taste Clock Sim
6 Taste Reset
7 Schalter 1-8
8 Stecker X2
9 Stecker X3
3
8
4
9
aJ
aJ LED Power
Bild 2/3: Vorderansicht SEC-ST
Warnung
Beachten Sie die Steckerbelegung am Steckverbinder X3.
Ein Vertauschen der Anschlussklemmen kann schwere
Schäden am Gerät zur Folge haben.
2-6
Festo SCE-ST-48-6-P01-DE de 1507d Deutsch
Installation
Kapitel 3
Festo SCE-ST-48-6-P01-DE de 1507d Deutsch
3-1
3. Installation
Inhaltsverzeichnis
3.1
3.2
3.3
3.4
3.5
3-2
Material . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.1.1
Hersteller . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.1.2
Stecker X1 für Steuerleitung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.1.3
Stecker X2 für Anschluss des Schrittmotors . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.1.4
Stecker X3 für Spannungsversorgung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.1.5
PE-Anschluss des SEC-ST . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Steckverbinder und deren Pinbelegungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.2.1
X1 Stecker für Steuerleitung KSPC-SECST-1,5 . . . . . . . . . . . . . . . .
3.2.2
Motorleitung und Stromversorgung für den SEC-ST . . . . . . . . . . . .
Leitungen anschließen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.3.1
Anschlussübersicht . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.3.2
SEC-ST-Gesamtsystem . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.3.3
Motor an SEC-ST anschließen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.3.4
SEC-ST an Stromversorgung anschließen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.3.5
SEC-ST an Steuerung anschließen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
PE-Schutzleiter und Schirmanschlüsse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.4.1
Anschlusshinweise . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.4.2
Galvanische Trennungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Maßnahmen zur Einhaltung von EMV-Richtlinien . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3-3
3-3
3-4
3-4
3-4
3-4
3-5
3-5
3-6
3-7
3-8
3-9
3-9
3-10
3-10
3-11
3-11
3-11
3-12
Festo SCE-ST-48-6-P01-DE de 1507d Deutsch
3. Installation
3.1
3.1.1
Material
Hersteller
Vorsicht
Fehlerhaft konfektionierte Leitungen können die Elektronik
zerstören und unvorhergesehene Bewegungen des Motors
auslösen.
Testen Sie jede konfektionierte Leitung nach der Anlei­
tung zur Leitungsmontage (siehe 3.3). Stellen Sie sicher,
dass die Leitungen richtig verdrahtet sind und dass die
Stecker mit Zugentlastung montiert sind.
Vorsicht
Lange Leitungen reduzieren die Störfestigkeit (EMV).
Halten Sie die max. zulässigen Leitungslängen ein:
– Signalleitung: 30 m
– Spannungsversorgungsleitung 10 m
– Motorleitung 10 m
Verwenden Sie zur Verkabelung des Systems die Leitungen
aus dem Zubehör von Festo è www.festo.com/catalogue
Konfektionieren Sie für die Verbindung von Kabelschirm mit
Erdungsanschluss des Controllers eine Leitung mit folgenden
Merkmalen:
–
Leitung @1,5 mm² Länge 60 ± 10mm
–
Steckhülse an der Leitung: Flachstecker 6,35x0,81
–
Erdungsanschluss am Motorcontroller:
Kabelringschuh M4
Festo SCE-ST-48-6-P01-DE de 1507d Deutsch
3-3
3. Installation
3.1.2
Stecker X1 für Steuerleitung
1 Steckverbinder, 11-polig, Firma Weidmüller, BLZ 3.5/11 SN
SW, Best. Nr.161572, im Lieferumfang enthalten.
3.1.3
Stecker X2 für Anschluss des Schrittmotors
1 Steckverbinder, 4-polig, Firma Weidmüller, BLZ 5.00/4 SN
SW, Best. Nr.159608, im Lieferumfang enthalten.
3.1.4
Stecker X3 für Spannungsversorgung
1 Steckverbinder, 2-polig, Firma Weidmüller, BLZ 5.00/2 SN
SW, Best. Nr. 162516, im Lieferumfang enthalten.
3.1.5
PE-Anschluss des SEC-ST
Der PE-Anschluss des SEC-ST (netz- und motorseitig) erfolgt
über einen M4- Gewindebolzen.
3-4
Festo SCE-ST-48-6-P01-DE de 1507d Deutsch
3. Installation
3.2
3.2.1
Steckverbinder und deren Pinbelegungen
X1 Stecker für Steuerleitung KSPC-SECST-1,5
* Steckverbinder: Weidmüller, BLZ 3.5/11 SN SW
Bild 3/1:
Pin
Kurzbezeichnung
Bedeutung/Anmerkung
1
En +24
Eingang Enable +24V (7 mA)
2
En +5
Eingang Enable +5V (10 mA)
3
En –
Eingang Enable -
4
Clk +24V
Eingang Clock +24V (7 mA)
5
Clk +5V
Eingang Clock +5V (10 mA)
6
Clk –
Eingang Clock -
7
Dir +24V
Eingang Direction +24V (7 mA)
8
Dir +5V
Eingang Direction +5V (10 mA)
9
Dir –
Eingang Direction -
10
Err +
Ausgang Error + (max. 30 mA)
11
Err–
Ausgang Error -
Bild 3/2: Belegung des Steckverbinders X1
Festo SCE-ST-48-6-P01-DE de 1507d Deutsch
3-5
3. Installation
3.2.2
Motorleitung und Stromversorgung für den SEC-ST
D-Sub 9-polig
Sicht auf Motorstecker Festo
Schrittmotor
Weidmüller BLZ 5.00
Sicht auf SEC-ST
weiß
braun
gruen
gelb
grau
rosa
Bild 3/3: Anschlussbelegung Motorleitung
Pin
Kurzbezeichnung
Bedeutung/Anmerkung
1
Strang A
Motoranschluss Wicklung A Anfang
2
Strang A/
Motoranschluss Wicklung A Ende
3
Strang B
Motoranschluss Wicklung B Anfang
4
Strang B/
Motoranschluss Wicklung B Ende
Bild 3/4: Belegung des Steckverbinders X2 (Motoranschluss)
Pin
Kurzbezeichnung
Bedeutung/Anmerkung
1
+24..48VDC
Stromversorgung +24V...+48VDC
2
GND
GND Stromversorgung
Bild 3/5: Belegung des Steckverbinders X3 (Stromversorgung)
3-6
Festo SCE-ST-48-6-P01-DE de 1507d Deutsch
3. Installation
3.3
Leitungen anschließen
Hinweis
Der Anschluss an das Stromnetz und die Montage von
Netzschalter, Transformator, Sicherungseinrichtung und
Netzfiltern darf nur von einer Elektro-Fachkraft ausgeführt
werden.
Vorsicht
Schließen Sie keine Leitung an die Elektronik an und
trennen Sie keine Leitung ab, solange die Anlage an der
Spannungsversorgung angeschlossen ist. Die Elektronik
von Leistungsansteuerung und Motor kann sonst zer­
stört werden.
Messen Sie vor der Installation unbedingt alle Leitungen
noch einmal durch, da es bei falscher Anschlussbele­
gung zu schwerwiegenden Funktionsstörungen kommen
kann.
Schließen Sie den SEC-ST unbedingt an die Schutzerde
PE des speisenden Netzes an.
Schließen Sie die Schirmleitungen des Motors unbedingt
an den Erdanschluss SEC-ST an, bevor Sie den Motor in
Betrieb nehmen.
Vorsicht
Verlegen Sie Motor- und Signalleitung möglichst räum­
lich getrennt, z. B. in Kabelkanälen mit Zwischenwänden.
Verwenden Sie für den Anschluss zum Motor nur ge­
schirmte Leitungen und für Signalleitungen paarweise
verdrillte Leitungen.
Sie vermeiden durch diese Maßnahmen elektromagnetische
Störeinflüsse, die den sicheren Betrieb der Anlage beein­
trächtigen können.
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3-7
3. Installation
Hinweis
Stellen Sie sicher, dass die Leitungen mit einer Zugentla­
stung versehen sind. Bei Ausleger- und Mehrachsbetrieb
müssen mechanisch beanspruchte Leitungen in einer
Schleppkette verlegt werden.
3.3.1
Anschlussübersicht
Bild 3/6: Gesamtaufbau SEC-ST mit Motor und Steuerung
3-8
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3. Installation
3.3.2
SEC-ST-Gesamtsystem
Ein SEC-ST-Gesamtsystem ist in Bild 3/6 auf der vorigen Seite
dargestellt. Für den Betrieb des SEC-ST werden folgende
Komponenten benötigt:
3.3.3
–
Netzgerät 24...48 VDC / PELV-Spannungsquelle
–
SEC-ST-48-6-P01
–
Motor
–
Leitung zur Steuerung
–
Motorleitung
–
Steuerung
Motor an SEC-ST anschließen
1. 9-poligen D-Sub-Stecker für Leistungskabel in die ent­
sprechende Buchse am Motor stecken.
2. Motorleitungen in Schraubklemme des Steckers an­
klemmen.
3. Kabelschirm an Erdungsklemme PE anschließen.
4. Eventuell Bremsleitungen an Steuerung anschließen.
5. Überprüfen Sie nochmals alle Steckverbindungen.
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3-9
3. Installation
3.3.4
SEC-ST an Stromversorgung anschließen
1. Stellen Sie sicher, dass die Stromversorgung ausge­
schaltet ist.
2. Stecker in Buchse X3 des SEC-ST stecken.
3. PE-Leitung des Netzes an Erdungsklemme PE an­
schließen.
3.3.5
SEC-ST an Steuerung anschließen
1. Stellen Sie sicher, dass die Stromversorgung ausge­
schaltet ist.
2. Stecker X1 in Buchse des SEC-ST stecken.
3. Kabelschirm an Erdungsklemme PE anschließen.
4. 15-poliger D-Sub-Steckverbinder in Schrittmotorensteuer­
karte einstecken
3-10
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3. Installation
3.4
3.4.1
PE-Schutzleiter und Schirmanschlüsse
Anschlusshinweise
Der Schirm der Motorleitung wird an den zentralen PE-An­
schlusspunkt des SEC-ST geführt.
Der netzseitige PE-Anschluss wird ebenfalls auf diesen Stern­
punkt geführt.
Bei größeren Längen müssen gesonderte EMV-Schutzmaß­
nahmen beachtet werden.
Warnung
Alle PE-Schutzleiter müssen aus Sicherheitsgründen unbe­
dingt vor der Inbetriebnahme angeschlossen werden.
Der netzseitige PE-Anschluss wird an den zentralen PEAnschlusspunkt des SEC-ST geführt.
Achten Sie auf möglichst großflächige Erdverbindungen
zwischen Geräten und Montageplatte, um die HF-Störun­
gen gut abzuleiten.
3.4.2
Galvanische Trennungen
Bei der Konzeption des SEC-ST wurde besonderer Wert auf
hohe Störfestigkeit gelegt. Aus diesem Grund sind einzelne
Funktionsblöcke galvanisch getrennt ausgeführt. Die Signal­
übertragung innerhalb des SEC-ST erfolgt über Optokoppler.
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3-11
3. Installation
3.5
Maßnahmen zur Einhaltung von EMV-Richtlinien
Vorsicht
Lange Leitungen reduzieren die Störfestigkeit (EMV).
Halten Sie die max. zulässigen Leitungslängen ein:
– Signalleitung: 30 m
– Spannungsversorgungsleitung 10 m
– Motorleitung 10 m
Die Geräte der Produktfamilie SEC-ST erfüllen bei geeignetem
Einbau und geeigneter Verdrahtung aller Anschlussleitungen
mit FESTO-Leitungen die Bestimmungen der entsprechenden
Fachgrundnormen (siehe Konformitätserklärung).
Die Störabstrahlung und Störfestigkeit eines Gerätes ist
immer von der Gesamtkonzeption des Systems, das aus
folgenden Komponenten besteht, abhängig:
3-12
–
Spannungsversorgung
–
SEC-ST
–
Motor
–
Elektromechanik
–
Ausführung und Art der Verdrahtung
–
Übergeordnete Steuerung
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Inbetriebnahme
Kapitel 4
Festo SCE-ST-48-6-P01-DE de 1507d Deutsch
4-1
4. Inbetriebnahme
Inhaltsverzeichnis
4.1
4-2
Inbetriebnahme des SEC-ST . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4-3
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4. Inbetriebnahme
4.1
Inbetriebnahme des SEC-ST
Stellen Sie den Strangstrom gemäß Kapitel 1.7.2 “Die
Stromeinstellung” ein.
Achten Sie darauf, dass der eingestellte Strom an den
Schrittmotor angepasst ist.
Vorsicht
Ein zu hoch eingestellter Strom kann zur Überhitzung des
Motors führen.
Stellen Sie den gewünschten Schrittwinkel gemäß Kapitel
1.7.1 “Der Stepmodus” ein.
Prüfen Sie, ob der eingestellte Schrittwinkel von Ihrer
Positioniersteuerung berücksichtigt wird.
Nachdem alle Anschlüsse ausgeführt wurden, kann die
Stromversorgung eingeschaltet werden. Der angeschlossene
Motor kann hierbei eventuell einen Schritt ausführen. Aus
diesem Grund ist es empfehlenswert, den Motor von der Last
abgekoppelt einem Probelauf zu unterziehen.
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4-3
4. Inbetriebnahme
Nach dem Einschalten leuchtet die blaue Power-LED. Bei Auf­
leuchten der roten Error-LED muss die Netzversorgung sofort
wieder abgeschaltet werden. Prüfen Sie dann die Anschlüsse
(siehe Kapitel 5 “Diagnose und Fehlerbehebung”).
Tasten Step+ und Step–
Mit diesen Tasten können Sie den Schrittmotor testen.
Beim Betätigen der Taste Step+ dreht sich der Schrittmotor.
Die Drehrichtung ist abhängig vom Anschluss der Motorpha­
sen, bei den Schrittmotoren von Festo im Uhrzeigersinn (mit
Blick auf die Motorwelle). Die Drehzahl nimmt schrittweise zu.
Beim Betätigen der Taste Step– dreht der Schrittmotor in die
andere Richtung.
Taste Clock Sim
Mit dieser Taste kann der Eingang Clock simuliert werden.
Bei jedem Betätigen wird ein Schritt ausgeführt. Die Taste ist
nicht entprellt.
Taste Reset
Durch Drücken dieser Taste können Sie den SEC-ST zurück­
setzen. Alle Ein- und Ausgänge, Anzeigen und Taster sind
dann ohne Funktion. Der Motorstrom wird abgeschaltet.
Nach dem Loslassen der Taste wird der SEC-ST neu initiali­
siert, der Motor wird wieder bestromt und nimmt seine Aus­
gangsposition ein.
Hinweis
Alle Einstellungen, die Sie am SEC-ST vornehmen, werden
erst nach Betätigen der Reset-Taste (oder nach Ein- und
wieder Ausschalten) aktiv!
4-4
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Diagnose und Fehlerbehandlung
Kapitel 5
Diagnose und Fehlerbehandlung
Festo SCE-ST-48-6-P01-DE de 1507d Deutsch
5-1
5. Diagnose und Fehlerbehandlung
Inhaltsverzeichnis
5.1
5.2
5-2
Fehlermeldungen des SEC-ST . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Fehlfunktion des SEC-ST . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5-3
5-4
Festo SCE-ST-48-6-P01-DE de 1507d Deutsch
5. Diagnose und Fehlerbehandlung
5.1
Fehlermeldungen des SEC-ST
Der SEC-ST besitzt eine rote LED, die einen eventuell vorlie­
genden Fehler anzeigt.
LED Error leuchtet rot bei:
–
Übertemperatur:
Die Endstufe ist überhitzt und wurde abgeschaltet.
–
Kurzschluss:
Es liegt ein Kurzschluss zwischen den Motorsträngen oder
gegen GND vor.
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5-3
5. Diagnose und Fehlerbehandlung
5.2
Fehlfunktion des SEC-ST
Störung
Ursache
Möglichkeiten
Power LED leuchtet nicht
Keine Versorgungsspannung
– Versorgungsleitung prüfen
– Netzgerät prüfen
Error LED rot leuchtet
Kurzschluss am Motorausgang
– Motor prüfen
– Motorleitung prüfen
Überhitzung der Endstufe
– Wicklungswiderstand Motor
zu klein
– Motor defekt, prüfen
– Einbauverhältnisse Controller
prüfen
Dip-Schalter 8 off
– Dip-Schalter 8 auf on
Motorleitung defekt
– Motorleitung prüfen
Bremse nicht aktiviert
– Bremse durch anlegen von
24VDC öffnen
Zu hohe Frequenz. Motor kann
gefordertes Moment nicht ab­
geben
– Motorkennlinie prüfen, wel­
ches Moment abgegeben
werden kann
Motor führt keinen Schritt aus,
Power LED leuchtet blau, Error
LED rot ist aus
Motor verliert Schritte
– Frequenz verringern (Steue­
rung)
Bild 5/1:
5-4
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Technischer Anhang
Anhang A
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A-1
A. Technischer Anhang
Inhaltsverzeichnis
A.
Technischer Anhang . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
A-1
A.1
Technische Daten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
A.1.1
SEC-ST-48-6-P01 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
A.1.2
Grenzwerte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
A-3
A-3
A-4
A-2
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A. Technischer Anhang
A.1
Technische Daten
A.1.1
SEC-ST-48-6-P01
Merkmal
Wert
Nennstrom In
1,25...6 A einstellbar
Nennspannung Un
24...48 VDC
Betriebsart
Bipolar-Chopper-Driver
Betriebsmodus
1/1-Schritt = 200 Schritte/Umdrehung
1/2-Schritt = 400 Schritte/Umdrehung
1/4-Schritt = 800 Schritte/Umdrehung
1/5-Schritt = 1000 Schritte/Umdrehung
1/8-Schritt = 1600 Schritte/Umdrehung
1/10-Schritt = 2000 Schritte/Umdrehung
1/32-Schritt = 6400 Schritte/Umdrehung
Schritteinstellung
über Dip-Schalter
Schrittfrequenz
max. 40 kHz
Stromabsenkung
0 oder 70% über Dip-Schalter wählbar
Manuelle Fahrt
über Tasten Step+ und Step–
LED
blau (Power), rot (Error)
Taster
RESET, Step+, Step–, CLK Sim.
Anschlussart
Schraubsteckklemmen
Befestigungsart
TS 35 DIN- Hutschiene
Umgebungstemperatur
0°C ... +40°C
Lagertemperatur
–10°C ... +60°C
Relative Luftfeuchtigkeit (nicht kondensierend)
Vor Feuchtigkeit schützen, keine Betauung
Schutzart
IP20
Zulassung
CE Kennzeichnung
Bild A/2:
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A-3
A. Technischer Anhang
A.1.2
Grenzwerte
Eingänge
Stecker
PIN
Uin
[V DC]
Uin max.
[V DC]
Iin
En +24
20 ... 26 V
28 V
5,4 ... 17,2 mA
22 mA
En +5
4 ... 6 V
7,5 V
4,8 ... 8 mA
8,4 mA
0V
---
---
---
Clk +24
20 ... 26 V
28 V
5,4 ... 17,2 mA
22 mA
Clk +5
4 ... 6 V
7,5 V
4,8 ... 8 mA
8,4 mA
0V
---
---
---
20 ... 26 V
28 V
5,4 ... 17,2 mA
22 mA
4 ... 6 V
7,5 V
4,8 ... 8 mA
8,4 mA
0V
---
---
---
21 ... 50 V
51 V
0V
---
En –
X1
Clk –
Dir +24
Dir +5
Dir –
+24 ... 48
X3
GND
Iin max.
0 ... 6,5
A
---
7
A
---
Ausgänge
Stecker
PIN
Uout
[V DC]
Uout max.
[V DC]
Iout
Iout max.
Err +
4 ... 26 V
30 V
5 ... 20 mA
30 mA
Err –
---
0V
---
---
Strang A
24 ... 48 V
51 V
0 ... 6,5 A
7 A
Strang A/
24 ... 48 V
51 V
0 ... 6,5 A
7 A
Strang B
24 ... 48 V
51 V
0 ... 6,5 A
7 A
Strang B/
24 ... 48 V
51 V
0 ... 6,5 A
7 A
X1
X2
A-4
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