AWTec. SEW-EtherCAT- Antriebe an einer Beckhoff-TwinCAT- PLC. Getting Started Guide. Ausgabe April 2008

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1 Antriebstechnik \ Antriebsautomatisierung \ Systemintegration \ Services SEW-EtherCAT- Antriebe an einer Beckhoff-TwinCAT- PLC Getting Started Guide Ausgabe April 2008 AWTec Autoren: SG-MEST Michael Strauss SG-MEST Björn Stoeck

2 2 SEW-EURODRIVE Driving the world Vorwort Diese Unterlage dient zur Unterstützung der Vertriebsarbeit bei aktuellen und generellen Fragen zur Technik und Projektierung von Produkten. Bei Fragen oder für Anregungen stehen Ihnen die Verfasser gerne zur Verfügung. Verfasser: Michael Strauss Björn Stoeck Dieses Dokument wurde nach aktuellem Wissensstand erstellt. Daher können spätere Erkenntnisse zu abweichenden Aussagen führen. Etwaige Fehler in der Interpretation oder der technischen Daten können daher nicht ausgeschlossen werden.

3 3 Inhalt 1 Einleitung 4 2 Grundsätzliche Anforderungen und Einstellungen TwinCAT MOVITOOLS MotionStudio Firmware von SEW-Antrieben 6 3 Betrieb von MOVITRAC B mit DFE24B über EtherCAT Installation und Verkabelung Parametereinstellungen bei MOVITRAC B Integration in TwinCAT Betrieb von MOVITRAC B und Überprüfung der Kommunikation 10 4 Betrieb von MOVIDRIVE B mit DFE24B über EtherCAT (Feldbus-Mode) Installation und Verkabelung Parametereinstellungen bei MOVIDRIVE B Integration in TwinCAT Betrieb von MOVIDRIVE B und Überprüfung der Kommunikation 13 5 Betrieb von MOVIDRIVE B in Motion Control (Velocity-Mode) Installation und Verkabelung Parametereinstellungen bei MOVIDRIVE B Integration in TwinCAT Konfiguration von NC-Achsen für ein rotatives System Konfiguration von NC-Achsen für ein Linear-System Konfiguration der Kommunikation zum Antrieb Aktivierung von Distributed Clock zur Synchronisation Betrieb von MOVIDRIVE B und Überprüfung der Kommunikation Referenzfahrt und Endschalterauswertung 29 6 Betrieb von MOVIDRIVE B in Motion Control (Position-Mode) Installation und Verkabelung Parametereinstellungen bei MOVIDRIVE B Integration in TwinCAT Verknüpfen der Statusmaschinen über IPOS Verknüpfen der Statusmaschinen über PLC-Code Betrieb von MOVIDRIVE B und Überprüfung der Kommunikation Starten der Referenzfahrt Endschalter freifahren 44 7 Betrieb von MOVITOOLS MotionStudio über EtherCAT zum Antrieb Einstellungen im Antrieb Einstellungen in TwinCAT MOVITOOLS MotionStudio Netzwerk-Routing 47

4 4 SEW-EURODRIVE Driving the world 1 Einleitung Mit der Industrial-Ethernet-Option DFE24B (EtherCAT) können Sie MOVIDRIVE und MOVITRAC B an Steuerungen und Motion Controller über das extrem schnelle und effiziente Kommunikationssystem EtherCAT anschließen. Die Grundfunktionalität der DFE24B in MOVIDRIVE und MOVITRAC B ist im Handbuch DFE24B beschrieben. Die folgende Dokumentation beschreibt die ersten Schritte der Inbetriebnahme eines MOVIDRIVE oder MOVITRAC B mit einer EtherCAT -Schnittstelle DFE24B an einem der am meisten verbreiteten EtherCAT -Master-Geräte, dem Beckhoff TwinCAT. Dieses Dokument beschreibt den Gebrauch von EtherCAT als einfache Feldbusschnittstelle ähnlich Profibus oder DeviceNet und die Vorgehensweise beim Betrieb eines MOVIDRIVE in Motion Control. Weiterhin werden die erforderlichen Einstellungen beschrieben, die MOVITOOLS MotionStudio einen Zugriff über das TwinCAT-System und EtherCAT bis zu den SEW-Antrieben ermöglicht.

5 5 2 Grundsätzliche Anforderungen und Einstellungen 2.1 TwinCAT Überprüfen Sie ob TwinCAT Version v (Build 1307) oder höher installiert ist. Kopieren Sie die Datei SEW_DFE24B.xml in das Verzeichnis \TwinCAT\IO\Ethercat\ Fügen Sie einen EtherCAT-Master in die Systemkonfiguration ein Wenn eine Echtzeitfunktionalität geplant ist, prüfen Sie bitte, ob ein EtherCAT-Direkt-Treiber für die Ethernet-Schnittstelle installiert ist. Zurzeit hat Beckhoff EtherCAT-Direkt-Treiber nur für Ethernet-Schnittstellen mit Intel-Chipsatz. Falls kein EtherCAT-Direkt-Treiber installiert ist, folgen Sie bitte den Anweisungen für ein Treiber-Update für die Ethernet-Schnittstellen im Windows-Systemmanager.

6 6 SEW-EURODRIVE Driving the world 2.2 MOVITOOLS MotionStudio Version 5.40 oder höher. 2.3 Firmware von SEW-Antrieben MOVITRAC B: Keine bestimmte Firmware-Version erforderlich MOVIDRIVE MDX61B: Firmware.18 oder höher

7 7 3 Betrieb von MOVITRAC B mit DFE24B über EtherCAT 3.1 Installation und Verkabelung Bei MOVITRAC B dient die DFE24B EtherCAT-Schnittstelle als Gateway von EtherCAT zum SEW-SBus und erlaubt den Anschluss von bis zu 8 MOVITRAC an das EtherCAT-Netzwerk über eine Schnittstelle. Das folgende Schaltbild gilt entweder wenn eine DFE24B in einem MOVITRAC B installiert ist oder wenn die DFE24B im Gateway-Gehäuse (UOH) als Stand-alone-Gateway installiert ist. Die EtherCAT-Verkabelung ermöglicht eine linienförmige Busstruktur, die obere RJ45 (X30) führt zur SPS oder einem der SPS näheren Geräte. Die Klemmen haben folgende Belegung: X46 X26 X46:1 X26:1 SC11 SBus +, CAN high X46:2 X26:2 SC12 SBus, CAN low X46:3 X26:3 GND, CAN GND X46:7 X26:7 DC 24 V X12 X12:8 +24 V Input Supply X12:9 GND Der SBus, der die physikalische Schicht des CAN benutzt, braucht an beiden Enden des Busstrangs einen Abschlusswiderstand (120 Ohm zwischen CAN high und CAN low). In den EtherCAT-SBus-Gateways ist immer ein Abschlusswiderstand angeschlossen, d. h. das Gateway muss an einem Ende vom SBus angeschlossen sein. Am anderen Ende des SBus muss sich ebenfalls ein Abschlusswiderstand befinden, z. B. durch Einschalten des DIP-Schalters S1 an der Kommunikationsoption FSC11B.

8 8 SEW-EURODRIVE Driving the world 3.2 Parametereinstellungen bei MOVITRAC B Nachdem der Antrieb an den Motor und die Anwendung angepasst wurde (siehe Systemhandbuch MOVITRAC ), werden die Parameter P100 und P101 auf SBUS1 eingestellt, um die Steuerung über die EtherCAT-Schnittstelle zu ermöglichen. Bitte weisen Sie über Parameter P881 allen an den SBus des EtherCAT-Gateways angeschlossenen Antrieben eindeutige SBus-Adressen ( 0) zu und stellen Sie sicher, dass die SBus-Baudrate an allen Antrieben (P884) gleich der Baudrate ist, die im EtherCAT-Gateway über Parameter P816 eingestellt ist (Default-Baudrate = 500 kbaud). Die Parameter P870 bis P875 legen den Inhalt der 3 Datenwörter (16 bit) zum Antrieb (PO1..3) und vom Antrieb zurück zur Steuerung (PI1..3) fest. Parameter P876 muss auf EIN stehen! Nachdem die SBus-Adressen und die Baudrate aller an den SBus angeschlossenen Antriebe eingestellt wurde und alle Antriebe angeschlossen sind (z. B. an das Netz, oder an die 24-V-Hilfsspannung), schalten Sie den DIP-Schalter AS (Auto Setup) am DFE24B-Gateway von OFF auf ON, um einen Bus-Scan auszuführen und um die Kommunikation mit den angeschlossenen Antrieben über SBus zu aktivieren und zu überwachen. Beim Einschalten des DIP-Schalters AS blinkt die LED H1 mehrmals und erlischt, wenn der Scan beendet ist. Ist die LED H1 an, wird ein Systemfehler angezeigt. Dies bedeutet, dass kein Antrieb am SBus gefunden wurde oder, dass ein beim Scan gefundener Antrieb jetzt nicht mehr kommuniziert. Wenn bei allen beim Scan gefundenen Antrieben eine zyklische Kommunikation aktiv ist, erlischt die LED H1 wieder.

9 9 3.3 Integration in TwinCAT Um einen MOVITRAC B zur Konfiguration hinzuzufügen benutzen Sie Append Box : oder Scan Sub Devices, um die am EtherCAT angeschlossenen Devices zur Konfiguration hinzuzufügen: Wenn die DFE24B als EtherCAT-Gateway läuft, hat das PDO1 eine Größe von 48 Daten-Bytes. Diese 24 Prozessdatenworte (PI und PO) sind den über SBus angeschlossenen Antrieben folgendermaßen zugeordnet: PD1-3 zu Antrieb 1 (der Antrieb mit der kleinsten SBus-Adresse), PD4-6 zu Antrieb 2 (der Antrieb mit der nächsthöheren SBus-Adresse), PD7-9 zu Antrieb 3, usw.

10 10 SEW-EURODRIVE Driving the world 3.4 Betrieb von MOVITRAC B und Überprüfung der Kommunikation Wenn die Ausgangsdatenworte in die Antriebe geschrieben werden (in diesem Fall Antrieb 1): können die Werte z. B. im Parameterbaum von MOVITOOLS MotionStudio (P09. Busdiagnose) überprüft werden: Um den Antrieb zum Drehen zu bringen, schließen Sie den digitalen Eingang DI01 an 24 V an (siehe Handbuch MOVITRAC ) und schreiben 6 an PO1 (Start) und z. B an PO2 (n = 1000 rpm). Weitere Informationen zu den übertragenen Prozessdaten, Steuerwort und Statuswort finden Sie im SEW-Feldbus-Geräteprofil.

11 11 4 Betrieb von MOVIDRIVE B mit DFE24B über EtherCAT (Feldbus-Mode) 4.1 Installation und Verkabelung Ausführliche Informationen zum Einbau einer Feldbusoption in ein MOVIDRIVE finden Sie im Systemhandbuch MOVIDRIVE. Die EtherCAT-Verkabelung ermöglicht eine linienförmige Busstruktur, die obere RJ45 (X30) führt zur SPS oder einem der SPS näheren Geräte. 4.2 Parametereinstellungen bei MOVIDRIVE B Nachdem der Antrieb an den Motor, den Geber und die Anwendung angepasst wurde (siehe Systemhandbuch MOVIDRIVE ), werden die Parameter P100 und P101 auf FELDBUS eingestellt, um die Steuerung über EtherCAT zu ermöglichen. Die Parameter P870 bis P875 legen den Inhalt der ersten 3 Datenwörter (16 bit) an den Antrieb (PO1..3) und vom Antrieb zurück an die Steuerung (PI1..3) fest. Parameter P876 muss auf Ja stehen!

12 12 SEW-EURODRIVE Driving the world 4.3 Integration in TwinCAT Um einen MOVIDRIVE zur Konfiguration hinzuzufügen benutzen Sie Append Box : oder Scan Sub Devices, um die Antriebe, die über EtherCAT angeschlossen sind, der Konfiguration hinzuzufügen. Bei dieser Betriebsart müssen keine NC-Achsen für die gefundenen Antriebe zur NC-Konfiguration hinzugefügt werden: Wenn EtherCAT als Feldbus zu den Antrieben genutzt wird und 10 Prozessdatenworte in jeder Richtung ausreichen, kann Eingangs-PDO2 und Ausgangs-PDO2 ausgeschaltet werden, indem die Markierungen 0x1A02 und 0x1602 entfernt werden.

13 Betrieb von MOVIDRIVE B und Überprüfung der Kommunikation Wenn die Ausgangsdatenworte in den Antrieb geschrieben werden: können die Werte z. B. im Feldbusmonitor von MOVITOOLS MotionStudio überwacht werden: Um den Antrieb drehen zu lassen, schließen Sie den digitalen Eingang DI00 an 24 V an (siehe Handbuch MOVIDRIVE ) und schreiben 6 an PO1 (Start) und z. B an PO2 (n = 1000 rpm). Weitere Informationen zu den übertragenen Prozessdaten, Steuerwort und Statuswort finden Sie im SEW-Feldbus-Geräteprofil.

14 14 SEW-EURODRIVE Driving the world 5 Betrieb von MOVIDRIVE B in Motion Control (Velocity-Mode) 5.1 Installation und Verkabelung Ausführliche Informationen zum Einbau einer Feldbusoption in ein MOVIDRIVE finden Sie im Systemhandbuch MOVIDRIVE. 5.2 Parametereinstellungen bei MOVIDRIVE B

15 15 Parameter 888 muss an den Synchronisationszyklus in TwinCAT angepasst werden! Wenn keine mechanische Bremse vom Umrichter angesteuert wird, sollte Parameter P730 Bremsfunktion auf Aus geschaltet werden. Der digitale Eingang DI00 muss für das Aufheben von Reglersperre beschaltet werden.

16 16 SEW-EURODRIVE Driving the world 5.3 Integration in TwinCAT Um die MOVIDRIVE s zur Konfiguration hinzuzufügen, benutzen Sie z. B. Scan Sub Devices und legen für die gefundenen Antriebe Achsen in die NC-Konfiguration an.

17 Konfiguration von NC-Achsen für ein rotatives System 1. Setzen Sie die Zykluszeit der NC-Task auf den gleichen Wert wie die Synchronisationszeit (Parameter P888) des angeschlossenen MOVIDRIVE s, in diesem Fall 1 ms. 2. Legen Sie den Achsentyp und die physikalischen Einheiten fest.

18 18 SEW-EURODRIVE Driving the world 3. Geben Sie die maximale Geschwindigkeit und Beschleunigungszeit ein. Die maximale Geschwindigkeit in /s berechnet sich aus der maximalen Motordrehzahl (1/min) x (360 /Umdr. / (60 sec/min)) V max = (Parameter P302) x 6 Beim Einstellen der Beschleunigung und Verzögerung in TwinCAT können Zeitwerte eingegeben werden, die so leicht an die Werte angepasst werden können, die als Rampenzeiten bei der Inbetriebnahme von MOVIDRIVE eingestellt wurden.

19 19 Danach müssen die Einstellungen für den Geber für die Positionsrückmeldung festgelegt werden. Der Skalierungsfaktor errechnet sich aus 360 / (4096 Inkremente/Umdrehung) = 0, /INC. Die Encoder Maske wird auf 0xFFFFFFFF (32-Bit-Auflösung) gesetzt.

20 20 SEW-EURODRIVE Driving the world Als nächstes werden die Einstellungen für den Antrieb gemacht: Um den Ausgabewert an den Umrichter wieder an den vom Umrichter verwendeten Darstellungsfaktor in 1/min umzurechnen wird die Bezugsgeschwindigkeit wieder wie oben beschrieben angegeben: Maximale Motordrehzahl x 6 Der Wert für bei Bezugsausgabe [ ] hängt vom gewählten NC-Antrieb ab. In diesem Beispiel: bei Bezugsausgabe [ ] = Maximale Motordrehzahl (1/min) x 5 / 2 16 (passend für Antrieb (universell einsetzbar) ). Achtung! Auch wenn Sie einen anderen Antrieb für die NC-Achse verwenden, muss der Ausgangswert für die Drehzahl ein vorzeichenbehafteter 16-Bit-Wert sein!

21 Konfiguration von NC-Achsen für ein Linearsystem Die Konfiguration des Linearsystems ist ähnlich der Konfiguration des oben erwähnten rotativen Systems, nur die physikalischen Einheiten und die Umrechnungsfaktoren sind unterschiedlich. Die maximale Geschwindigkeit in mm/s wird errechnet aus: (Maximale Motordrehzahl (1/min) x 2,5 (mm/umdrehung)) / ((60 s/min) x i) = mm/s Hier sei die maximale Motordrehzahl = /min, die Spindelsteigung 2,5 mm/umdrehung und die Getriebeübersetzung i = 2.

22 22 SEW-EURODRIVE Driving the world Der Skalierungsfaktor des Gebers der NC-Achse wird wie folgt berechnet: 2,5 (mm/umdrehung) / ((4096 Inkremente/Umdrehung) x i) = 0, mm/inc mit Spindelsteigung = 2,5 mm/umdrehung und Getriebeübersetzung i = 2. Die Encoder-Maske wird auf 0xFFFFFFFF (32-Bit-Auflösung) gesetzt. Anschließend werden die Einstellungen für den Antrieb der NC-Achse gemacht: Um den Ausgabewert an den Umrichter wieder an den vom Umrichter verwendeten Darstellungsfaktor in 1/min umzurechnen wird die Bezugsgeschwindigkeit wie unten beschrieben angegeben: Maximale Motordrehzahl (1/min) x 2,5 (mm/umdrehung)) / ((60 s/min) x i) = mm/s Hier sei die maximale Motordrehzahl = /min, die Spindelsteigung 2,5 mm/umdrehung und die Getriebeübersetzung i = 2. Der Wert für bei Bezugsausgabe [ ] hängt vom gewählten NC-Antrieb ab. In diesem Beispiel: bei Bezugsausgabe [ ] = Maximale Motordrehzahl (1/min) x 5 / 2 16 (passend für Antrieb (universell einsetzbar) ). Die Geber-Maske muss auf 0xFFFFFFFF (32-Bit-Auflösung) gesetzt werden. Achtung! Auch wenn Sie einen anderen Antrieb für die NC-Achse verwenden, muss der Ausgangswert für die Drehzahl ein vorzeichenbehafteter 16-Bit-Wert sein!

23 Konfiguration der Kommunikation zum Antrieb Laden Sie zunächst die Gerätebeschreibungsdatei. Die Referenzdrehzahl für den Antrieb wird mit H499 eingestellt.

24 24 SEW-EURODRIVE Driving the world Die Positionsrückmeldung des Antriebs wird mit H511 eingelesen. Mit einem Rechtsklick auf ActPos_Mot (H511) erfolgt eine Verknüpfung zu Data1 der Eingangswerte für den Encoder und SetpPosBus (H499) wird verknüpft mit Data1 der Ausgangsdaten vom Drive der NC-Achse.

25 Aktivierung von Distributed Clock zur Synchronisation Zur Synchronisation über EtherCAT muss die Funktion Distributed Clock aktiviert werden. Die Timeout-Zeit im MOVIDRIVE für die Feldbusüberwachung (Parameter P819) wird vom EtherCAT-Master eingestellt, bitte überprüfen Sie die folgenden Eingaben für alle überwachten Achsen durch einen Klick auf Erweiterte Einstellungen. Der Multiplikator legt die Zeitbasis fest und ist obligatorisch! Die Timeout-Zeit wird mit SM Watchdog auf 100 ms gesetzt. Wenn ein langsamerer oder schnellerer Watchdog benötigt wird, kann der Parameter SM Watchdog geändert werden. Der Wert für die Watchdog-Zeit muss dabei größer sein als der Wert für die Zykluszeit.

26 26 SEW-EURODRIVE Driving the world Wählen Sie den Sync Manager (FMMU/SM) für die Ausgangsdaten (0x1000) aus und überprüfen Sie mit einem Klick auf Bearbeiten, ob der Watchdog-Trigger aktiv ist. Der Trigger für die anderen Sync Manager (SM) dürfen nicht aktiv sein. Die Timeout-Reaktion kann über Parameter P831 in MOVITOOLS MotionStudio festgelegt werden.

27 Betrieb von MOVIDRIVE B und Überprüfung der Kommunikation Damit der Antrieb im Velocity-Mode über die 10 Standard-PI- und -PO-Datenworte läuft, muss nur das Steuerwort in PO1 auf den Wert 6 gesetzt werden. Am Antrieb wird dann der Status A angezeigt, d. h. TECHNOLOG.OPTION. Weitere Informationen zu Steuerwort und Statuswort finden Sie im SEW-Feldbusgeräteprofil. Nachdem der KV-Faktor für den Regler, die Zielposition und die Zielgeschwindigkeit (in diesem Beispiel /min) eingestellt wurden, kann die Achse freigegeben werden. Der Antrieb kann dann mit den Schaltflächen oder den Funktionstasten gestartet und angehalten werden.

28 28 SEW-EURODRIVE Driving the world Einstellungen zur Optimierung Bevor die NC-Achse in TwinCAT optimiert wird, muss zuerst der Antrieb selbst optimiert werden! Starten Sie hierzu in MOVITOOLS den Inbetriebnahme-Assistenten Drehzahlregler optimieren und lesen Sie das MOVIDRIVE -Handbuch. Je nach eingestellter Beschleunigung der NC-Achse und der vorgegebenen Massenträgheit des mechanischen Systems muss die Schleppfehlerüberwachung auf passende Werte eingestellt werden. Die Totzeitkompensation sollte auf ca. 4 ms eingestellt werden. Wenn der Antrieb fehlerfrei beschleunigt und verzögert, kann die Beschleunigungszeit optimiert werden und über Funktionen die Istposition der NC-Achse auf einen Referenzwert gestellt werden. Achtung! Die Überwachung vom Antriebsstatus, der über PI1 eingelesen wird, und Schleppfehler ist unbedingt erforderlich. Dadurch wird sichergestellt, dass der Antrieb der NC-Achse folgt und nicht aufgrund von z.b. Hardware-Endschaltern, Reglersperre über Klemmen o.ä. einen Status wie z. B. Keine Freigabe hat! Falls der Antrieb nicht der NC-Achse folgt, muss die NC-Achse den Status des Antriebs übernehmen.

29 Referenzfahrt und Endschalterauswertung Zum Referenzieren der Achsen wird die Referenzfahrt direkt im Antrieb über das IPOS-Steuerwort gestartet. Zu beachten ist dabei, das die NC-Achse während der Referenzfahrt gesperrt sein muss. Der Referenzfahrttyp wird im Parameterbaum eingestellt. In diesem Beispiel wird auf einen Referenznocken referenziert (DI01). Zusätzlich sollte bei nicht endlosen Bewegungen Endschalter definiert werden (DI02 und DI03). Damit die Referenzfahrt über das IPOS-Steuerwort gestartet werden kann, ist es notwendig dieses in den konfigurierbaren POs anzulegen.

30 30 SEW-EURODRIVE Driving the world Ebenfalls empfiehlt es sich das IPOS-Statuswort auf gleiche Art und Weise den konfigurierbaren PIs hinzuzufügen. Zum Starten der Referenzfahrt muss zunächst die NC-Achse auf nicht freigegeben gestellt werden.

31 31 Anschließend kann das MOVIDRIVE freigegeben werden und die Referenzfahrt über das Bit 18 im IPOS-Steuerwort gestartet werden. Nach der Referenzfahrt kann die NC-Achse wieder freigegeben werden, wodurch die referenzierte Position des Antriebs übernommen wird.

32 32 SEW-EURODRIVE Driving the world 6 Betrieb von MOVIDRIVE B in Motion Control (Position-Mode) 6.1 Installation und Verkabelung Ausführliche Informationen zum Einbau einer Feldbusoption in ein MOVIDRIVE finden Sie im Systemhandbuch MOVIDRIVE. 6.2 Parametereinstellungen bei MOVIDRIVE B Ähnlich wie in Kapitel 5.2 (Betrieb von MOVIDRIVE B in Motion Control (Velocity-Mode)), jedoch müssen Prozessdatenbeschreibung und Rampentyp wie folgt geändert werden: Rampentyp (P916) POS. INTERPOL. 16 BIT legt fest, dass die Zielposition als 16 Bit pro Motorumdrehung definiert ist und dass die lineare Interpolation (mit 1-ms-Schritten) den Schritt in der Zielposition glättet. Wenn eine Synchronisationsperiode von ms verwendet wird, sind 16 Bit pro Motorumdrehung eine geeignete Auflösung. Mit einer langsameren Synchronisationsperiode wären auch 12 Bit pro Motorumdrehung möglich. Um TwinCAT-CNC-Funktionen oder eine TwinCAT-NC-Achse im Position-Mode zu nutzen, müssen Statuswort und Steuerwort vom MOVIDRIVE und CNC oder NC-Achse in geeigneter Weise verknüpft werden. Aufgrund einiger Änderungen in der NC-Statusmaschine in TwinCAT, ist derzeit keine andere Verknüpfung der beiden Statusmaschinen möglich als im MOVIDRIVE ein IPOS-Programm oder im TwinCAT ein PLC-Programm zu erstellen. Im MOVIDRIVE stehen als Schnittstelle das IPOS-Steuerwort (H484), das IPOS-Statuswort (H473) oder Feldbus-Steuer- und Statuswort (wie im SEW-Feldbusgeräteprofil beschrieben) zur Verfügung. Abhängig von der geplanten Funktion der Achse kann mit Kenntnis der Statusmaschine von NC oder CNC ein passendes IPOS oder PLC- Programm erstellt werden.

33 Integration in TwinCAT Wenn die MOVIDRIVE s zur Konfiguration hinzugefügt werden (siehe Kapitel 5.3 Scan Sub Devices und für gefundenen Antriebe NC-Achsen zur Konfiguration hinzufügen) und die Zykluszeit der NC-Task eingestellt ist, weicht die Konfiguration der NC-Achse von den Einstellungen des einfachen Velocity-Mode wie folgt ab: 2. Legen Sie den Achsentyp und die physikalischen Einheiten fest. 3. Geben Sie maximale Geschwindigkeit und Beschleunigungszeit ein. Die maximale Geschwindigkeit in /s berechnet sich: maximale Motordrehzahl (1/min) x (360 /Umdrehung) / (60 sec/min) V max = (Parameter P302) x 6 Danach müssen die Einstellungen für den Geber für die Positionsrückmeldung festgelegt werden:

34 34 SEW-EURODRIVE Driving the world Der Skalierungsfaktor ist: 360 / (2 16 Inkremente/Umdrehung) = 0, /INC 2 16 Inkremente/Umdrehung ergibt sich aus den Einstellungen im MOVIDRIVE Parameter P916: POS. INTERPOL. 16 BIT Als nächstes werden die Einstellungen für den Antrieb gemacht: Der NC-Antriebstyp wird durch die Einstellung des Encodertyps automatisch gesetzt. Um den Ausgabewert an den Umrichter wieder an den vom Umrichter verwendeten Darstellungsfaktor in 1/min umzurechnen wird die Bezugsgeschwindigkeit wieder wie oben beschrieben angegeben: Maximale Motordrehzahl x 6 Die Werte für bei Bezugsausgabe [ ] und Ausgangs-Skalierungsfaktor bleiben auf 1.

35 35 Konfiguration der Kommunikation mit dem Antrieb Laden Sie zunächst die Gerätebeschreibungsdatei. Die Zielposition für den Antrieb wird in H499 übertragen. PDO1 (OutputData1: 0x1600) wird in diesem Modus nicht benötigt und wird deaktiviert. Das Steuerwort wird über ein zweites Doppelwort im konfigurierbaren PDO (OutputData2) mit übertragen.

36 36 SEW-EURODRIVE Driving the world Die Ist-Position des Antriebs, wird über H508 eingelesen und ist mit 2 16 Inkrementen/Umdr. skaliert. PDO1 (InputData1: 0x1A00) wird in diesem Modus nicht benötigt und wird deaktiviert. Das Steuerwort wird über ein zweites Doppelwort im konfigurierbaren PDO (InputData2) mit übertragen.

37 Verknüpfen der Statusmaschinen über IPOS Index 11018dez verknüpft zur IPOS-Variablen H018 von MOVIDRIVE, von wo das Steuerwort von IPOS eingelesen wird. Index 11019dez verknüpft zur IPOS-Variablen H019 von MOVIDRIVE, in die das Statuswort von IPOS geschrieben wird.

38 38 SEW-EURODRIVE Driving the world Derzeit kann SEW kein fertiges IPOS-Programm zur Verfügung stellen! SEW stellt ein SPS-Beispiel-Programm zur Verfügung genaueres hierzu finden Sie im Kapitel Mit Mausklicks (rechts) werden dann die Daten vom und zum Antrieb mit den Daten der NC-Achse verknüpft. Die Einstellungen für die gewünschte Synchronisation über EtherCAT und zur Überwachung des Kommunikations-Timeouts werden in Kapitel 5.3 erläutert.

39 Verknüpfen der Statusmaschinen über PLC-Code Der deutlich flexiblere Weg die Statusmaschinen zu verknüpfen bietet sich über Lesen vom IPOS-Statuswort (H473) und Schreiben vom IPOS-Steuerwort (H484). So werden alle Funktionen des MOVIDRIVE nutzbar. Kenntnis der erforderlichen Steuer- und Statusbits der geplanten NC- oder CNC-Funktionen ermöglicht so ein kurzes PLC-Programm für die Verknüpfung. Beispielprojekt Als erstes wird eine Instanz des Bausteins PositionMode_MDX dem SPS-Programm hinzugefügt. Dieser FCB kann nur mit TwinCAT v2.10 build 1313 oder höher benutzt werden. Beschreibung des FCBs

40 40 SEW-EURODRIVE Driving the world Eingänge: EnableMOVIDRIVE [BOOL]: Freigabe für MOVIDRIVE Reference [BOOL]: Eine steigende Flanke an diesem Eingang startet die Referenzfahrt im Antrieb. Der Referenzfahrttyp kann mit Parameter 903 im Parameterbaum des MOVITOOLS MotionStudio eingestellt werden. Um die Referenzfahrt zu starten muss die verknüpfte NC-Achse gesperrt sein! AMSNetID: AMSNetID der EtherCAT-Steuerung. SlaveAddr: EtherCAT Slave Adresse des MOVIDRIVE, z.b.: 1001 StatuswordNC[BYTE]: Rückmeldung der DS402 Statusmaschine. StatuswordMDX: Dieser Eingang wird mit dem IPOS-Statuswort verknüpft. AxisIn: NCTOPLC_AXLESTRUCT Outputs: Error[BOOL]: ErrorID: ControlWordMDX [WORD]: ControlWordNC[BYTE]: =true wenn während der Abarbeitung des Bausteins ein Fehler auftritt Error ID des FCB-Fehlers Dieser Ausgang wird mit dem IPOS-Steuerwort verknüpft. Steuerwort der DS402 Statusmaschine der NC-Achse. Als nächstes wird die Schnittstelle zur Systemkonfiguration erstellt. Zum Beispiel: Belegen Sie die Ein- und Ausgänge des Bausteins mit den Variablen der so eben definierten Schnittstelle. Die AMSNetID finden sie in Ihrem System Manager in den Einstellungen des EtherCAT-Masters.

41 41 StartReferenceTravel ist ein Beispiel für eine Variable in Ihrem SPS-Programmcode um die Referenzfahrt zu starten. Fügen Sie im System Manager das SPS-Programm zu und verknüpfen Sie die Variablen wie folgt:

42 42 SEW-EURODRIVE Driving the world Nachdem Sie die Verknüpfungen erstellt haben klicken Sie zuerst auf Verknüpfungen erstellen, anschließend auf Konfiguration überprüfen und schließlich auf Konfiguration aktivieren. Laden Sie anschließend ihren SPS-Code und starten Sie diesen. Um die nötige Synchronisation und deren Überwachung über EtherCAT einzustellen, lesen Sie bitte Kapitel 5.3.

43 Betrieb von MOVIDRIVE B und Überprüfung der Kommunikation Wenn der Antrieb hochgefahren wird und das TwinCAT-System aktiv ist, wird Status A am Gerät angezeigt, d. h. TECHNOLOG.OPTION. Nachdem der KV-Faktor für den Regler, die Zielposition und die Zielgeschwindigkeit (im Beispiel /min) eingestellt wurden, kann die Achse freigegeben werden. Der Antrieb kann dann mit den Schaltflächen oder den Funktionstasten gestartet oder angehalten werden. Einstellungen für die Optimierung finden Sie im Kapitel 5.4.

44 44 SEW-EURODRIVE Driving the world 6.5 Starten der Referenzfahrt Um die Referenzfahrt zu starten, sperren (disable) Sie die NC-Achse und geben Sie eine positive Flanke auf den Eingang Reference des FCBs PositionMode_MDX. Der Referenzfahrttyp kann in Parameter 903 des MOVIDRIVE -Parameterbaums eingestellt werden. 6.6 Endschalter freifahren Wenn Sie die Endschalter des MOVIDRIVE benutzen wollen, parametrieren Sie diese bitte im Parameterbaum von MOVITOOLS MotionStudio (Parametergruppe 60). Zum Beispiel: Wird während des Verfahrvorgangs ein Endschalter erreicht und Fehler 29 (Endschalter Fehler) ausgelöst, wird dieser automatisch vom FCB freigefahren, so bald die NC-Achse deaktiviert wird und der Antrieb über EnableMOVIDRIVE freigegeben ist. Die Geschwindigkeit für ein Freifahren des rechten Endschalters kann in Parameter 160 (n11) und für den linken Endschalter Parameter 162 (n12) eingestellt werden.

45 45 7 Betrieb von MOVITOOLS MotionStudio über EtherCAT zum Antrieb 7.1 Einstellungen im Antrieb Für eine korrekte EtherCAT- (und SBus-) Kommunikation sind am Antrieb keine weiteren Einstellungen als die in Kapitel 3 oder 4 beschriebenen erforderlich. 7.2 Einstellungen in TwinCAT Um den Zugriff von MOVITOOLS MotionStudio über den EtherCAT-Master zu ermöglichen muss der EoE-Support aktiviert sein. Bitte notieren Sie die IP-Adresse des Mailbox-Gateways als Access Point für MOVITOOLS MotionStudio und setzen Sie die Zykluszeit für die Mailbox-Abfrage auf 20 ms, um einen geschwindigkeitsoptimierten Engineering-Zugriff zu erhalten.

46 46 SEW-EURODRIVE Driving the world Setzen Sie schließlich das TwinCAT-System in den Config Mode oder Run Mode : 7.3 MOVITOOLS MotionStudio Nachdem MOVITOOLS MotionStudio gestartet wurde, klicken Sie zuerst auf die Schaltfläche Kommunikationsanschlüsse, um die Kommunikations-Schnittstellen von MOVITOOLS MotionStudio zu definieren. Nach der Einstellung Ethernet für einen Anschluss aktivieren Sie das Kontrollkästchen EtherCAT aktivieren. Zur Konfigurierung der EtherCAT-Einstellungen klicken Sie auf EtherCAT-Einstellungen. Mit einem Klick auf die + -Schaltfläche kann nun die IP-Adresse des Mailbox-Gateways in TwinCAT eingegeben werden.

47 Netzwerk-Routing Wenn TwinCAT und MOVITOOLS MotionStudio nicht auf dem gleichen PC sind, gibt es zwei Möglichkeiten, trotzdem eine Verbindung von MOVITOOLS MotionStudio über das TwinCAT-System zum Antrieb herzustellen: Aktivieren Sie in jedem Fall zuerst IP Enable Router für das Mailbox-Gateway im EtherCAT-Master. Nachdem das Windows IP Routing aktiviert wurde, muss das TwinCAT-System neu gestartet werden. A) Auf dem PC mit MOVITOOLS MotionStudio muss die Gateway-Adresse (der TCP/IP-Einstellungen der Ethernet-Schnittstelle) auf die IP-Adresse der LAN-Schnittstelle vom TwinCAT-System eingestellt werden. Wenn der PC mit MOVITOOLS MotionStudio über einen Router an eine höhere Netzwerkebene angeschlossen ist darf das Standard- Gateway nicht geändert werden. Möglichkeit B)

48 48 SEW-EURODRIVE Driving the world B) Eine statische Route wird definiert. Hierzu geben Sie folgenden Befehl in der DOS-Box ein: route p add Target-IP MASK Subnet-Mask Gateway-IP Target-IP ist die IP-Adresse des Mailbox-Gateways in TwinCAT (hier ) Subnet-Mask ist die Subnet-Maske die für den PC mit MOVITOOLS MotionStudio gilt Gateway-IP ist die IP-Adresse, die die TCP/IP-Schnittstelle des TwinCAT-Systems hat (hier: ) Bitte beachten Sie, dass die beiden oben beschriebenen Methoden nur funktionieren, wenn das TwinCAT-System und der PC, auf dem MOVITOOLS MotionStudio läuft, mit dem gleichen Ethernet-Subnetz verbunden sind (nicht über weiteren Gateways oder Router)! Mit dem PING-Befehl in der DOS-Box des Engineering-PCs überprüfen Sie, ob der Kommunikationspfad zum EtherCAT-Mailbox-Gateway korrekt eingerichtet ist: In diesem Beispiel: Ping Führen Sie dann in MOVITOOLS MotionStudio einen Online-Scan durch. Auf SEW-Antriebe, die mit SBus am DFE24B-Gateway angeschlossen sind, kann ebenso von MOVITOOLS MotionStudio über den EtherCAT-Master zugegriffen werden.

49 8 Notizen 49

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52 Antriebstechnik \ Antriebsautomatisierung \ Systemintegration \ Services Wie man die Welt bewegt Ad_02060 SEW-EURODRIVE Driving the world SEW-EURODRIVE GmbH & Co KG Postfach D Bruchsal Telefon Fax sew@sew-eurodrive.de j