System Box/Anschlussplatte
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KUNDLER CONTROLLERS _______________________________________________________________________________________________________________________________ * Motor - Controller für PC * Motor - Controller Module * Mikroprozessor - Steuerungen * _ Verteilerplatte für Schrittmotor-Controller TURBO-STEP 45 PCI / USB Juli 2010 www.KundlerControllers.com Dipl.-Ing. Walter Kundler Moltkestraße 26 D-79183 Waldkirch Tel.07681-23649 Fax 2097816 KUNDLER CONTROLLERS _______________________________________________________________________________________________________________________________ * Motor - Controller für PC * Motor - Controller Module * Mikroprozessor - Steuerungen * _ Inhalt Seite 1. 2. 3. 3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 3.6 3.7 4. 5. 6. 6.1 7. Bestandteile und Maßzeichnung Kabelverbindung Anschlüsse an Verstärker und Steuerungskomponenten Anschluss an die Schrittmotor-Verstärker Erden des Verteilers Verstärkereingänge mit Optokopplern und einem Spannungshub von 5V Verstärkereingänge mit Optokopplern und einem Spannungshub von 12V Verstärkereingänge mit RS422-Leitungsempfängern mit geerdetem Nullpotential Verstärkereingänge mit RS422-Leitungsempfängern mit einer vom Rechnerpotential getrennten 5V-Spannungsquelle Verstärkereingänge mit RS422-Leitungsempfängern mit einer vom Rechnerpotential getrennten Spannungsquelle mit +8 bis +12 V Anschluss an externe Geber und Verbraucher Anschluss an Bereitschaftskontakte in den Motorverstärkern Installation und Inbetriebnahme Hinweise zur Verhütung von Störungen im Betrieb Schaltplan 3 5 5 5 6 6 7 8 9 10 12 12 13 13 14 2 Dipl.-Ing. Walter Kundler Moltkestraße 26 D-79183 Waldkirch Tel.07681-23649 Fax 2097816 KUNDLER CONTROLLERS _______________________________________________________________________________________________________________________________ * Motor - Controller für PC * Motor - Controller Module * Mikroprozessor - Steuerungen * _ 1. Bestandteile und Maßzeichnung Die Verteilerplatte besteht aus einer Elektronik-Platine, die auf eine Al-Grundplatte oder auf einem Winkelrahmen montiert ist und 2 SUB-D-Kabeln mit 1 m bis 5 m Länge, 15polig und 25-polig. Maßzeichnungen Montage auf Al-Grundplatte: 3 Dipl.-Ing. Walter Kundler Moltkestraße 26 D-79183 Waldkirch Tel.07681-23649 Fax 2097816 KUNDLER CONTROLLERS _______________________________________________________________________________________________________________________________ * Motor - Controller für PC * Motor - Controller Module * Mikroprozessor - Steuerungen * _ Montage auf Winkelrahmen: Die Platine kann um 180 Grad gedreht auf den Winkel geschraubt werden. 4 Dipl.-Ing. Walter Kundler Moltkestraße 26 D-79183 Waldkirch Tel.07681-23649 Fax 2097816 KUNDLER CONTROLLERS _______________________________________________________________________________________________________________________________ * Motor - Controller für PC * Motor - Controller Module * Mikroprozessor - Steuerungen * _ 2. Kabelverbindung Der Controller und der Verteiler-Adapter werden mit 2 mitgelieferten SUB-D-Kabeln, 15polig und 25-polig verbunden. Über das 15-polige Kabel werden die Schritt- und Richtungssignale für die Motorverstärker und über das 25-polige die zur Steuerung der übrigen Peripherie dienenden Ein- und Ausgangssignale übertragen. 3. Anschlüsse an Verstärker und Steuerungskomponenten Verstärker und Steuerungskomponenten können an der Verteilerplatte an die folgenden Ein- und Ausgangsklemmen angeschlossen werden: - Klemmenleisten für 8 Schrittmotor-Verstärker Jeweils 2 Endlagengeber für insgesamt 4 Achsen Referenzeingänge grob und fein für X, Y und Z 4 freie Porteingänge C1 bis C4 (C3 und C4 als U-Endlagen verwendbar) 1 Notstop-Eingang 1 Analogausgang (nur mit TURBO-STEP 45 PCI-1) Bei Verwendung von mehr als 4 Achsen müssen 2 Achsgruppen gebildet werden. Die Endlagengeber-Eingänge sind dann in beiden Achsgruppen zu verwenden. Die Eingänge und Ausgänge mit Ausnahme des Analogausgangs sind galvanisch vom PC isoliert. Die Eingänge sind auch von den Ausgängen isoliert. 3.1 Anschluss an die Schrittmotor-Verstärker Anhand der Eigenschaften der Eingänge der verwendeten Schrittmotorverstärker entscheiden Sie, welche Anschlussart Sie benutzen. Es stehen zahlreiche Möglichkeiten zur Verfügung. Wählen Sie aus der unten folgenden Aufzählung sorgfältig die passende aus. Beachten Sie für diese Einstellungen auch den Schaltplan 30134.04-STR-C. Beachten Sie bei Verwendung der RS422-Leitungstreiber auch, dass an den RS422Leitungsempfängern der betreffenden Verstärker-Eingänge generell AbschlussWiderstände erforderlich sind, um Leitungsreflexionen zu verhüten. Solche Effekte können Schrittfehler verursachen. Genaue Angaben dazu finden Sie in der Beschreibung des zugehörigen Verstärkers. 5 Dipl.-Ing. Walter Kundler Moltkestraße 26 D-79183 Waldkirch Tel.07681-23649 Fax 2097816 KUNDLER CONTROLLERS _______________________________________________________________________________________________________________________________ * Motor - Controller für PC * Motor - Controller Module * Mikroprozessor - Steuerungen * _ 3.2 Erden des Verteilers Der Verteiler ist über die Abschirmung der SUB-D – Kabel bereits über den PC geerdet. Dennoch ist es erforderlich, mindestens eine der mit dem Erdungszeichen markierten Schraubklemmen mit einer möglichst kurzen Leitung zu erden. Die Verbindungen mit den Schrittmotor-Verstärkern müssen abgeschirmt und, wenn RS422-Leitungstreiber benutzt werden, mit paarweise verdrillten Leitungen hergestellt werden. Erden Sie die Abschirmung immer auf beiden Seiten. Bei Verwendung von SUB-D – Steckern muss die Abschirmung im Steckergehäuse an das Fassungsblech des Steckers angelötet werden. 3.3 Verstärkereingänge mit Optokopplern und einem Spannungshub von 5 Volt Bei diesen sehr häufig vorkommenden Verstärkereingängen besteht die Eingangsschaltung im Verstärker aus der Reihenschaltung einer OptokopplerStrahlerdiode und einem Widerstand von etwa 330 Ohm. Benutzen Sie hierfür im Controller direkt gekoppelte Ausgänge für Schritt und Richtung und lösen Sie die Schritte mit der niedergehenden Flanke des Schrittimpulses aus. Für diese Variante sind die Jumper werksseitig richtig voreingestellt. Auf der Controllerkarte im PC müssen jedoch Steckbrücken eingestellt werden (nur bei ausgeschaltetem PC!), wie oben abgebildet und nach dieser Tabelle: Controller X8: 1-2, 3-4,7-8 Adapter X16 : 1-3, 2-4, 5-7, 6-8, 9-11, 10-12,13-15, 14-16 X17: wie X16 stecken X18: wie X16 stecken X11: 1-3 oder alle entfernen 6 Dipl.-Ing. Walter Kundler Moltkestraße 26 D-79183 Waldkirch Tel.07681-23649 Fax 2097816 KUNDLER CONTROLLERS _______________________________________________________________________________________________________________________________ * Motor - Controller für PC * Motor - Controller Module * Mikroprozessor - Steuerungen * _ Der Strom jedes Schrittimpulses wird mit einem Low Side Switch im Controller auf das Potential V-MOT geschaltet. Der Wirkungssinn der Schrittsignale muss mit dem Befehl TSLEV (in PCT25 G10) auf „low aktiv“ eingestellt werden. 3.4 Verstärkereingänge mit Optokopplern und einem Spannungshub von 12 Volt Bei diesen Verstärkereingängen besteht die Eingangsschaltung im Verstärker aus der Reihenschaltung einer Optokoppler-Strahlerdiode und einem Widerstand von etwa 1 kOhm. Hierbei benötigen Sie eine externe Spannungsquelle von 12 Volt. Die Spannung muss nicht stabilisiert aber mit einem Elektrolytkondensator geglättet sein. Benutzen Sie isolierte Ausgänge für Schritt und Richtung und lösen Sie die Schritte mit der niedergehenden Flanke des Schrittimpulses aus. Für diese Variante sind die Jumper auf dem Verteiler sowie die auf dem Controller werksseitig richtig voreingestellt. Die Einstellungen entsprechen dann dieser Tabelle: 7 Dipl.-Ing. Walter Kundler Moltkestraße 26 D-79183 Waldkirch Tel.07681-23649 Fax 2097816 KUNDLER CONTROLLERS _______________________________________________________________________________________________________________________________ * Motor - Controller für PC * Motor - Controller Module * Mikroprozessor - Steuerungen * _ Controller X8: 1-3, 5-7, 6-8 Adapter X16 : 1-3, 2-4, 5-7, 6-8, 9-11, 10-12,13-15, 14-16 X17: wie X16 stecken X18: wie X16 stecken X11: 1-3 oder alle entfernen Die externe Spannungsquelle wird an die Klemmenleiste X3 wie folgt angeschlossen: V+MOT: V-MOT: Pluspol Minuspol Die Schritt- und Richtungssignale werden von den Anschlüssen STPX1D bzw. DIRXD zum Verstärker geführt, und zwar an die Kathodenseite des Optokoppler-Strahlers. Die Anodenseite wird an den Pluspol der 12 V Spannungsquelle gelegt. Der Strom jedes Schrittimpulses wird mit einem Low Side Switch im Controller auf des Potential V-MOT geschaltet. Der Wirkungssinn der Schrittsignale muss mit dem Befehl TSLEV (in PCT25 G10) auf „aktiv low“ eingestellt werden. 3.5 Verstärkereingänge mit RS422-Leitungsempfängern mit geerdetem Nullpotential RS422-Leitungsempfänger benötigen für jedes Schrittsignal und jedes Richtungssignal 2 verdrillte Leitungen. Der Spannungshub auf diesen Leitungen liegt zwischen 0 und +5V und die beiden Signale werden im Gegentakt geschaltet. Diese Anschlussart bezieht sich auf Verstärker mit RS422-Eingängen, bei denen das Bezugssignal (0 V) ebenso wie das 0-Potential des PCs geerdet ist. Benutzen Sie hierfür direkt gekoppelte Ausgänge für Schritt und Richtung. Passen Sie die auslösende Schrittflanke (hoch- oder tiefgehend) an die Vorschrift für den 8 Dipl.-Ing. Walter Kundler Moltkestraße 26 D-79183 Waldkirch Tel.07681-23649 Fax 2097816 KUNDLER CONTROLLERS _______________________________________________________________________________________________________________________________ * Motor - Controller für PC * Motor - Controller Module * Mikroprozessor - Steuerungen * _ Schrittmotor-Verstärker an. Für jeden Schrittmotor-Verstärker besteht eine solche Vorschrift. Wenn Sie 2 Achsgruppen benutzen, dann muss die auslösende Schrittimpulsflanke im Controller jedoch die tiefgehende Flanke sein, um beim Umschalten der Achsgruppe einen fehlerhaften Schritt zu verhüten. Wenn dann am Verstärkereingang die Impulse in die falsche Richtung schalten, vertauschen Sie die Anschlüsse STPX+ und STPX-. Das entsprechende gilt für alle Achsanschlüsse. Für diese Variante müssen die Jumper auf dem Verteiler eingestellt werden. Auch auf der Controllerkarte im PC müssen Steckbrücken eingestellt werden (nur bei ausgeschaltetem PC!), wie oben abgebildet und nach dieser Tabelle: Controller X8: 1-2, 3-4, 7-8 Adapter X16 : 1-2, 3-4, 5-6, 7-8, 9-10, 11-12, 13-14, 15-16 X17: wie X16 stecken X18: wie X16 stecken X11: 1-3, 2-4 3.6 Verstärkereingänge mit RS422-Leitungsempfängern mit einer vom Rechnerpotential getrennten 5V-Spannungsquelle RS422-Leitungsempfänger benötigen für jedes Schrittsignal und jedes Richtungssignal 2 Leitungen. Der Spannungshub auf diesen Leitungen liegt zwischen 0 und +5V und die beiden Signale werden im Gegentakt geschaltet. Diese Anschlussart bezieht sich auf Verstärker mit RS422-Eingängen, bei denen das Bezugssignal (0 V) nicht mit dem 0-Potential des PCs verbunden ist bzw. verbunden werden darf, wobei für die Versorgung der RS422-Treiber auf dem Verteiler eine externe 5V-Spannungsquelle zur Verfügung steht. 9 Dipl.-Ing. Walter Kundler Moltkestraße 26 D-79183 Waldkirch Tel.07681-23649 Fax 2097816 KUNDLER CONTROLLERS _______________________________________________________________________________________________________________________________ * Motor - Controller für PC * Motor - Controller Module * Mikroprozessor - Steuerungen * _ Benutzen Sie hierfür isolierte Ausgänge für Schritt und Richtung. Passen Sie die auslösende Schrittflanke (hoch- oder tiefgehend) an die Vorschrift für den SchrittmotorVerstärker an. Für jeden Schrittmotor-Verstärker besteht eine solche Vorschrift. Wenn Sie 2 Achsgruppen benutzen, dann muss die auslösende Schrittimpulsflanke im Controller jedoch die tiefgehende Flanke sein, um beim Umschalten der Achsgruppe einen fehlerhaften Schritt zu verhüten. Wenn dann am Verstärkereingang die Impulse in die falsche Richtung schalten, vertauschen Sie die Anschlüsse STPX+ und STPX-. Das entsprechende gilt für alle Achsanschlüsse. Für diese Variante müssen die Jumper auf dem Verteiler eingestellt werden. Auch auf der Controllerkarte im PC müssen Steckbrücken eingestellt werden (nur bei ausgeschaltetem PC!), wie oben abgebildet und nach dieser Tabelle: Controller X8: 1-3, 2-4, 5-6 Adapter X16 : 1-2, 3-4, 5-6, 7-8, 9-10, 11-12, 13-14, 15-16 X17: wie X16 stecken X18: wie X16 stecken X11: 1-3, 2-4 3.7 Verstärkereingänge mit RS422-Leitungsempfängern mit einer vom Rechnerpotential getrennten Spannungsquelle mit +8 bis +12 V RS422-Leitungsempfänger benötigen für jedes Schrittsignal und jedes Richtungssignal 2 Leitungen. Der Spannungshub auf diesen Leitungen liegt zwischen 0 und +5V und die beiden Signale werden im Gegentakt geschaltet. Diese Anschlussart bezieht sich auf Verstärker mit RS422-Eingängen, bei denen das Bezugssignal (0 V) nicht mit dem 0-Potential des PCs verbunden ist bzw. verbunden werden darf, wobei für die Versorgung der RS422-Treiber auf dem Verteiler eine externe Spannungsquelle mit einer Spannung von +8 bis +12V zur Verfügung steht. 10 Dipl.-Ing. Walter Kundler Moltkestraße 26 D-79183 Waldkirch Tel.07681-23649 Fax 2097816 KUNDLER CONTROLLERS _______________________________________________________________________________________________________________________________ * Motor - Controller für PC * Motor - Controller Module * Mikroprozessor - Steuerungen * _ Benutzen Sie hierfür isolierte Ausgänge für Schritt und Richtung. Passen Sie die auslösende Schrittflanke (hoch- oder tiefgehend) an die Vorschrift für den SchrittmotorVerstärker an. Für jeden Schrittmotor-Verstärker besteht eine solche Vorschrift. Wenn Sie 2 Achsgruppen benutzen, dann muss die auslösende Schrittimpulsflanke im Controller jedoch die tiefgehende Flanke sein, um beim Umschalten der Achsgruppe einen fehlerhaften Schritt zu verhüten. Wenn dann am Verstärkereingang die Impulse in die falsche Richtung schalten, vertauschen Sie die Anschlüsse STPX+ und STPX-. Das entsprechende gilt für alle Achsanschlüsse. Für diese Variante müssen die Jumper auf dem Verteiler eingestellt werden. Auch auf der Controllerkarte im PC müssen Steckbrücken eingestellt werden (nur bei ausgeschaltetem PC!), wie oben abgebildet und nach dieser Tabelle: Controller X8: 1-3, 5-7, 6-8 Adapter X16 : 1-2, 3-4, 5-6, 7-8, 9-10, 11-12, 13-14, 15-16 X17: wie X16 stecken X18: wie X16 stecken X11: 1-2, 3-4 11 Dipl.-Ing. Walter Kundler Moltkestraße 26 D-79183 Waldkirch Tel.07681-23649 Fax 2097816 KUNDLER CONTROLLERS _______________________________________________________________________________________________________________________________ * Motor - Controller für PC * Motor - Controller Module * Mikroprozessor - Steuerungen * _ 4. Anschluss an externe Geber und Verbraucher Geber können auf GND_INPUTS bezogen positive Gleichspannungssignale von 5 bis 24 Volt liefern. Die Eingänge haben einen Eingangswiderstand von 2,2 kOhm. Der Eingangsstrom fliesst über den Anschluss GND_INPUTS zurück. Im Einzelnen sind die Schaltungen für die Eingänge und die Ausgänge im Handbuch des Controllers beschrieben. Zur Versorgung von externen Verbrauchern wie Magnetventilen, Anzeigelampen, Relais u.s.w. muss an die Klemmen V+_OUTPUTS (Pluspol) und GND_OUTPUTS (Minuspol) eine Spannungsquelle 24 VDC angeschlossen werden. Die Spannung muss nicht stabilisiert sein. Ein Elektrolytkondensator zur Glättung ist jedoch erforderlich. Schaltelemente werden von den Ausgängen OUT_V1 bis OUT_V4 auf LOW geschaltet, d.h. die Ausgänge OUT_V1 bis OUT_V4 werden mit „low side switches“ beim Aktivieren des Ausgangs mit dem Anschluss GND_OUTPUTS verbunden. Achtung: verhüten Sie unbedingt einen Kurzschluss zwischen einem der Anschlüsse OUT_V1 bis OUT_V4 und der externen +24V-Spannung am Anschluss V+_OUTPUTS. Ein solcher Kurzschluss beschädigt den Schalttransistor auf dem Controller. Die Potentiale GND_INPUTS und GND_OUTPUTS sind voneinander getrennt. Der Anwender kann sie jedoch miteinander verbinden. Die Schalttransistoren sind gegen Induktionsspitzen beim Ausschalten induktiver Lasten durch Dioden geschützt. Beachten Sie beim Anschluss der Verbraucher auch die unten folgenden Hinweise zur Verhütung von Störungen. 5. Anschluss an Bereitschaftskontakte in den Motorverstärkern Viele Motorverstärker haben ein Kontaktsignal, das angibt, ob der betreffende Antrieb betriebsbereit ist. Um dies durch das Steuerprogramm abfragen zu können, können die Klemmen RDY.+ und RDY.- an jedem Achsanschluss an das Kontaktsignal im Verstärker angeschlossen werden. Das durch Reihenschaltung aller Kontaktsignale gewonnene Gesamtbereitschaftssignal kann mit einer Steckbrücke auf dem Steckbrückenfeld X12 auf einen gewünschten Eingang geschaltet werden und dort im Programm abgefragt werden. Die Schaltung erkennen Sie im Schaltplan am Ende der Beschreibung. Da alle RDY –Signale in Reihe geschaltet sind, muss bei unbenutzten Achsen eine Brücke zwischen die Klemmen RDY.+ und RDY.- gesetzt werden. 12 Dipl.-Ing. Walter Kundler Moltkestraße 26 D-79183 Waldkirch Tel.07681-23649 Fax 2097816 KUNDLER CONTROLLERS _______________________________________________________________________________________________________________________________ * Motor - Controller für PC * Motor - Controller Module * Mikroprozessor - Steuerungen * _ 6. Installation und Inbetriebnahme Wichtiger Hinweis: Schalten Sie vor dem Konfigurieren und Anschließen des Verteiler-Adapters an den im PC eingebauten Controller den PC aus. Setzen Sie die Jumper auf dem Controller (Jumperfeld X8) entsprechend der Anleitung im Handbuch des Controllers bzw. entsprechend der vorstehenden Anleitung. Setzen Sie die Jumper auf den Feldern X16, X17 und X18 für symmetrische (RS422) oder unsymmetrische Schritt / Richtungssignale entsprechend der vorstehenden Anleitung. Beachten Sie für diese Einstellungen auch den Schaltplan 30134.04-STR-C BL.1. Verbinden Sie den im PC installierten Controller mit den beiden gelieferten SUB-DKabeln (25-polig und 15-polig). 6.1 Hinweise zur Verhütung von Störungen im Betrieb Die Induktionsspannung von induktiven Bauteilen wird zwar im Controller abgeleitet, dies sichert jedoch nicht immer die Anlage gegen Störungen. Sichern Sie störungsfreien Betrieb durch folgende weitere Maßnahmen: Leiten Sie Induktionsspannungen beim Abschalten induktiver Bauteile (Magnetventile, Schütze e.t.c.) mit Dioden ab, die unmittelbar an diesen Bauteilen angeschaltet sind. Laufen die Störimpulse über längere Leitungen, bevor sie kompensiert werden, dann können sie dabei Störungen in der Anlage bewirken. Entstören Sie Gleichstrommotoren mit Kommutator mit passenden Kondensatoren unmittelbar am betreffenden Motor. Die Kommutatorfunken bewirken hochfrequente Leitungsstörungen, die auch im Laufe der Betriebsdauer einer Anlage zunehmen können. 13 Dipl.-Ing. Walter Kundler Moltkestraße 26 D-79183 Waldkirch Tel.07681-23649 Fax 2097816 KUNDLER CONTROLLERS _______________________________________________________________________________________________________________________________ * Motor - Controller für PC * Motor - Controller Module * Mikroprozessor - Steuerungen * _ Verbinden Sie einen der Ground-Schraubanschlüsse des Verteilers mit einer kurzen Leitung 2.5 qmm mit einer Erdungsschraube des PC und mit der GeräteMasse (Schutzleiter). Bei mangelhafter Sicherheit der Schutzkontakte des PC-Anschlusses sichert dies das Ground-Potential im Verteiler. Da in jedem PC das GND-Signal der 5V-Spannung am Schutzleiter liegt, sichert diese Maßnahme gegen Störungen. Technische Änderungen vorbehalten 7. Schaltplan (siehe folgende Seite) 14 Dipl.-Ing. Walter Kundler Moltkestraße 26 D-79183 Waldkirch Tel.07681-23649 Fax 2097816 KUNDLER CONTROLLERS _______________________________________________________________________________________________________________________________ * Motor - Controller für PC * Motor - Controller Module * Mikroprozessor - Steuerungen * _ SysBoxD.doc - 07.2010 15 Dipl.-Ing. Walter Kundler Moltkestraße 26 D-79183 Waldkirch Tel.07681-23649 Fax 2097816
