Opgave 2 Configuratie en inbedrijfstellen van een stappenmotor-systeem

Transcriptie

1 Opgave 2 Configuratie en inbedrijfstellen van een stappenmotor-systeem Leerdoelen Na het voltooien van deze opgave: Kun je een stappenmotor-systeem veilig inbedrijfstellen. Begrijp je de basisprincipes van de configuratie en parametrisatie van een stappenmotor- systeem in Festo Configuration Tool (FCT). Probleembeschrijving Voor gebruik moeten de afzonderlijke modules worden geconfigureerd en in bedrijf gesteld worden tot een compleet systeem met behulp van FCT. De basisinstellingen in FCT moeten worden aangepast. Gegevens van de toepassing: Direct op de as is een tandwiel geplaatst (PN573275), het massatraagheidsmoment van deze aandrijving is 2,5 [Kgcm 2 ]. De motorcontroller wordt aangestuurd met behulp van digitale in- en uitgangen. Situatieschets Stappenmotor-system Festo Didactic GmbH & Co. KG

2 Projectopdracht 1. Beschrijf de opbouw en werking van een stappenmotor. 2. Maak een project met behulp van FCT, configureer de modules en neem het servosysteem in gebruik. Hulpmiddelen Technische gegevens (Hoofdstuk D) Werkinstructies (blz. 10) Waarschuwing De elektrische voeding mag niet worden ingeschakeld voordat alle aansluitingen zijn aangesloten en nagekeken door de docent. De voeding moet uitgeschakeld worden zodra de opgave is voltooid en voordat de componenten worden verwijderd. 8 Festo Didactic GmbH & Co. KG

3 Functionele beschrijving Beschrijf de functie en werking van een stappenmotor-systeem Een typisch kenmerk van de stappenmotor is het stapsgewijs draaien van de motor as. De motor heeft aantal spoelen die onafhankelijk aanstuurbaar zijn en gewikkeld zijn in de stator, het vaste deel van de motor. Gelijkstroom er kan doorheen stromen in beide richtingen. De spoel kan ook stroomloos zijn. Deze spoelen worden opeenvolgend bediend met behulp van elektronica, zodanig dat een roterend magnetisch veld wordt opgewekt in de stator. De permanent magnetische rotor volgt dit roterend magnetisch veld. Een groot voordeel van de stappenmotor vergeleken met andere elektrische aandrijvingen is dat het een gecontroleerde bediening maakt met voldoende nauwkeurigheid van de plaatsbepaling zonder positionele feedback. Dit maakt de besturingselektronica en minder uitgebreid en daarom goedkoper. Het voordeel van stappenmotoren is de eenvoudige (goedkope) aansturing, het nadeel is dat deze stappenmotoren niet geschikt zijn voor hoge rotatie snelheden gecombineerd met een hoog koppel. Als het koppel van de belasting (kortstondig) groter is dan het motorkoppel kan de rotor het roterende magnetisch veld niet volgen en worden stappen overgeslagen. Omdat de stappenmotor geen terugmelding van de positie heeft ontstaat een afwijking in de positionering. Festo Didactic GmbH & Co. KG

4 Configuratie en inbedrijfstellen met behulp van FCT 1. Controleren van de startvoorwaarden. Zorg ervoor dat de voeding wordt uitgeschakeld. Schakel de voedingsspanning van het besturingsgedeelte (24V/DC) uit. Zorg ervoor dat de PC, motorcontroller, motor en ingangssignalen correct met elkaar verbonden zijn met behulp van de aansluitkabels (zie opgave 1). Stop de besturing en schakel het vermogensgedeelte uit. Zet de schakelaar [Power Enable] en [Controller Enable] uit (schakelaar omhoog). ). Controleer de schakelaars van het bedieningspaneel. Zet de schakelaar [Stop] en [Start] uit (schakelaar omhoog). 2. Systeem aanzetten. Schakel de voedingsspanning van het besturingsgedeelte (24V/DC) aan. De LED [READY] op de voorkant van de motorcontroller moet nu groen oplichten. 3. Aanmaken van een project in Festo Configuration Tool (FCT). Start FCT, kies "Project" en "Nieuw" in het hoofdmenu, klik op het eerste icoon "New Project" of de toetscombinatie Ctrl+N. 10 Festo Didactic GmbH & Co. KG

5 Voer de naam van het project, een titel en naam van de auteur in en klik op "OK"". Name: Opgave 2 Title: Configuratie en inbedrijfstellen van een stappenmotor-systeem Author: Je eigen naam Selecteer het controller type "CMMS-ST", voer een component naam in en klik op "OK". Componentname: TP1422 (dit is de type aanduiding van het leersysteem) Festo Didactic GmbH & Co. KG

6 4. Configureren en instellen van een stappnmotor-systeem in FCT. Open in het venster "Workspace", de "Configuration" pagina voor het instellen van de kerncomponenten. Configuratie instellingen (E/NL) Keuze (E/NL) Option slot / Uitbreidingmodule Empty / Leeg * Voedingsspanning Motor Type / Type motor 24 V** EMMSSTxS Motor size / Afmeting van de motor 57-S Gearbox / Overbrenging Axis type / Type aandrijving Position Range / Positioneer bereik None / Geen User defined rotating axis / Door de gebruiker gedefinieerde roterende-as Unlimited / Oneindig Type of limit switch / Type naderingsschakelaar NC, Normally closed / NC, normaal gesloten *** * In de uitbreidingmodule op de voorkant van de motorcontroller kunnen optioneel insteekmodulen t.b.v. communicatie geplaatst worden. ** De motor is geschikt voor een spanning van 48V=. Dit is meestal niet voorhanden in een practicum, we werken daarom met een voedingspanning van 24V=. De motor zal daardoor minder krachtig zijn. *** In deze opgave maken we nog geen gebruik van naderingsschakelaars voor de signalering van de eindstanden. Kies voor NC, normaal gesloten. Opmerking Omdat we de stappenmotor zonder encoderkabel willen toe te passen moeten we in de configuratie kiezen voor EMM-ST-57-S! 12 Festo Didactic GmbH & Co. KG

7 Open in het venster "Workspace", de pagina "Application Data". Definieer de besturingsinterface op het tabblad Operating Mode Settings.Geef de eigenschappen van de toepassing in op het tabblad Environment. Applicatie instellingen (E/NL) Bedrijfsmodi (E/NL) Eigenschappen Control interface / Bedieningsinterface Digital I/O / Digitale I/O Used Operating Modes / Bedrijfsmodi Profile Position Mode / Positionering Modus Homing Mode / Homing Mode Eigenschappen voor massatraagheidsmoment 2,5 [kgcm 2 ] Control interface / Bedieningsinterface Digital I/O / Digitale I/O Festo Didactic GmbH & Co. KG

8 Sla het project op en zorg ervoor dat de PC met de motorcontroller kan communiceren. Laadt dan het project naar de motorcontroller. Sluit de seriële interface kabel aan op de COM poort van de PC. Gebruik eventueel een USB adapter adapter. Sluit de seriële interface kabel aan op de sub-d connector [X5 Serial] van de motorcontroller. Selecteer de juiste communicatiepoort en baudrate door in het menu Component te kiezen voor FCT Interface. Stel de baudrate in op [Baud]. Klik op het interfacesymbool om de verbinding tot stand te brengen. Kies voor Download om het project van de PC naar de motorcontroller te laden. Activeer FCT Device Control om de motorcontroller met behulp van de HMI (Human Machine Interface, hier kunnen we de gegevens van de motorcontroller zien en direct veranderen) van FCT te bedienen door op OK te klikken. 5. Controleren op foutmeldingen. Open in het HMI venster (onder in het scherm) het tabblad "Operate" om informatie zoals de status van het apparaat en dynamische gegevens te controleren. Indien het HMI venster niet automatisch is geopend, selecteer in het menu Project output in het menu View. 14 Festo Didactic GmbH & Co. KG

9 Klik op "Acknowledge Error" op het tabblad "Output" onder Device Control om eventuele fouten en waarschuwingen te bevestigen. Opmerking Het besturen van aangesloten apparatuur is alleen mogelijk als er geen fouten weergegeven worden in het venster "Device status"! Om de fouten te bevestigen lees het hoofdstuk foutmeldingen in hoofdstuk 8.2 van de handleiding "Motorcontroller CMMS-ST-..." of raadpleeg de help file van FCT. Klik op het menu Help en kies voor Contents of Installed Plug-inskies voor Festo en kies voor CMMS-ST. In het hoofdstuk Diagnosis and error handling vindt u informatie over de foutmeldingen van de CMMS-ST motorcontroller. 6. Handmatig controleren van de hardware. Controleer de waarde van de positie (Actual Position) door het met de hand verdraaien van de roterende aandrijving Deze waarde neemt toe of af afhankelijk van de draairichting.* *Opmerking De in "Dynamic data" weergegeven waarden worden berekend door FCT. Gegevens over de positie kunnen alleen met behulp van een encoder gemeten worden. Bij configuratie als EMM-ST-57-S-SE met aangesloten encoder kabel neemt de waarde toe of af als de motor handmatig verdraaid wordt. Festo Didactic GmbH & Co. KG

10 7. Activeren van het systeem via het bedieningspaneel en FCT Activeer de besturing en schakel het vermogensgedeelte aan. Schakel [Power Enable], [Controller Enable] aan (schakelaar omlaag). Activeer de controller met behulp van FCT. Selecteer in het HMI venster op het tabblad Operateonder Device Control de opties "FCT" en "Enable". De motor kan nu niet meer met de hand verdraaid worden. 8. Afsluiten van FCT Kies in het menu project voor save, klik op het icoon van de diskette (derde icoon) of de toescombinatie Ctrl+S om het project op te slaan. Verbreek de dataverbinding en sluit FCT af. Klik op het interfacesymbool om de verbinding te verbreken. Kies "Project" en "Exit" in het hoofdmenu om het programma FCT af te sluiten Systeem uitschakelen. Controleer de schakelaars van het bedieningspaneel Zet de schakelaar [Power Enable] en [Controler Enable] uit (schakelaar omhoog) Zet de schakelaar [Stop] en [Start] uit (schakelaar omhoog). Schakel het systeem uit. Schakel de voedingsspanning van het besturingsgedeeltegedeelte (24V/DC) uit. 16 Festo Didactic GmbH & Co. KG