Controlador de motor CMMP

(1)

Recortar: Arriba: 61,5 mm Abajo: 61,5 mm Izquierda: 43,5 mm Derecha: 43,5 mm

Controlador de motor CMMP…

Manual

Montaje e

instalación

Tipo

CMMP-AS-

C20-11A

Manual

572 596

es 1010NH

[753 356]

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Edición __________________________________________________ es 1010NH

Denominación ______________________________ P.BE-CMMP-AS-C20-11A-ES

Nº de artículo ________________________________________________ 572 596

(Festo AG & Co KG., D-73726 Esslingen, 2010) Internet: http://www.festo.com

E-Mail:[email protected]

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Directorio de revisiones

Autor:

Nombre del manual: Manual de producto de Festo P.BE-CMMP-AS-C20-11A-DE Nombre del archivo:

Lugar de almacenamiento del archivo:

Nº Descripción Índice de revisiones Fecha de modificación

1 Fabricación 1010NH 23.09.10

Marca registrada

CANopen®_{, CiA}®_{y PROFIBUS}®_{son las marcas registradas de los propietarios}

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ÍNDICE

1. Información general ... 11

1.1 Documentación ... 11

1.2 Dotación del suministro ... 11

2. Medidas de seguridad para accionamientos y controles eléctricos ... 13

2.1 Símbolos utilizados ... 13

2.2 Indicaciones generales ... 14

2.3 Peligros por un uso incorrecto ... 15

2.4 Medidas de seguridad ... 16

2.4.1 Medidas generales de seguridad ... 16

2.4.2 Medidas de seguridad para el montaje y el mantenimiento ... 18

2.4.3 Protección contra el contacto con piezas eléctricas ... 20

2.4.4 Protección mediante tensión baja de protección (PELV) contra descarga eléctrica ... 22

2.4.5 Protección ante movimientos peligrosos ... 22

2.4.6 Protección contra el contacto con piezas calientes ... 23

2.4.7 Protección durante la manipulación y el montaje ... 23

3. Descripción del producto ... 25

3.1 Generalidades ... 25

3.1.1 Secuencia de conexión ... 28

3.2 Alimentación de corriente... 29

3.2.1 Alimentación de AC trifásica ... 29

3.2.2 Acoplamiento del circuito intermedio, alimentación de DC ... 29

3.2.3 Fusible para la red ... 29

3.3 Chopper de frenado ... 30

3.4 Interfaces de comunicación ... 30

3.4.1 Perfil de Festo para manipulación y posicionamiento (FHPP) ... 31

3.4.2 Interface RS232 ... 32

3.4.3 Interface RS485 ... 34

3.4.4 Bus CAN ... 34

3.4.5 PROFIBUS ... 35

3.4.6 Funciones de I/O y mando del equipo ... 35

4. Cuadro general de funciones ... 37

4.1 Motores ... 37

4.1.1 Servomotores sincrónicos ... 37

(6)

ÍNDICE

4.2 Funciones del servocontrolador de posición CMMP-AS ... 37

4.2.1 Funciones ... 37

4.2.2 Modulación de la duración de impulsos (PWM) ... 38

4.2.3 Gestión del valor nominal ... 39

4.2.4 Funcionamiento regulado por el momento de giro ... 39

4.2.5 Funcionamiento regulado por la velocidad ... 40

4.2.6 Regulación del número de revoluciones limitada por el par de giro ... 41

4.2.7 Sincronización con fuentes de pulsos externas ... 41

4.2.8 Compensación del momento de la carga en ejes verticales ... 41

4.2.9 Posicionamiento y regulación de la posición ... 41

4.2.10 Sincronización, engranaje eléctrico ... 42

4.2.11 Gestión del frenado ... 43

4.3 Control de posicionamiento ... 43

4.3.1 Resumen ... 43

4.3.2 Posicionamiento relativo ... 44

4.3.3 Posicionamiento absoluto ... 44

4.3.4 Generador de perfiles de movimiento ... 45

4.3.5 Recorrido de referencia ... 45

4.3.6 Secuencias de posicionamiento ... 46

4.3.7 Entrada de parada opcional ... 47

4.3.8 Control de trayectoria con interpolación lineal (en preparación) ... 48

4.3.9 Posicionamiento con varios ejes con sincronización del tiempo ... 48

5. Técnica funcional de seguridad ... 49

5.1 Uso previsto general ... 49

5.2 Función integrada "STO" ... 52

5.2.1 Generalidades / Descripción "STO Safe Torque off" ... 52

5.2.2 Diagrama de temporización de STO ... 53

5.2.3 Rearranque después de la activación de "Parada segura" ... 54

5.2.4 Ejemplo de conexión de circuito CMMP-AS STO... 55

5.2.5 Explicaciones del ejemplo de circuito ... 56

5.2.6 Requerimiento de PARADA DE EMERGENCIA, control de puertas de protección ... 56

5.2.7 Comprobación de la función de seguridad ... 57

5.2.8 Activación segura del freno de retención ... 59

5.3 SS1, Safe Stop 1 ... 59

5.3.1 Explicación ... 59

5.3.2 Diagrama de temporización SS1 ... 60

5.3.3 Descripción del diagrama de temporización ... 61

5.3.4 Activación de "Safe Stop 1" ... 62

5.3.5 Ajuste del retardo de desconexión ... 62

5.3.6 Ejemplo de parametrización FCT ... 63

(7)

ÍNDICE

5.3.8 Explicaciones del ejemplo de circuito ... 65

5.3.9 Requerimiento de PARADA DE EMERGENCIA, control de puertas de protección ... 65

5.3.10 Restablecimiento del funcionamiento normal ... 66

5.3.11 Comprobación de la función de seguridad ... 66

5.3.12 Determinación del tiempo de frenado ... 67

5.3.13 Ajuste del tiempo de retardo ... 68

6. Instalación mecánica ... 69

6.1 Notas importantes ... 69

6.2 Vista del aparato ... 71

6.2.1 Montaje ... 74

7. Instalación eléctrica... 75

7.1 Asignación de conectores enchufables ... 75

7.2 Sistema completo del CMMP-AS ... 76

7.3 Conexión: Fuente de alimentación [X9] ... 78

7.3.1 Ejecución en el aparato [X9] ... 78

7.3.2 Contraclavija [X9] ... 78

7.3.3 Asignación de clavijas [X9] ... 78

7.4 Conexión: Motor [X6] y [X6A] ... 79

7.4.1 Ejecución en el servocontrolador de posición [X6] ... 79

7.4.2 Ejecución en el servocontrolador de posición [X6A] ... 79

7.4.4 Contraclavija [X6A] ... 79

7.4.6 Asignación de clavijas [X6A] ... 80

7.4.7 Indicaciones de conexión ... 80

7.5 Conexión: Comunicación de I/O [X1] ... 82

7.5.4 Tipo y ejecución del cable [X1] ... 84

7.5.5 Indicaciones de conexión [X1] ... 84

7.6 Conexión: STO y SS1 ... 87

7.7 Conexión: Resolver [X2A] ... 88

7.7.1 Ejecución en el aparato [X2A] ... 88

7.7.2 Contraclavija [X2A] ... 88

(8)

ÍNDICE

7.8 Conexión: Encoder [X2B] ... 89

7.8.1 Ejecución en el aparato [X2B] ... 89

7.8.2 Contraclavija [X2B] ... 89

7.8.3 Asignación de clavijas del transmisor analógico [X2B] ... 89

7.8.4 Asignación de clavijas encoder con interface serie (p. ej. EnDat, HIPERFACE) [X2B] ... 90

7.8.5 Asignación de clavijas del transmisor digital [X2B] ... 91

7.9 Conexión: entrada de transmisor incremental [X10] ... 92

7.9.4 Tipo y ejecución del cable [X10] ... 92

7.9.5 Indicaciones de conexión [X10] ... 93

7.10 Conexión: salida de transmisor incremental [X11] ... 93

7.11 Conexión: Bus CAN [X4] ... 94

7.11.1 Ejecución en el aparato [X4] ... 94 7.11.2 Contraclavija [X4] ... 94 7.11.3 Asignación de clavijas [X4] ... 94 7.11.4 Indicaciones de conexión [X4] ... 94 7.12 Conexión: RS232/COM [X5] ... 96 7.12.1 Ejecución en el aparato [X5] ... 96 7.12.2 Contraclavija [X5] ... 96 7.12.3 Asignación de clavijas [X5] ... 96

7.13 Instrucciones para una instalación segura y conforme a la EMC ... 97

7.13.1 Explicaciones y conceptos ... 97

7.13.2 Indicaciones de conexión ... 97

7.13.3 Generalidades acerca de la EMC ... 98

7.13.4 Áreas EMC: primer y segundo entornos ... 99

7.13.5 Cableado conforme a EMC ... 100

7.13.6 Funcionamiento con cables de motor largos ... 101

7.13.7 Protección EDS ... 101

8. Puesta en funcionamiento ... 102

8.1 Instrucciones generales de conexión ... 102

8.2 Herramienta / material ... 102

8.3 Conectar el motor ... 102

8.4 Conexión del servocontrolador de posición CMMP-AS a la alimentación de corriente ... 104

(9)

ÍNDICE

8.5 Conexión del PC ... 104

8.6 Comprobación de disponibilidad para funcionar ... 105

9. Funciones de servicio y mensajes de fallo ... 106

9.1 Funciones de protección y de servicio ... 106

9.1.1 Resumen ... 106

9.1.2 Detección de fallo de fase y de red ... 106

9.1.3 Control de sobrecorriente y cortocircuitos ... 106

9.1.4 Control de sobretensión del circuito intermedio ... 107

9.1.5 Control de la temperatura para el disipador de calor ... 107

9.1.6 Control del motor ... 107

9.1.7 Control I²t ... 107

9.1.8 Control de potencia para el interruptor chopper de frenado ... 107

9.1.9 Estado de puesta a punto ... 108

9.1.10 Descarga rápida del circuito intermedio ... 108

9.2 Mensajes de modo de funcionamiento y de fallo... 109

9.2.1 Indicación de modo de funcionamiento y de fallo ... 109

9.2.2 Mensajes de error ... 110

A. Especificaciones técnicas ... 120

A.1 Elementos de mando e indicación ... 121

A.2 Unidad de alimentación [X9] ... 121

A.3 Safe Torque Off y Supply 24 V [X3] ... 122

A.4 Conexión del motor [X6] ... 122

A.5 Conexión de transductor angular [X2A] y [X2B] ... 123

A.5.1 Conexión del Resolver [X2A] ... 123

A.5.2 Conexión del encoder [X2B] ... 124

A.6 Interfaces de comunicación ... 125

A.6.1 RS232 [X5] ... 125

A.6.2 Bus CAN [X4] ... 125

A.6.3 Interface I/O [X1] ... 126

A.6.4 Entrada de transmisor incremental [X10] ... 127

A.6.5 Salida de transmisor incremental [X11] ... 127

B. Glosario ... 129

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(11)

1. Información general

1.1 Documentación

Este manual de producto sirve para el trabajo seguro con los servocontroladores de posición de la serie CMMP-AS-C20-11A para servocontroladores de posición trifásicos. Contiene las indicaciones de seguridad que deben observarse.

Para más información, consulte los siguientes manuales de la gama de productos CMMP-AS:

- Manual de CANopen: P.BE-CMMP-CO-SW "Servocontrolador de posición CMMP-AS": Descripción del protocolo CANopen implementado conforme a norma DSP402.

- Manual de PROFIBUS: P-BE-CMMP-FHPP-PB-SW "Servocontrolador de posición CMMP-AS": Descripción del protocolo PROFIBUS-DP implementado.

- Manual de SERCOS: P-BE-CMMP-SC-SW "Servocontrolador de posición CMMP-AS": Descripción de la funcionalidad SERCOS implementada.

- Manual de Ethernet: P-BE-CMMP-ET-SW "Módulo de tecnología de Ethernet" : Descripción de los datos técnicos y de la funcionalidad del aparato cuando se usa el módulo de tecnología de Ethernet.

- Manual de DeviceNet: P.BE-CMMP-FHPP-DN-SW Descripción del protocolo DeviceNet implementado.

- Manual de FHPP: P.BE-CMM-FHPP-SW Descripción del perfil de datos FHPP implementado.

Todas las funciones de software de la nueva serie de aparatos CMMP-AS son aplicadas en el marco de un proceso de desarrollo gradual.

1.2 Dotación del suministro

El suministro comprende:

Número Suministro

1 Servocontrolador de posición CMMP-AS

1 Conector para conexión del motor y potencia enchufado Tabla 1.1 Dotación del suministro

Las contraclavijas para las tomas de mando o para las conexiones de codificadores rotatorios no están incluidas en el suministro. Éstas pueden pedirse como accesorios:

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2. Medidas de seguridad para accionamientos y controles eléctricos

2. Medidas de seguridad para accionamientos y

controles eléctricos

2.1 Símbolos utilizados

Información

Importante

Información e indicaciones importantes.

Precaución

La inobservancia puede tener como consecuencia daños materiales graves.

Advertencia

La inobservancia puede ocasionar daños personales y materiales graves.

Advertencia

¡PELIGRO!

La inobservancia puede tener como consecuencia daños materiales y lesiones físicas graves.

Advertencia

¡Tensión peligrosa que puede causar la muerte!

Esta advertencia de seguridad indica que puede aparecer una tensión peligrosa que puede causar la muerte.

Accesorios

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2.2 Indicaciones generales

La empresa Festo AG & Co.KG no asume ninguna responsabilidad por daños ocasionados por la inobservancia de las indicaciones de advertencia del presente manual de

instrucciones.

Importante

Antes de la puesta en marcha deben leerse las Medidas de seguridad para accionamientos y controles eléctricos a partir de la página 13, así como el capítulo 7.13 Instrucciones para una instalación segura y conforme a la EMC, página 97.

Si la documentación en el idioma presentado no se entiende a la perfección, diríjase al proveedor y notifíqueselo.

El funcionamiento perfecto y seguro del servocontrolador de posicionamiento presupone un transporte, almacenamiento, montaje y planificación del proyecto adecuados y

profesionales, teniendo en cuenta los riesgos y las medidas de protección y de

emergencia, así como también la instalación, y un manejo y mantenimientos cuidadosos.

Importante

El manejo de las instalaciones eléctricas debe ser llevado a cabo únicamente por personal debidamente formado y cualificado:

Personal formado y cualificado

En este manual de instrucciones y en las indicaciones de advertencia en el propio producto, se denomina personal formado y cualificado al personal que dispone de los conocimientos necesarios para la planificación del proyecto, la instalación, el montaje, la puesta a punto y el funcionamiento del producto, conoce todas las advertencias y medidas de seguridad del presente manual de funcionamiento y posee las cualificaciones

correspondientes a la actividad que desarrolla:

Formación e instrucción o autorización para conectar y desconectar equipos/sistemas según los estándares de la técnica de seguridad y para poner a tierra y marcar según las prescripciones de trabajo.

Formación o instrucción según el estándar de la tecnología de seguridad en mantenimiento y uso de equipo de seguridad adecuado.

Entrenamiento en primeros auxilios.

Las siguientes indicaciones deben leerse antes de la primera puesta en marcha de la instalación para evitar daños personales y/o materiales:

(15)

No intente instalar ni poner en marcha el servocontrolador de posición sin antes haber leído con atención todas las

instrucciones de seguridad relativas a los mandos y accionamientos eléctricos que se incluyen en el presente documento.

Antes de iniciar cualquier actividad o trabajo con el

servocontrolador de posición es indispensable volver a leer estas instrucciones de seguridad e instrucciones para el usuario. En caso de que no tenga a su disposición ningún tipo de

instrucciones de uso para el servocontrolador de posición, póngase en contacto con su distribuidor local autorizado.

Solicite el envío inmediato de dicha documentación a las personas responsables para poder garantizar el uso, bajo condiciones de seguridad, del servocontrolador de posición. En caso de venta, alquiler o transmisión del servocontrolador de posición se deberán entregar con éste las presentes medidas de seguridad.

Por razones de seguridad y garantía no le está permitido al operador abrir el servocontrolador de posición.

Para garantizar un funcionamiento del servocontrolador de posición sin dificultades es indispensable contar con una planificación realizada por una persona experta.

Advertencia

¡PELIGRO!

El manejo indebido del servocontrolador de posición, así como la no observancia de las advertencias especificadas en este

documento y la manipulación indebida de los dispositivos de seguridad pueden provocar daños materiales, lesiones, descargas eléctricas e incluso, en casos extremos, la muerte.

2.3 Peligros por un uso incorrecto

Advertencia

¡PELIGRO!

¡Alto voltaje y alta corriente de trabajo!

¡Peligro de muerte o lesiones graves a causa de descargas eléctricas!

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Advertencia

¡PELIGRO!

¡Alta tensión eléctrica a causa de una conexión incorrecta! ¡Peligro de muerte o lesiones a causa de descargas eléctricas!

Advertencia

¡PELIGRO!

¡Las superficies de los cuerpos de los dispositivos pueden estar calientes!

¡Peligro de lesiones! ¡Peligro de quemaduras!

Advertencia

¡PELIGRO!

¡Movimientos peligrosos!

¡Peligro de muerte, lesiones graves o daños materiales a causa de movimientos no intencionados de los motores!

2.4 Medidas de seguridad

2.4.1 Medidas generales de seguridad

Importante

El servocontrolador de posición cumple la clase de protección IP20 así como el grado de ensuciamiento 2.

Debe asegurarse que el entorno corresponda al grado de protección y al grado de ensuciamiento mencionados.

Importante

Utilizar únicamente accesorios y piezas de repuesto autorizados por el fabricante.

Importante

Los servocontroladores de posición deben conectarse a la red según las regulaciones y normativas locales vigentes así como los reglamentos y directivas de los organismos profesionales y

aseguradoras correspondientes, las prescripciones electrotécnicas y la normativa nacional vigente, de modo que puedan

desconectarse de la red con medios de desconexión adecuados (p. ej. interruptor general, disyuntor, protección, etc.).

(17)

El servocontrolador de posición se puede proteger por fusible de 300 mA mediante un interruptor de protección FI (RCD = Residual Current protective Device).

Importante

Para conectar los contactos de control deberían utilizarse contactos dorados o contactos con elevada presión de contacto.

Como prevención deben tomarse medidas de eliminación de averías, como p. ej. la conexión de contactores y relés con elementos RC o diodos.

Deben observarse las normas y regulaciones de seguridad vigentes en el país en que se va a utilizar el dispositivo.

Advertencia

Deben asegurarse las condiciones ambientales indicadas en la documentación del producto.

No están permitidas las aplicaciones que puedan poner en peligro la seguridad, excepto cuando el fabricante lo especifique por escrito.

Puede consultar las indicaciones para la realización de una instalación conforme a las normas de EMC en el capítulo 7.13 (página 97).

El cumplimiento de los valores límite establecidos por las normas nacionales es responsabilidad del fabricante de la instalación o de la máquina.

Advertencia

Las especificaciones técnicas y las condiciones de conexión e instalación del servocontrolador de posición están recogidos en este manual de producto y su cumplimiento es obligatorio.

Importante

Deben observarse todas las normativas especificadas, así como los reglamentos de los organismos profesionales correspondientes, las prescripciones electrotécnicas y la normativa nacional vigente.

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Son aplicables, entre otras, las siguientes normas, que se citan meramente de modo enunciativo:

VDE 0100 Normativa para el montaje de instalaciones de alta tensión de hasta 1.000 voltios

EN 60204-1 Equipo eléctrico de las máquinas

EN 50178 Equipo electrónico para uso en instalaciones de potencia

EN ISO 12100 Seguridad de las máquinas – Conceptos básicos, principios generales para el diseño

EN 1050 Seguridad de las máquinas – Principios para la evaluación del riesgo

EN 1037 Seguridad de las máquinas – Prevención de una puesta en marcha intempestiva

EN ISO 13849-1 o

EN 61508

Partes de los sistemas de mando relativas a la seguridad

2.4.2 Medidas de seguridad para el montaje y el

mantenimiento

Para el montaje y mantenimiento del equipo serán de aplicación, en todos los casos, las correspondientes normas DIN, VDE, EN e IEC, además de todas las normas de seguridad y prevención de accidentes nacionales y locales aplicables. El constructor de la instalación o el explotador de la misma debe asegurar el cumplimiento de dichas normas y

regulaciones.

Advertencia

El manejo, mantenimiento y/o reparación del servocontrolador de posición sólo podrá realizarlo personal cualificado y formado para trabajar con aparatos eléctricos.

Prevención de accidentes, lesiones y/o daños materiales:

Advertencia

Asegurar adicionalmente los ejes verticales para evitar que se caigan o desprendan una vez desconectado el motor, ya sea mediante:

- un bloqueo mecánico de los ejes verticales,

- un dispositivo externo de frenado/retención/sujeción, o - un contrapeso suficiente de los ejes.

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Advertencia

Ni el freno de sostenimiento del motor suministrado de serie, ni el freno de sostenimiento del motor controlado por el sistema de regulación del accionamiento por sí solos son apropiados para la protección del personal.

Advertencia

¡PELIGRO!

Dejar sin tensión al equipo eléctrico mediante el interruptor principal y asegurarlo para que no se encienda de nuevo y esperar hasta que el circuito intermedio esté descargado para realizar: - los trabajos de mantenimiento y puesta a punto

- los trabajos de limpieza

- interrupciones prolongadas del funcionamiento.

Advertencia

¡PELIGRO!

Antes de proceder con los trabajos de mantenimiento, hay que asegurarse de que la alimentación eléctrica está desconectada y bloqueada, y que el circuito intermedio está descargado.

Advertencia

La resistencia de frenado externa o interna conduce tensión de circuito intermedio durante el funcionamiento, y después de desconectar el servocontrolador de posición aún puede conducir tensión durante unos 5 minutos; dicha tensión puede causar la muerte o lesiones graves al entrar en contacto con ella.

Advertencia

El montaje debe realizarse cuidadosamente. Hay que

asegurarse de que ni durante el montaje ni durante el posterior funcionamiento del accionamiento caen virutas de taladrado, polvo metálico o piezas de montaje (tornillos, tuercas,

segmentos de conductos) en el servocontrolador de posición. Asimismo debe asegurarse que la fuente de alimentación externa del regulador (24 V) esté desconectada.

El circuito intermedio o la tensión de red siempre se deben desconectar antes que la alimentación de 24 V del controlador.

(20)

Advertencia

Sólo se deben realizar trabajos en la zona de la máquina cuando la alimentación de corriente alterna y/o continua esté desconectada y bloqueada.

Las unidades de salida desconectadas o la habilitación de

regulador desconectada no son bloqueos apropiados. En caso de error puede originarse un comportamiento no intencionado del accionamiento.

Advertencia

La puesta a punto debe realizarse con motores sin carga para evitar daños mecánicos, p. ej. a causa de un sentido de giro incorrecto.

Advertencia

Los aparatos electrónicos en general no ofrecen seguridad total. El usuario es el responsable de poner la instalación en un estado seguro en caso de fallo del aparato eléctrico.

Advertencia

¡PELIGRO!

El servocontrolador de posición y en particular la resistencia de frenado (externa o interna) pueden alcanzar temperaturas elevadas y ocasionar quemaduras graves al tocarlos.

2.4.3 Protección contra el contacto con piezas eléctricas

Esta sección se refiere sólo a aparatos y componentes de accionamiento con tensiones superiores a 50 voltios. Si se tocan piezas con una tensión superior a 50 voltios, éstas pueden ser peligrosas para las personas y ocasionar descargas eléctricas. Durante el funcionamiento de aparatos eléctricos es inevitable que ciertas piezas estén bajo tensión peligrosa.

Advertencia

¡Tensión peligrosa que puede causar la muerte! ¡Alta tensión eléctrica!

¡Peligro de muerte, de lesión o de lesiones graves a causa de descargas eléctricas!

Importante

Deben observarse todas las normativas especificadas, así como los reglamentos de los organismos profesionales correspondientes, las prescripciones electrotécnicas y la normativa nacional vigente.

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Advertencia

Antes de la conexión deben colocarse en los aparatos las cubiertas y dispositivos de protección previstas para evitar el contacto.

En dispositivos de montaje empotrado debe asegurarse la protección contra el contacto directo con piezas eléctricas mediante una caja exterior, como p. ej. un armario de maniobra.

Advertencia

Conectar siempre firmemente el conductor de protección a tierra del equipo eléctrico y de los aparatos a la red de alimentación.

¡A causa del filtro de red integrado la corriente de escape es superior a 3,5 mA!

Advertencia

Antes de la puesta punto, incluso para breves mediciones y ensayos, debe conectarse el conductor de protección a todos los dispositivos eléctricos según el diagrama de conexiones o bien conectar un conductor de tierra.

En caso contrario pueden originarse tensiones elevadas que causan descargas eléctricas.

Advertencia

Los puntos de conexión eléctrica de los componentes no deben tocarse cuando estén conectados.

Advertencia

Antes de acceder a piezas eléctricas con tensiones superiores a 50 voltios debe desconectarse el aparato de la red o de la fuente de alimentación.

Asegurar contra reconexiones.

Advertencia

Para la instalación y en lo que respecta al aislamiento y a las medidas de protección, se deberá prestar especial atención al nivel de tensión del circuito intermedio.

Debe asegurarse que la conexión a tierra, el dimensionado de cables y la protección ante cortocircuito correspondiente se realicen adecuadamente.

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Advertencia

El aparato dispone de una conexión de descarga rápida del circuito intermedio conforme a la norma EN 60204-1. No obstante, ante determinadas configuraciones de los aparatos, sobre todo en caso de una conexión en paralelo de varios servocontroladores de posición en el circuito intermedio o si no hay una resistencia de frenado conectada, la descarga rápida puede resultar ineficaz. Por ello, en los servocontroladores de posición puede persistir una tensión peligrosa hasta 5 minutos después de su desconexión (carga residual del condensador).

2.4.4 Protección mediante tensión baja de protección (PELV)

contra descarga eléctrica

Todas las conexiones y terminales con tensiones de 5 a 50 voltios del servocontrolador de posición son tensiones bajas de protección, que se deberán realizar a prueba de contactos de conformidad con las siguientes normas.

Normas - Internacional: IEC 60364-4-41 - Europea: EN 50178 y EN60204-1

Advertencia

¡PELIGRO!

¡Alta tensión eléctrica a causa de una conexión incorrecta! ¡Peligro de muerte o lesiones a causa de descargas eléctricas! En todas las conexiones y bornes con tensiones de 0 a 50 voltios sólo pueden conectarse aparatos, componentes eléctricos y cables que presenten una tensión baja de protección (PELV = Protective Extra Low Voltage).

Conectar únicamente tensiones y circuitos que tengan un aislamiento seguro de las tensiones peligrosas. El aislamiento seguro se consigue, por ejemplo, con

transformadores de separación, optoacopladores seguros o el funcionamiento con baterías sin red.

2.4.5 Protección ante movimientos peligrosos

El accionamiento incorrecto de los motores conectados puede causar movimientos peligrosos. Las causas de dichos movimientos pueden ser:

Causas - alambrado o cableado incorrecto o defectuoso - errores en el manejo de los componentes

- errores en los emisores de valores medidos y de señales

- componentes defectuosos o no conformes a las normas de EMC - errores en el software en el sistema de control de nivel superior. Estos errores pueden aparecer inmediatamente después de la conexión o tras un tiempo indeterminado de funcionamiento.

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Los controles llevados a cabo en los componentes de accionamiento evitan errores de funcionamiento en los accionamientos acoplados. Sin embargo, no puede confiarse únicamente en esto en cuanto a la protección de personas, especialmente al peligro de lesiones y/o daños materiales. Hasta que los controles integrados tengan efecto no se puede descartar un movimiento de accionamiento erróneo, cuya magnitud depende del tipo de control y del modo de funcionamiento.

Advertencia

¡PELIGRO!

¡Movimientos peligrosos!

¡Peligro de muerte, peligro de lesiones o daños materiales! Por los motivos mencionados debe garantizarse la protección de personas mediante controles o medidas de un nivel superior de la instalación. Según las características específicas de la instalación el constructor de la instalación debe realizar un análisis de riesgos y errores. Las normas de seguridad aplicables para la instalación se consideran incluidas. A causa de desconexión, derivación o activación insuficiente de los dispositivos de seguridad pueden ocasionarse movimientos arbitrarios de la máquina u otros fallos de funcionamiento.

2.4.6 Protección contra el contacto con piezas calientes

Advertencia

¡PELIGRO!

¡Las superficies de los cuerpos de los dispositivos pueden estar calientes!

¡Peligro de lesiones! ¡Peligro de quemaduras!

Advertencia

¡Peligro de quemaduras!

¡No tocar las superficies que se encuentren cerca de fuentes de calor!

Después de desconectar los equipos dejar que se enfríen durante 10 minutos antes de acceder a ellos.

¡Si se tocan piezas calientes del equipamiento, tales como los cuerpos de los equipos en los que se encuentran los disipadores de calor y las resistencias, pueden causarse quemaduras!

2.4.7 Protección durante la manipulación y el montaje

En circunstancias desfavorables, la manipulación y el montaje incorrectos de ciertas piezas y componentes pueden causar lesiones.

(24)

Advertencia

¡PELIGRO!

¡Riesgo de lesiones a causa de manipulación inadecuada! ¡Riesgo de lesiones por contusiones, cortes y golpes! Son aplicables las medidas de seguridad generales:

Advertencia

Observar las normas generales de establecimiento y seguridad para la manipulación y el montaje.

Utilizar dispositivos adecuados de montaje y de transporte. Tomar las precauciones necesarias para prevenir

inmovilizaciones y aplastamientos.

Utilizar únicamente herramientas apropiadas. Utilizar herramientas especiales siempre que se haya prescrito. Utilizar los dispositivos de elevación y las herramientas correctamente.

Siempre que sea necesario, utilizar los equipamientos de protección apropiados (por ejemplo, gafas protectoras, calzado de seguridad y guantes protectores).

No detenerse debajo de cargas en suspensión.

Limpiar inmediatamente cualquier líquido derramado en el suelo para evitar el riesgo de resbalar.

(25)

3. Descripción del producto

3.1 Generalidades

Los servocontroladores de posición de la serie CMMP-AS son servoconvertidores inteligentes de AC con numerosas posibilidades de parametrización y opciones de ampliación. Estos permiten adaptar de forma flexible toda una serie de diferentes opciones de aplicación.

La gama de servocontroladores de posición incluye tipos con alimentación monofásica y trifásica.

Código del producto: Ejemplo:

CMMP-AS-C20-11A-P3

Servocontrolador de la serie Premium para motores sincrónicos de AC trifásicos, con 20 A de intensidad nominal y 3 x 230...480 V de tensión de entrada

CMM

— P — AS — C20 — 11A _ P3

Serie

CMM Controlador del motor

Ejecución

P Premium

Tecnología de motor

AS Sincrónico AC

Corriente nominal del motor

C20 20 A

Tensión de entrada

11A 3 x 230…480 V AC

Fases

P3 Trifásica

Los tipos con alimentación trifásica se han previsto para la conexión a una red de 3 x 400 V de AC.

(26)

Todos los servocontroladores de posición de la gama CMMP-AS presentan las siguientes características:

- Compacta forma de libro, con posibilidad de conexión directa en serie.

- Gran calidad de la regulación gracias a sus extraordinarios sensores, muy superiores a los estándares convencionales del mercado, y gracias a los recursos informáticos. - Total integración de todos los componentes del núcleo del controlador y de la unidad

de potencia, incluyendo el interface RS232 para la comunicación del PC y el interface CANopen para la integración en sistemas de automatización.

- Evaluación integrada universal del codificador rotatorio para los siguientes transmisores:

- Resolver

- Transmisor incremental con/sin señales de conmutación

- Transmisor incremental Stegmann de gran resolución, transmisor absoluto con HIPERFACE

- Transmisor incremental Heidenhain de gran resolución, transmisor absoluto con EnDat

- Cumplimiento de las actuales normas de CE y EN sin necesidad de medidas externas adicionales.

- Cuerpo metálico cerrado en todos los lados, con optimización EMC, para fijar en placas de montaje en armario de maniobra convencionales. Los aparatos cuentan con el grado de protección IP20.

- Integración en el aparato de todos los filtros necesarios para satisfacer las directivas en materia de EMC (ámbito industrial) como p. ej., filtro de red, filtro de salida del motor, filtro para la alimentación de 24 V, así como las entradas y salidas.

- Resistencia de frenado integrada. Para grandes energías de frenado se pueden conectar resistencias externas.

- Aislamiento galvánico completo de la parte del controlador y de la etapa final de potencia según EN50178. Aislamiento galvánico del rango de potencial de 24 V con las entradas y salidas digitales y la electrónica analógica y de regulación.

- Funcionamiento como regulador de par de giro, regulador del número de revoluciones o controlador de posición.

- Control de posicionamiento integrado con gran funcionalidad según "CAN in Automation" (CiA) DSP402 y numerosas funciones adicionales específicas de la aplicación.

- Posicionamiento sin sacudidas o con optimización del tiempo de forma relativa o absoluta respecto a un punto de referencia.

- Posicionamiento punto a punto, con y sin sobrepaso.

- Marcha de sincronización de número de revoluciones y ángulo, con cambio de

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- Diversos modos de funcionamiento para la sincronización. - Diversos métodos de recorrido de referencia.

- Operación por actuación secuencial. - Modo Teach-in.

- Breves tiempos de ciclo, ancho de banda en circuito de regulación de corriente de aprox. 2 kHz y en circuito de regulación del número de revoluciones de aprox. 500 Hz. - Frecuencia de ciclos conmutable para la etapa final.

- Soft PLC integrado para modificaciones y ampliaciones de funciones específicas del cliente.

- I/O libremente programables.

- Parametrización de fácil manejo con el programa de PC FCT de Festo. - Primera puesta a punto guiada por menús.

- Identificación automática del motor.

- Fácil acoplamiento a una unidad de control de nivel superior, p. ej., a un PLC a través del plano de I/O o del bus de campo.

- Entrada analógica de 16 bits de gran resolución.

- Posiciones de enchufe tecnológicas para ampliaciones, como p. ej. el módulo de expansión de I/O o el interface PROFIBUS. También existe la posibilidad de utilizar 2 interfaces de bus de campo.

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3.1.1 Secuencia de conexión

Power On Initalisation phase Controller enable (DIN5) End stage is on Holding brake is released Speed setpoint value Actual speed value t1 t2 t3 t5 t7 DOUT0: READY t6 t4 a b

t1 3.500 ms Ciclo a través del programa de inicio y arranque de la aplicación t2 > 500 µs (tcycP)

t3 30 ms Depende del modo de funcionamiento y del estado del accionamiento t4a = N x 10 ms parametrizable (parámetros de frenado de retardo de inicio de marcha tF)

t4b > 100 ms Opcional en motores con transductores angulares sin señales de conmutación: Tiempo para determinación de la posición de conmutación

t5 < 10 ms

t6 = K x 250 µs (tcycN) En función de la rampa de parada rápida

t7 = M x 10 ms Parametrizable (parámetros de frenado de retardo de desconexión tA)

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3.2 Alimentación de corriente

3.2.1 Alimentación de AC trifásica

El servocontrolador de posición CMMP-AS cumple todos los requerimientos de un servocontrolador de posición.

- Gama de frecuencias nominal de 50 a 60 Hz 10 %

- Opción de carga eléctrica instantánea para la capacidad de combinación con servoconvertidores. El servocontrolador de posición CMMP-AS permite del cambio dinámico en ambos sentidos entre un funcionamiento mediante motores o mediante alternadores sin tiempos muertos.

- No se requiere ninguna parametrización por parte del usuario final

Comportamiento al conectar:

- En cuanto el servocontrolador de posición CMMP-AS es alimentado con la tensión de la red, se produce una carga del circuito intermedio (< 1 s) a través de las resistencias de frenado cuando está desactivado el relé del circuito intermedio.

- Tras realizarse con éxito la carga previa del circuito intermedio, el relé es excitado y el circuito intermedio sin resistencias se acopla la red de alimentación.

3.2.2 Acoplamiento del circuito intermedio, alimentación de DC

Acoplamiento del circuito intermedio:

- Resulta posible acoplar entre sí los servocontroladores de posición de la serie CMMP-AS con igual tensión nominal del circuito intermedio.

Alimentación de DC: - Es posible una alimentación de DC sin conexión a la red a través de los bornes del circuito intermedio con tensiones

60 V de DC.

La supervisión digital de la temperatura del motor solo funciona a partir de una tensión del circuito intermedio de 230 V de DC. Por debajo de esta tensión el sensor digital de temperatura del motor es evaluado incorrectamente.

3.2.3 Fusible para la red

En el cable de la alimentación se tiene que colocar un fusible automático trifásico de 25 A con característica de acción lenta (B25).

(30)

3.3 Chopper de frenado

En el paso final de potencia hay integrado un chopper de frenado con resistencia de frenado. Si durante la alimentación de retorno se excede la capacidad de carga permitida del circuito, la energía de frenado puede transformarse en calor por medio de la

resistencia de frenado interna. La activación del chopper de frenado se controla por

software. La resistencia de frenado interna está protegida por software y hardware frente a posibles sobrecargas.

Si en un caso de aplicación especial no bastara la potencia de las resistencias internas de frenado, éstas se pueden desconectar eliminando el puente entre los pines BR-CH y BR-INT del conector [X9]. En su lugar, entre los pines BR-CH y BR-EXT se conecta una resistencia de frenado externa. Esta resistencia de frenado no debe encontrarse por debajo de los valores mínimos especificados (véase Tabla A.9 pág. 122). La salida está protegida frente a un cortocircuito de la resistencia de frenado o de su cable entrante.

Advertencia

¡PELIGRO!

El pin BR-CH presenta un potencial positivo del circuito intermedio, por lo que no está protegido frente a una conexión a tierra o a un cortocircuito contra la tensión de la red o de una tensión negativa del circuito intermedio.

Advertencia

¡Alta tensión eléctrica!

No es posible un funcionamiento simultáneo de las resistencias de frenado internas y externas. Las resistencias de frenado externas no están protegidas automáticamente frente a sobrecargar por parte del aparato.

3.4 Interfaces de comunicación

El servocontrolador de posición CMMP-AS dispone de varios interfaces de comunicación. En el servocontrolador de posición hay un interfaz RS232 que tiene una importancia fundamental para la conexión de un PC y para el uso de la herramienta de parametrización Festo Configuration Tool (FCT).

El servocontrolador de posición CMMP-AS cuenta además con un interface CANopen en la unidad básica.

Como opción de expansión a través de módulos enchufables se puede utilizar PROFIBUS-DP.

El servocontrolador de posición trabaja siempre con la presente versión del producto como slave en el bus de campo.

(31)

3.4.1 Perfil de Festo para manipulación y posicionamiento

(FHPP)

Festo ha desarrollado y optimizado un perfil de datos especialmente adaptado a tareas de manipulación y posicionamiento, el "Festo Handling and Positioning Profile".

El FHPP permite un control y una programación uniformes para los diferentes sistemas de bus de campo y controladores de Festo.

Para ello define ampliamente lo siguiente para el usuario modos de funcionamiento,

estructura de datos I/O, objetos de parámetro, control secuencial.

Comunicación del bus de campo

Selección de registro Modo directo Canal de parámetros

1 2 … n

Par Posición Velocidad Acceso libre a

todos los parámetros de lectura y escritura

(32)

3.4.2 Interface RS232

El protocolo RS232 se ha previsto fundamentalmente como interface de parametrización, si bien permite también el control del servocontrolador de posición CMMP-AS en el modo de prueba.

Error de comunicación RS232

El interface de parametrización se comunica con el CMMP-AS a través del interface serie, que además se puede utilizar para ensayos. La velocidad de transmisión por defecto del interface serie es de 9.600 Baudios. Durante el funcionamiento, por lo general la velocidad de transmisión aumenta a 115 KBaudios para que la comunicación sea más rápida.

La recepción de caracteres se realiza controlada por interrupción. Los caracteres recibidos se guardan en una memoria intermedia en anillo. Si se sobrepasa la memoria intermedia, se activa un bit de error y se emite un mensaje de error. El envío de cadenas de caracteres tiene lugar en el Polling y por lo tanto si es necesario en el programa marco.

Se utiliza un protocolo ASCII y se transmiten los denominados objetos de comunicación. A través de estos objetos de comunicación se puede acceder a los valore reales y

parámetros del controlador del motor paso a paso. Todas las magnitudes físicas se transmiten en unidades básicas estandarizadas. En la siguiente tabla está definida la sintaxis de órdenes de los objetos de comunicación:

Orden Respuesta Descripción

Escribir objeto: OW:NNNN:DDDDDDDD

OK! o bien OW:FFFF FFFF

Cuando no hay errores siempre se envía de vuelta ‚OK!‘. Si se produce un error, la orden se envía con un código de error.

Respuesta en principio de 32 bits. Si se produce un error, la orden se envía con un código de error. Leer objeto:

OR:NNNN

NNNN:DDDDDDDD o bien

OR:FFFF FFFF Leer valor interno:

OI:NNNN

OI:FFFF FFFF

Respuesta en principio de 32 bits. Si se produce un error, la orden se envía con un código de error.

Leer valor mínimo: ON:NNNN

ON:FFFF FFFF

Leer valor máximo: OX:NNNN

OX:FFFF FFFF

(33)

Letra Significado (todo hexadecimal)

NNNN Número de objeto de comunicación DD...D Bytes de datos

FF...F Código de error:

0x00000002 Valor de datos demasiado bajo > no escrito 0x00000003 Valor de datos demasiado alto > no escrito

0x00000004 Valor de datos demasiado bajo > escrito pero limitado antes 0x00000005 Valor de datos demasiado alto > escrito pero limitado antes 0x00000008 Valor de bit constante no permitido

0x00000009 El valor de datos de bit no está permitido actualmente (en este modo de funcionamiento)

0x00000010 Error de lectura o escritura en flash 0x00020000 El límite inferior para el objeto no existe 0x00030000 El límite superior para el objeto no existe

0x00040000 No hay ningún objeto con este número (el objeto no existe) 0x00050000 El objeto no puede ser escrito.

Tabla 3.2 Significado de las abreviaciones

Además de las órdenes para el acceso a los objetos de comunicación existen otras órdenes para el control del controlador del motor paso a paso.

La tabla siguiente ofrece un resumen del conjunto de órdenes utilizado:

Orden Respuesta Descripción

BAUDbbbb OK! Establecer velocidad de transmisión

BOOT? SERVICE / APPLICATION Interrogación del estado: ¿Bootloader activo?

BUS? xxxx:BUS:nn:bbbb:mmmm Estado del bus CAN

INIT! Mensaje de conexión Cargar conjunto de parámetros por defecto RESET! Mensaje de conexión Activar reinicio de hardware

SQT+ xxxx:CQT+ Borrar memoria de errores

SAVE! DONE Guardar conjunto de parámetros en FLASH

SEP! DONE Cargar conjunto de parámetros desde

FLASH

TYP? TYP:dddd Consulta del tipo

VERSION? xxxx:VERSION:dddd Consulta de la versión

=iiiiss:dd.. =iiiiss:dd.. Simulación SDO acceso de escritura ?iiiiss =iiiiss:dd.. Simulación SDO acceso de lectura

ERROR! Orden desconocida / error Tabla 3.3 Conjunto de órdenes

(34)

Letra Significado (todo hexadecimal)

xxxx Indicación de estado dddd Bytes de datos nn Número de nodo

bbbb Velocidad de transmisión

mmmm Modo

iiii Índice del objeto SD CANopen ss Subíndice del objeto SD CANopen Tabla 3.4 Significado de las abreviaciones

3.4.3 Interface RS485

El interface RS485 se encuentra en el mismo conector enchufable que el interface RS232. El usuario debe activar la comunicación por separado. No obstante, es posible recibir los avisos de RS232 incluso con la comunicación RS485 activada, de forma que el aparato permanece siempre accesible para la parametrización.

El protocolo descrito en Error de comunicación RS232 se amplía con un direccionamiento de nodo. El número de nodo se determina con el interruptor giratorio de codificación. El número de nodo FFh está reservado para telegramas Broadcast.

La velocidad de datos está limitada a 115 kBit/s.

3.4.4 Bus CAN

En los servocontroladores de posición de la serie CMMP-AS está implementado el protocolo CANopen conforme a DS301 con el perfil de aplicación DSP402.

Comunicación CAN

La comunicación CAN tiene lugar a través de un protocolo conforme a CANopen (DSP402). Para la comunicación a través del bus CAN existen fundamentalmente dos tipos de acceso distintos: acceso con confirmación mediante los llamados SDO y acceso mediante los llamados PDO sin handshake. El regulador se parametriza mediante SDO y se controla durante el servicio activo mediante PDO.

SDO Service Data Object Uso para la parametrización del regulador

PDO Process Data Object Intercambio más rápido de datos de proceso (p. ej. valor real de número de revoluciones)

Los accesos SDO se inician siempre desde el control de nivel superior. Éste envía una demanda para modificar un parámetro o una demanda para leer un parámetro. El regulador responderá a todas las demandas, ya sea mediante el envío del parámetro solicitado o mediante una confirmación del proceso de escritura. El regulador facilita el tratamiento de dos objetos para SDO.

(35)

Uno de ellos es un objeto para demandas por parte del control de nivel superior y el otro está previsto para las respuestas. Los PDO se utilizan para transmitir datos de proceso orientadas a eventos. Los PDO contienen uno o varios parámetros o datos definidos previamente. No se utiliza un handshake, como en los SDO.

Además de los SDO sencillos para la configuración de las funciones más importantes del controlador también están implementados el "Position Profile Mode" y el "Interpolated Position Mode".

Están implementados el protocolo CANopen así como el protocolo FHPP utilizado por Festo. Para ello se ha adaptado y ampliado el control secuencial CAN interno.

3.4.5 PROFIBUS

Compatibilidad con la comunicación PROFIBUS según DP-V0.

Asimismo, también existe la posibilidad de incluir el aparato en los sistemas de mando a través de una reproducción de I/O a través de PROFIBUS. Desde el punto de vista del control, esta opción ofrece las mismas funcionalidades que las de un acoplamiento de PLC convencional a través de un cableado paralelo con las I/O digitales del aparato.

Por medio de un mensaje específico de Festo cabe, además, la posibilidad de acceder a todas las funciones específicas del aparato por medio de las funciones definidas por FHPP .

3.4.6 Funciones de I/O y mando del equipo

Las funciones de mando elementales son proporcionadas por diez entradas digitales (compare con el capítulo A.6.3 Interface I/O [X1], pág. 126).

Para memorizar los objetivos de posicionamiento, el servocontrolador de posición

CMMP-AS cuenta con una tabla en la que se memorizan los objetivos del posicionamiento, pudiéndose acceder a ellos más tarde. Como mínimo, cuatro entradas digitales sirven para seleccionar el objetivo, y otra entrada se utiliza a modo de entrada de arranque.

Los detectores de final de carrera sirven para delimitar la seguridad de la zona de

movimiento. Durante un recorrido de referencia, cada uno de los dos detectores de final de carrera pueden utilizarse como punto de referencia para el control del posicionamiento. Dos entradas sirven para activar la etapa de salida del hardware, así como para activar el regulador.

Para tareas de tiempo crítico, se dispone de entradas sample de alta velocidad para distintas aplicaciones (recorrido de referencia, aplicación especial, etc.).

El servocontrolador de posición CMMP-AS cuenta con tres entradas analógicas para el nivel de entrada en el rango de +10 V a -10 V. Una de las entradas es una entrada

diferencial (16 bits) que permite garantizar una elevada seguridad contra perturbaciones. Dos entradas (10 bits) se han ejecutado como salidas de un solo extremo. Las señales analógicas son cuantificadas y digitalizadas por el convertidor analógico-digital con una resolución de 16 o 10 bits. Las entradas analógicas sirven para especificar los valores nominales (velocidad o par) para la regulación.

(36)

En las aplicaciones convencionales, las entradas digitales existentes ya están asignadas a funciones básicas. Para el uso de otras funciones, como p. ej. el funcionamiento tipo teach-in, una entrada separada "Inicio de recorrido de referencia" o una entrada de parada, opcionalmente se dispone del uso de las entradas analógicas AIN1 y AIN2, también utilizables como entradas digitales DIN12 y DIN13, así como las salidas digitales DOUT2 y DOUT3, que también se pueden utilizar como entradas digitales. Como

alternativa también se puede utilizar el módulo de expansión de I/O CAMC-8E8A . Cuando se usen las entradas analógicas AIN1 y AIN2 como entradas digitales, hay que establecer la conexión de masa de AGND con GND24 en el conector [X1], pines 14 y 6.

Importante

Mediante la conexión entre AGND y GND24, la protección frente a una sobretensión de la electrónica deja de ser efectiva.

Detector de final de carrera

Limit switch active

Actual speed value(1)

Actual speed value(2)

t1

t2

t3

t4

t1 < 250 µs (tcycN)

t2 = N x 250 µs (tcycN) En función de la rampa de parada rápida

t3 < 10 ms

t4 = M x 250 µs (tcycN) En función de la rampa de velocidad

Figura 3.3 Temporización de secuencia de conexión

Valor de lista de número de revoluciones(1)_{: Bloqueo continuo del sentido de giro}

por parte del detector de final de carrera. Valor de lista de número de revoluciones(2)_{: No hay ningún bloqueo continuo del sentido}

(37)

4. Cuadro general de funciones

4.1 Motores

4.1.1 Servomotores sincrónicos

En los casos típicos de aplicación se emplean máquinas sincrónicas permanentemente excitadas con onda sinusoidal de EMC. El servocontrolador de posición CMMP-AS es un servocontrolador de posición universal que permite el funcionamiento con servomotores estándar. Los datos del motor son determinados y parametrizados mediante una

identificación automática del motor.

4.1.2 Motores lineales

Además de aplicaciones rotatorias, los servocontroladores de posición CMMP-AS también son aptos para actuadores lineales. En este caso, también son compatibles motores lineales sincrónicos permanentemente excitados. Debido a la gran calidad de

procesamiento de las señales, los servocontroladores de posición de la gama de aparatos CMMP-AS deben ser activados por motores sincrónicos sin núcleo con reducida

inductividad del motor (2 a 4 mH), siendo especialmente aptos en el caso de las señales de los transmisores y de una alta frecuencia de ciclos.

4.2 Funciones del servocontrolador de posición

CMMP-AS

4.2.1 Funciones

PWM M Position controller Speed controller Current controller Power stage Motor Angle encoder 1 and 2

Actual value management X2A

X2B X10

Set point management: - Analogue inputs - Fixed values - Synchronization - Ramp generator

Position control and Interpolation

Trajectories calculation: - Reference position - Motorspeed precontrol

- Motorcurrent precontrol E1 E2

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La figura 4.1 muestra la estructura de regulación básica del CMMP-AS. El regulador de corriente, el regulador del número de revoluciones y el controlador de posición se encuentran dispuestos para una regulación en cascada. En virtud del principio de

regulación orientado al rotor, la corriente puede especificarse por separado en forma de la fracción de corriente activa (iq) y de la fracción de corriente reactiva (id).

Por esta razón hay dos reguladores de corriente, los cuales se han concebido como reguladores PI. En Figura 4.1 no se ha representado el regulador id para lograr mayor claridad.

Como modos de funcionamiento fundamentales se han previsto la regulación del par de giro con limitación del número de revoluciones, la regulación del número de revoluciones con limitación del par de giro y el posicionamiento. Las funciones tales como la

sincronización o el "corte flotante", son variantes de estos modos de funcionamiento básicos.

4.2.2 Modulación de la duración de impulsos (PWM)

Los servocontroladores de posición CMMP-AS disponen de la posibilidad de ajustar de forma variable la frecuencia de ciclos en el circuito. Para evitar pérdidas por conmutación, la frecuencia de ciclos de la modulación de la duración de impulsos se puede reducir a la mitad con respecto a la frecuencia en el circuito del regulador de corriente.

El servocontrolador de posición CMMP-AS dispone además de una modulación sinusoidal o, alternativamente, de una modulación sinusoidal a un tercio de ondas armónicas. Esto aumenta la tensión de salida efectiva del convertidor. Por medio del software de

parametrización FCT se puede seleccionar el tipo de modulación. El ajuste estándar es la modulación sinusoidal.

Tensión de salida del convertidor

Tensión de salida en los bornes del motor

UA,(sin) ULL,motor = aprox. 320 Vef

UA,(sin+sin3x) ULL,motor = aprox. 360 Vef

(39)

4.2.3 Gestión del valor nominal

Para los modos de funcionamiento con regulación del par de giro y regulación del número de revoluciones, el valor nominal se puede especificar por medio de una gestión del valor nominal.

Como fuentes del valor nominal se pueden seleccionar: - 3 entradas

analógicas:

AIN 0, AIN 1 y AIN 2

- 3 valores fijos: 1. valor:

Ajuste en función de la lógica de habilitación del regulador: - Valor fijo 1 o

- Interface RS232 o

- Interface de bus CANopen o - Interface PROFIBUS-DP

2. y 3. valor: Ajuste de los valores fijos 2 y 3 - Entrada SYNC

Información

Si no hay ninguna fuente de valores nominales activada, entonces el valor nominal es cero.

En la gestión del valor nominal hay disponible un generador de rampas con un mecanismo sumador preconectado. Por medio de los correspondientes selectores, se puede realizar una selección arbitraria de las fuentes del valor nominal anteriormente indicadas e introducirla por medio del generador de rampas. Por medio de otros dos selectores se pueden seleccionar fuentes adicionales como valores nominales, los cuales no son introducidos a través del generador de rampas. El valor nominal total se obtiene de la suma de todos los valores. La rampa se puede parametrizar en cuanto al tiempo de aceleración y de frenado en función del sentido.

4.2.4 Funcionamiento regulado por el momento de giro

En el funcionamiento regulado por el par de giro se especifica un determinado par de giro que genera el servorcontrolador en el motor. En este caso sólo se activa el regulador de corriente, pues el par de giro es proporcional a la corriente del motor.

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4.2.5 Funcionamiento regulado por la velocidad

Este modo de funcionamiento se usa cuando hay que mantener constante el número de revoluciones del motor independientemente de la carga efectiva. El número de

revoluciones del motor sigue exactamente el número de revoluciones especificado por la gestión del valor nominal.

El tiempo de ciclo del circuito de regulación del número de revoluciones en el servocontrolador de posición CMMP-AS es de 250 µs.

El regulador del número de revoluciones se ha diseñado como regulador PI y posee una resolución de 12 bits por r.p.m. Para impedir "efectos wind-up", la función del integrador se detiene al alcanzarse las limitaciones a las que está sujeta.

En el modo de funcionamiento de la regulación del número de revoluciones, los

reguladores de corriente y el regulador del número de revoluciones están en acción. En caso de especificación a través de entradas analógicas del valor nominal, opcionalmente se puede definir un "cero seguro". Si el valor nominal analógico se encuentra en este rango, entonces el valor nominal se pone a cero ("zona muerta"). De este modo, se pueden suprimir las averías o desplazamientos de offset. La función de una zona muerta se puede activar y desactivar, así como ajustarse su amplitud.

La determinación del valor real del número de revoluciones y de la posición real se realiza desde el sistema transmisor interno del motor que se emplea también para tareas de conmutación. Para la retroalimentación del valor real para la regulación del número de revoluciones, se pueden seleccionar con el mismo valor todos los interfaces (p. ej. el transmisor de referencia o el correspondiente sistema en la entrada externa del transmisor incremental).

El valor de lista del número de revoluciones para el regulador del número de revoluciones es reconducido entonces, p. ej. a través de la entrada externa del transmisor incremental. El valor nominal de referencia para el número de revoluciones se puede especificar internamente o incluso derivarse a partir de los datos de un sistema transmisor externo (sincronización del número de revoluciones a través de [X10] para el regulador del número de revoluciones).

Mensaje del número de revoluciones

Speed setpoint Actual speed DOUT: Setpoint speed reached t1 t1 t2 t2 t1 < 500 µs (tcycP) t2 < 500 µs (tcycP)

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4.2.6 Regulación del número de revoluciones limitada por el

par de giro

Los servocontroladores de posición CMMP-AS soportan un funcionamiento regulado por la velocidad y limitado por el par de giro, con las siguientes características:

- Actualización rápida del valor límite, p. ej. en la trama de 200 µs

- Adición de dos fuentes de limitación (p. ej. para los valores de servopilotaje)

4.2.7 Sincronización con fuentes de pulsos externas

Los reguladores funcionan con una aplicación de corriente sinusoidal El tiempo de ciclo siempre está ligado de forma fija a la frecuencia PWM. Con fines de la sincronización de la regulación del aparato con fuentes de pulsos externas (p. ej. PROFIBUS MC), el aparato dispone de la correspondiente PLL. El tiempo de ciclo es variable en límites en estos casos, para permitir la sincronización con la señal de ciclo externa

4.2.8 Compensación del momento de la carga en ejes verticales

Para las aplicaciones en ejes verticales se puede registrar y memorizar el momento de fijación en estado de parada. En tal caso encuentra aplicación como intercalación en el circuito de regulación del par y mejora las características de puesta en marcha del eje tras soltarse el freno de retención.

4.2.9 Posicionamiento y regulación de la posición

En el funcionamiento de posicionado, además del modo de funcionamiento con regulación del número de revoluciones hay activo un controlador de posición de nivel superior que procesa las divergencias entre la posición nominal y real y las convierte en los

correspondientes valores nominales de referencia para el regulador del número de revoluciones.

El controlador de posición se ha diseñado en forma de regulador P. El tiempo de ciclo del circuito regulador de la posición es 2 veces el tiempo de ciclo del regulador del número de revoluciones.

Cuando se conmuta el controlador de posición, este recibe sus valores nominales del control de posicionamiento o del control de sincronización. La resolución interna es de hasta 32 bits por revolución del motor (dependiendo del transmisor empleado).

(42)

Posicionamiento / objetivo alcanzado

Start positioning Positioning running DOUT1: MC Target position Actual position t1 t4 t2 t3 DIN0 - DIN3 + DIN10 & DIN11

t5

t1 > 500 µs (tcycP) Duración de los impulsos de la señal de INICIO (START)

t2 < 1 ms (tcycIPO) Retardo, hasta que arranca el accionamiento

t3 = N x 1 ms (tcycIPO) Ventana de destino alcanzada + retardo de respuesta

t4 > 500 µs (tcycP) Tiempo de ajuste (Setup) de selección de posiciones

t5 > 1 ms (tcycIPO) Tiempo de demora (Hold) de selección de posiciones

Figura 4.3 Temporización de posicionamiento

4.2.10 Sincronización, engranaje eléctrico

El servocontrolador de posición CMMP-AS permite un funcionamiento master-slave, el cual se denominará sincronización de aquí en adelante. El regulador puede actuar tanto de master como de slave.

Cuando el servocontrolador de posición CMMP-AS actúa como master, puede facilitar a un slave su posición de rotor actual en la entrada del transmisor incremental [X11]. Si el servocontrolador de posición CMMP-AS dispone de un interface de comunicación, entonces optativamente puede transmitir como master su posición actual, el número de revoluciones o ambas magnitudes.

Si el servocontrolador de posición CMMP-AS debe actuar como slave, hay distintas entradas disponibles para la sincronización. Como entradas se pueden emplear un transmisor incremental (sincronización de la posición a través de [X10] con servopilotaje del número de revoluciones para el regulador del número de revoluciones) o el interface de comunicación. El servopilotaje del número de revoluciones lo puede calcular por sí