Elektronikmotor mit axial integrierter Regelelektronik (DIS24/8) IP65-W2, konvektionsgekühlt

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1 1/14 Produktbeschreibung Leistungsmerkmale Der vom Typ (REA)/(EAA) ist ein low-cost Servomotor mit einem integrierten Servoregler für eine Versorgungsspannung von (optional 48VDC). Der voll digitale Regler ist direkt in dem speziell für hohen Wasserschutz ausgelegten Motorgehäuse axial mit integriert. Die Ansteuerung sowie die Spannungsversorgung erfolgt über einen 8poligen Stecker. Es gibt dem Motor sowohl in einer eckigen Aluminiumsauführung (EAA) als auch in einer speziell für den Lebensmittelbereich entwickelten runden Edelstahlausführung (REA). Das System lässt sich durch umfangreiche Parametriermöglichkeiten und zwei Bedienerschnittstellen (analog, digital) sehr flexibel an eine Vielzahl verschiedenartiger Anwendungsmöglichkeiten anpassen. Durch die direkt im Motorgehäuse untergebrachte Regelelektronik und dem damit verbundenen geringen Verdrahtungsaufwand sowie dem hohen Wasserschutz eignet sich das System zum Beispiel für dezentrale Systeme der Automatisierungs- und Fördertechnik. Das Motorsystem besitzt die folgenden Leistungsmerkmale: Im Motorgehäuse integrierte Regelelektronik (Schutzart IP65 W2) 4-Quadrantenbetrieb Sinusförmige Stromeinprägung (=> stetiges Drehmoment) Betrieb als Drehzahl-, Drehmoment- oder Positionierregler möglich Gute Rundlaufeigenschaften auch bei Verwendung von analogen Hallsensoren durch Auswertung der Motor-EMK (komplexes Regelmodel) Gebersysteme: VOLKSSERVO -Geber oder Resolver Schnittstellen: analog/digital IO, RS232 und CAN-Bus (CANopen Protokoll) Firmware über RS232 oder CAN-Bus downloadbar Driftfreie Regelung in Verbindung mit einer digitalen Sollwertvorgabe Stellbereich 1:600 Einfache Ankopplung an eine übergeordnete Steuerung, z. B. an eine SPS wahlweise über 10V-Schnittstelle oder über die RS232-Schnittstelle möglich Die digitale Steuerung ermöglicht einen fehlertoleranten Betrieb, d. h. Störungen werden rechtzeitig erkannt und wenn möglich reguliert

2 2/14 Technische Daten Integrierter Servoregler DIS-24/8 DIS 24/8 DIS 48/6 Versorgungsspannung U Nenn [-10%.. +10%] 24 V dc 48 V dc (optional) Nenn-Abgabeleistung 120 W 200 W Nennstrom pro Phase 8 A eff 6 A eff Maximalstrom pro Phase (für 2s) Lebensdauer 14 A eff 10 A eff >20000 h bei 40 C Umgebungstemperatur Umgebungstemperatur 0 C bis 40 C (bis 50 C mit Derating) Motorstecker 8-poliger Rundstecker (Fa. PHG) Sollwerteingänge AIN0 AIN1 Logikeingänge ENAB DIR (z.zt. nicht auf Motorstecker ausgeführt) Logikausgang OUT/ERR V Analogeingang, 12 Bit Auflösung V Analogeingang, 12 Bit Auflösung 24V, aktiv High, Ri = 20kΩ Eingang Freigabe Regler Eingang Drehrichtung 24V/10mA Impuls-/Fehlerausgang, Open-Collector Regler Betriebsbereit und Motor steht => OUT high / offen Motor dreht => Rechtecksignal mit Drehfrequenz, programmierbare Strichzahl, max. 4 khz Strichfrequenz Fehler => OUT low / durchgeschaltet

3 3/14 DIS 24/8 und DIS 48/6 Monitoreinrichtung AMON Ausgangspegel Darstellbare Größen (z.zt. nicht auf Motorstecker ausgeführt!) Überwachungseinrichtungen Überspannung Zwischenkreis Unterspannung Versorgung Überstrom Zwischenkreis Kurzschluß Motor Thermoschutz Endstufe Winkelgeberfehler CAN-Busanbindung Pegel Baudraten Protokoll Terminal-Schnittstelle (RS232) Pegel V Spannungsausgang, frei normierbar, z. B. Stromistwerte und Stromsollwerte, Winkel elektrisch oder mechanisch, Drehzahlistwerte, Drehzahlsollwerte ca. 30 V (60V beim DIS-48/6) ca. 18 V Abschaltung des Logikteils Kurzschlußüberwachung Kurzschlußüberwachung 100 C Kühlwinkeltemperatur Sammelfehler differentiell gem. Standard ISO/DIS / 250 / 500 / 1024 kbit/s CANopen gem. DSP402 / DS301 RxD / TxD gem. RS232 Spezifikation, max Bit/s,

4 4/14 Daten der Motoren Die Bemessungsdaten der Motoren hängen von der in den Motor eingebrachten Wicklung (WK) ab. Zur Zeit sind Wicklungen speziell für den niedrigen Drehzahlbereich realisiert. Es sind jedoch auch Wicklungsauslegungen für höhere Drehzahlen möglich. Hierbei kann es aber aufgrund des maximal zulässigen Nennstromes der Elektronik DIS 24/8 zu einer Reduzierung des Drehmomentes kommen! V mit integrierter Elektronik DIS24/8 Wicklung WK Bemessungsdrehzahl 1250 min -1 Bemessungsmoment 38 Ncm (REA) 53 Ncm (EAA) Spitzenmoment Bemessungsstrom pro Phase 170 Ncm 2.8 A eff (REA) 4.0 A eff (EAA) Maximalstrom pro Phase (für 2s) Gewicht 14 A eff 2.1 kg (REA) 1.6 kg (EAA) Die in der Tabelle angegebenen Bemessungsdaten gelten für einen isoliert aufgebauten Motor mit integrierter Elektronik ohne Wärmeabgabe über einen Flansch. Die Abgabeleistung des Motors wird durch die Endstufentemperatur der integrierten Leistungselektronik begrenzt.

5 5/14 Kennlinien Drehmoment in Ncm Kennlinie V (EAA / REA) (12N8P, gap=0.3mm) Elektronik (DIS24/8) WK , U zw = 24 VDC P 2 = 70 / 50 W, n = 1250 min -1, I eff = 4.0 / 2.8 A Drehzahl in U/min Messung, I = 4.0 Aeff Dauerbetrieb REA, I = 2.8 Aeff (Umgebungstemperatur < 25 C) Dauerbetrieb EEA, I = 4.0 Aeff (Umgebungstemperatur < 25 C) Kurzzeitbetrieb, I < 8 Aeff (<30min) Kurzzeitbetrieb, I < 14 Aeff (<3s)

6 6/14 Belegung Platinenstecker X2: Regleranschluß (intern, Molex-Stecker) Pin: Signal: Farbe: Signalspezifikation: X2.1: Amon - Analogmonitor Testausgang 0V bis 5V X2.2: Freigabe RD rot Reglerfreigabe / Endstufe EIN fallende Flanke quittiert Fehler 24V-Eingang Ri = 20kΩ X2.3: Dir - Umschaltung Drehrichtung 24V-Eingang Ri = 20kΩ X2.4: TxD BN braun RS232-Schnittstelle TxD CANH differenzieller Eingang für CAN X2.5: RxD BK schwarz RS232-Schnittstelle RxD CANL differenzieller Eingang für CAN X2.6: OUT/ERR BU blau Impuls-/Fehlerausgang Regler Betriebsbereit und Motor steht OUT low Motor dreht High-Impulse 200µs Fehler OUT Dauernd High 24V-Ausgang, Open-Collector, 10mA X2.7: AIN0 YW gelb 0V..10V Analogeingang oder Eingang CAN INK_A Spursignal A für Inkrementalgebereingang X2.8: AIN1-0V..10V Analogeingang oder Eingang CAN INK_B Spursignal B für Inkrementalgebereingang

7 7/14 X3: Spannungsversorgung (intern, JST-Stecker) Pin: Signal: Farbe: Signalspezifikation: X V WH weiß Versorgungsspannung 24V/5A±10% X3.2 GND GY grau Bezugspotential für Versorgung X3.3 n.b. - nicht belegt X4: Statoranschluß (intern, JST-Stecker) Pin: Signal: Farbe: Signalspezifikation: X4.1 Phase U BK schwarz Motorstrang U X4.2 Phase V BU blau Motorstrang V X4.3 Phase W BN braun Motorstrang W ST5: Geberanschluß (intern, Volksservogeber mit Molex-Stecker) Pin: Signal: Farbe: Signalspezifikation: X5.1 +5V RD rot Spannungsversorgung Hallsensoren X5.2 COS+ GN grün Cos+ Signal Hallsensor / Resolver X5.3 COS- WH weiß Cos- Signal Hallsensor / Resolver X5.4 SIN+ BN braun Sin+ Signal Hallsensor / Resolver X5.5 SIN- YW gelb Sin- Signal Hallsensor / Resolver X5.6 REF+ - Trägerfrequenz für Resolver X5.7 REF- - Trägerfrequenz für Resolver X5.8 GND BU blau GND für Hallsensoren

8 8/14 Belegung Motorstecker (auf die Pins gesehen) 8poliger PHG-Stecker (derzeitige Standardbelegung) Pin: Signal: Farbe Signalspezifikation: 1: WH weiß Versorgung 24V/5A ±10% 2: GND GN grün Bezugspotential für Versorgung und Steuereingänge 3: AIN0 YW gelb 0V..10V Analogeingang 4: PE-Erde GRYW grüngelb PE-Erde 5: TxD BN braun RS232-Schnittstelle TxD CANH differenzieller Eingang für CAN 6: RxD BL schwarz RS232-Schnittstelle - RxD CANL differenzieller Eingang für CAN 7: OUT/ERR BU blau Impuls-/Fehlerausgang Regler Betriebsbereit und Motor steht : OUT high. Motor dreht: Rechtecksignal mit Drehfrequenz, programmierbare Strichzahl, max. 4 khz Strichfrequenz. Fehler: OUT dauernd low. 24V-Ausgang, Open-Collektor, 10mA 8: Freigabe RD rot Reglerfreigabe / Endstufe EIN fallende Flanke quittiert Fehler 24V-Eingang Ri = 20kΩ

9 9/14 Abmessungen V in runder Edelstahlausführung (REA) Elektronik DIS24/8

10 10/14 V in eckiger Aluminiumausführung (EAA) Elektronik DIS24/8

11 11/14 Bild: V in runder Edelstahlausführung (REA) Bild: V in eckiger Aluminiumausführung (EAA)

12 12/14 Bild: Reglerplatine DIS24/8 mit Deckel

13 13/14 Kommunikationsprotokoll Serielle Befehlsliste Die serielle Schnittstelle des DIS-24/8 ist kompatibel zu den meisten RS232- Schnittstellen ausgeführt. Eckdaten: min / max Bit/s (Defaulteinstellung), 8 Bit, 1 Stopbit, no parity Das über die Schnittstelle abgewickelte Protokoll benutzt den beschränkten ASCII- Zeichensatz für die Datenübertragung. Parameterdaten werden als Hexadezimalzahlen mit jeweils zwei ASCII-Zeichen pro Byte übertragen. Grundsätzlich erfolgt die Kommunikation über sogenannte Kommunikationsobjekte Der Kommunikationshandler stellt die verschiedenen Befehle zum Lesen und Schreiben der Objekte zur Verfügung: OW: Objekt Write (Write only) Der auf Basiseinheiten normierter 32 Bit Wert wird geschrieben. OR: Objekt Read (Read only) Der auf Basiseinheiten normierter 32 Bit Wert wird gelesen. OI: Objekt Intern (Read only) Der auf Basiseinheiten normierter 32 Bit Wert wird gelesen der aus dem internen Wert ermittelt wird. ON: Objekt minimum: (Read only) Der auf Basiseinheiten normierte Minimalwert wird gelesen. OX: Objekt maximum: (Read only) Der auf Basiseinheiten normierte Maximalwert wird gelesen. Darüber hinaus gibt es spezielle Befehle, um den Regler zu identifizieren und spezielle Aktionen im Regler auszulösen. Die Befehle besitzen die folgende Syntax: Befehlssyntax: Befehl Antwort Beschreibung OW:[K:]NNNN: DDDD DDDD[:CC] OR:[K:]NNNN[:CC] OI:[K:]NNNN[:CC] OK! bzw. OW:FFFF FFFF K:NNNN:DDDD DDDD[:CC] bzw. OR:FFFF FFFF K:NNNN:DDDD DDDD[:CC] bzw. OI:FFFF FFFF Im fehlerfreien Fall wird immer die gleiche Antwort OK! zurückgesendet. Im Fehlerfall wird der Befehl und ein Fehlercode gesendet. Die Checksumme CC in der Antwort kann global ein- oder ausgeschaltet werden. Antwort grundsätzlich 32 Bit mit Angabe der Komponente. Im Fehlerfall wird der Befehl und ein Fehlercode gesendet. Die Checksumme CC in der Antwort kann global ein- oder ausgeschaltet werden. Antwort grundsätzlich 32 Bit mit Angabe der Komponente. Im Fehlerfall wird der Befehl und ein Fehlercode gesendet. Die Checksumme CC in der Antwort kann global ein- oder ausgeschaltet werden.

14 14/14 Befehl Antwort Beschreibung ON:[K:]NNNN[:CC] OX:[K:]NNNN[:CC] Buchstabe DD...D CC FF...F K NNNN K:NNNN:DDDD DDDD[:CC] bzw. ON:FFFF FFFF K:NNNN:DDDD DDDD[:CC] bzw. OX:FFFF FFFF Bedeutung (alles hexadezimal) Datenbytes Checksumme Fehlercode Kennzeichnung des Objektverzeichnisses (z.b. 0 = global, 1 = rs232, 2 = CAN, etc.) Kommunikationsobjekt-Nummer Antwort grundsätzlich 32 Bit mit Angabe der Komponente. Im Fehlerfall wird der Befehl und ein Fehlercode gesendet. Die Checksumme CC in der Antwort kann global ein- oder ausgeschaltet werden. Antwort grundsätzlich 32 Bit mit Angabe der Komponente. Im Fehlerfall wird der Befehl und ein Fehlercode gesendet. Die Checksumme CC in der Antwort kann global ein- oder ausgeschaltet werden. Die Parametrierung und Steuerung des Reglers erfolgt in der Regel nicht über die Eingabe einzelner serieller Kommandos, sondern über die zugehörige komfortable Windows Parametrier-Oberfläche DIS-Commander :