CiA402 w serwonapędach Stober

Program Drive Control Suite (DS6) służy do programowania serwonapędów SD6, SC6 oraz SI6.

Można w nim wybrać jedną z kilku aplikacji do sterowania falowników firmy Stober. Jedną z nich jest aplikacja CIA 402. Dostępne są dwa trypy pracy tej aplikacji: tryb pracy oparty o sterownik PLC (controller- based) oraz tryb pracy oparty o serwonapędzie (drive- based). W trybie pracy opartym o sterowniku wartość zadana przychodzi cyklicznie ze sterownika. Serwonapęd może niezależnie obsługiwać zadania takie jak referowanie czy jazda ręczna JOG.  W trybie pracy opartym na serwonapędzie profil ruchu budowany jest w falowniku. W tej konfiguracji ustawione wartości położenia, prędkości i momentu obrotowego są dokładnie i precyzyjnie przekształcane w ruchy.

Serwonapęd jest sterowany za pomocą słów sterujących i stanów zgodnych z CiA 402.

Aplikacja CiA 402 zapewnia cztery tryby pracy oparte na sterowniku PLC w operacjach produkcyjnych.

W tych trybach sterownik obsługuje cykliczną synchronizację pozycji, prędkości lub momentu/siły:

• 7: Tryb interpolacji pozycji lub 8: Tryb cyklicznej synchronizacji pozycji dla napędów z regulacją położenia
• 9: Tryb cyklicznej synchronizacji prędkości dla napędów sterowanych prędkością
• 10: Tryb cyklicznej synchronizacji momentu obrotowego dla napędów sterowanych momentem obrotowym/siłą

Ponadto w operacjach produkcyjnych dostępne są trzy tryby pracy oparte na napędzie.

W przypadku tych trybów napęd samodzielnie oblicza niezbędne profile ruchu:

• 1: Tryb profilu pozycji do określenia pozycji docelowej przez sterownik
• 3: Tryb profilu prędkości dla zadanej prędkości przez sterownik
• 4: Tryb profilu momentu obrotowego dla zadanej wartości momentu obrotowego/siły przez sterownik

Korzystając z trybu pracy 6: Tryb bazowania, możesz zreferować napęd niezależnie od kontrolera.

Do uruchamiania, obsługi awaryjnej oraz prac konserwacyjnych lub naprawczych służy specyficzny dla STOBER tryb pracy -1: Jog (jazda ręczna) jest dostępny. Korzystając z tego trybu, możesz poruszać napędem niezależnie od kontrolera

Tryb interpolacji pozycji (IP) umożliwia zaimplementowanie cyklicznej wartości pozycji za pośrednictwem sterownika. Regulacja położenia odbywa się w napędzie. Sterowanie położeniem otrzymuje ustawioną pozycję (ze znacznikiem czasu) i, jeśli ma to zastosowanie, ustawioną prędkość jako sterowanie wyprzedzające. Aplikacja interpoluje ustawione wartości i przekazuje je do sterowania pozycją. Rampy przyspieszania i hamowania lub ograniczenia szarpnięć nie są brane pod uwagę.

Tryb cyklicznej synchronizacji pozycji (CSP) pozwala zaimplementować cykliczną wartość pozycji za pomocą sterownika. Regulacja położenia odbywa się w napędzie. Sterowanie położeniem otrzymuje ustawioną pozycję (ze znacznikiem czasu) i, jeśli ma to zastosowanie, ustawioną prędkość jako sterowanie wyprzedzające. Aplikacja interpoluje ustawione wartości i przekazuje je do sterowania pozycją. Limity przyspieszenia, hamowania lub szarpnięcia nie są brane pod uwagę.

Tryb cyklicznej synchronizacji prędkością (CSV) pozwala zaimplementować cykliczną wartość prędkości za pomocą sterownika. Regulacja prędkości odbywa się w napędzie. Kontrola prędkości otrzymuje ustawioną prędkość (ze znacznikiem czasu). Aplikacja interpoluje ustawione wartości i przekazuje je do kontroli prędkości. Limity przyspieszenia, hamowania lub szarpnięcia nie są brane pod uwagę.

Tryb cyklicznej synchronizacji momentu obrotowego (CST) umożliwia zaimplementowanie cyklicznej wartości momentu obrotowego/siły za pośrednictwem sterownika. Sterowanie momentem/siłą odbywa się w napędzie. Sterowanie odbiera ustawiony moment obrotowy lub ustawioną siłę (ze znacznikiem czasu). Aplikacja interpoluje ustawione wartości i przekazuje je do sterowania momentem/siłą. Limity przyspieszenia, hamowania lub szarpnięcia nie są brane pod uwagę. Dostępne jest ograniczenie prędkości.

Tryb profilu pozycji (PP) pozwala zaimplementować wartość pozycji docelowej za pomocą kontrolera. Obliczanie profilu ruchu i sterowanie położeniem odbywa się w napędzie. Napęd otrzymuje pozycję docelową, zadaną prędkość, ustawione przyspieszenie, ustawione opóźnienie i ustawione szarpnięcie. Aplikacja wykorzystuje to do obliczenia profilu ruchu i przekazuje go do sterowania pozycją.

Tryb profilu prędkości (PV) pozwala zaimplementować określoną wartość prędkości za pomocą kontrolera. Obliczanie profilu ruchu i sterowanie położeniem odbywa się w napędzie. Napęd otrzymuje ustawioną prędkość, ustawione przyspieszenie, ustawione opóźnienie i ustawione szarpnięcie. Aplikacja wykorzystuje to do obliczenia profilu ruchu i przekazuje go do kontroli prędkości.

Tryb profilu momentu obrotowego (PT) pozwala zaimplementować zadaną wartość momentu obrotowego/siły za pośrednictwem kontrolera. Obliczenie profilu ruchu i sterowanie momentem/siłą odbywa się w napędzie. Napęd otrzymuje ustawiony moment obrotowy lub zadaną siłę. Aplikacja wykorzystuje to do obliczenia profilu ruchu i przekazuje go do kontroli prędkości.

Podczas referowania w trybie pracy bazowania system odniesienia maszyny i sterownika są ze sobą koordynowane wartościami bezwzględnymi. Napęd może wykonywać ruchy bezwzględne, tj. ruchy do określonych pozycji, tylko w stanie odniesienia/zreferowania. Specyficzny dla STOBER’a tryb pracy JOG umożliwia poruszanie się napędem podczas uruchamiania, w trybie awaryjnym lub podczas prac konfiguracyjnych i naprawczych, w tym niezależnie od sterownika. Z trybu jog można korzystać za pomocą wyświetlacza kontrolera napędu, panelu sterowania jog lub za pomocą kontrolera, który stosuje ruch ręczny.

Ten artykuł opisuje ogólne funkcje aplikacji CiA 402 oraz konfigurację projektu napędu w poszczególnych trybach pracy. Uruchomienie opisano na przykładach sieci EtherCAT ze sterownikami napędów STOBER 6. generacji w połączeniu ze sterownikiem STOBER MC6 jako masterem EtherCAT, a także alternatywne podejście do pracy z sterownikiem firmy Beckhoff.

Uruchomienie dzieli się na następujące kroki:

1. Drive Control Suite (DS6)

Zaprogramuj wszystkie sterowniki napędów, tj. typ aplikacji, systemy sterowania urządzeniami, dane procesowe do komunikacji Fieldbus i model napędu mechanicznego w Drive Control Suite. W zależności od wybranej aplikacji (CiA 402 lub CiA 402 HiRes Motion), skaluj swoje modele osi po stronie serwonapędu lub po stronie sterownika.

W obu przypadkach przenieś konfigurację projektu do serwonapędu oraz zapisz ustawienia.

2. Automation Control Suite (AS6) lub TwinCAT 3

Skaluj swój model osi, jeśli to konieczne, a następnie zmapuj całe środowisko sprzętowe w odpowiednim oprogramowaniu. Zsynchronizuj działanie rozproszonych zegarów we wszystkich napędach EtherCAT i skonfiguruj komunikację poszczególnych napędów przez protokół EoE.

Na koniec przenieś całą konfigurację do kontrolera ruchu lub kontrolera, a następnie uruchom system EtherCAT.

Zwróć uwagę, że skalowanie osi zależy od aplikacji CiA 402, którą projektowałeś. Jeśli wybrałeś aplikację CiA 402 HiRes Motion, przeskaluj oś w serwonapędzie, czyli sparametryzuj ją w Drive Control Suite. Jeżeli wybrałeś przyrostową wersję aplikacji CiA 402, przeskaluj oś w sterowniku, czyli sparametryzuj ją np. w TwinCAT 3. Podczas skalowania osi postępuj zgodnie z instrukcjami dotyczącymi wyświetlanej aplikacji.

Dokładniejsza instrukcja, która opisuje krok po kroku wszystkie czynności jakie należy wykonać w celu uruchomienia wybranego trybu aplikacji CIA 402 znajduje się w instrukcji Manual CiA 402 – SC6 SI6

443080_02_HB_CiA_402_SC6_SI6_en.pdf – Instrukcja obsługi profilu CIA402 w serwonapędach SC6/SI6 firmy Stober

443077_02_HB_CiA_402_SD6_en.pdf – Instrukcja CIA402 w serwonapędach SD6 firmy Stober