Elektro-magnetische Winkelcodierer Modellreihe TRX 50 MULTITOUR

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1 Elektro-magnetische Winkelcodierer Modellreihe TRX 50 MULTITOUR TRX QD 01 / 2017 Kompakte und robuste usführung für Maschinen und nlagen, besonders für Baumaschinen, Unterwassergeräte und Maschinen zur Lebensmittelverarbeitung Mit absolutem Multitourgetriebe Digitale oder analoge chnittstellen uflösungen: bis 4096 chritte / 360 () 13 Bit (Option) Messbereich: max Umdrehungen Gehäuse: luminium oder Edelstahl (1.4305/ ) Zwei-Kammersystem zur Trennung von Rotor und Elektronik chutzarten: IP 66 oder IP 69K (Option) rbeitstemperaturbereich: - 40 C bis + 85 C Option: TR/ mit Copen afety Protokoll (Ci D 304, Version 1.01) Redundante ysteme (TRE, TR) IL2 (IEC 61508) ufbau Robustes Gehäuse (Wandstärken 5 mm) aus luminium oder nicht-rostendem tahl - Welle und Kugellager mit Wellendichtring - Rotor mit Welle, Getriebe und Permanentmagneten in Vorkammer gelagert - ensorschaltung bestehend aus ICs mit Hall- Elementen und chnittstellen-elektronik in geschlossener Hauptkammer untergebracht - Erfassung der Umdrehungen durch absolutes Multitourgetriebe - Für chutzart IP 69K ist das Gehäuse zusätzlich vergossen - Elektrische nschlüsse über tecker M12x1 oder Kabel (offene Kabelenden). Elektrische chnittstellen Modell TRE 50: ynchron-serielles Interface I (eite 2) Modell TR 50: Copen (eite 3) Modell TR 50/: Copen afety, Datenblatt TR Modell TR 50: nalog (eite 4) nschlussbelegungen werden mit den Geräten geliefert. Mechanische Daten für alle Modelle Betriebsdrehzahl: min -1 max. (Option bis min -1 ) Winkelbeschleunigung: 10 5 rad/s² max. Trägheitsmoment (Rotor): 20 gcm² Betriebsdrehmoment: 8 cm (bei Drehzahl 500 min -1 ) nlaufdrehmoment: 4 cm Zul. Wellenbelastung: 250 axial 250 radial Lagerlebensdauer: 10 9 Umdrehungen Masse: ca. 0,5 kg Maße, Werkstoffe und Zubehör: eite 6 Elektrische Daten für alle Modelle ensorsystem: isch Genauigkeit / 360 TR: ± 0,1 % TRE: ± 0,2 % TR: ± 0,25 % Reproduzierbarkeit: ± 0,02 % (bezogen auf 360 ) Temperaturdrift: <0,1 % (bezogen auf 360 über den gesamten Temperaturbereich) für analoge Modelle gilt <0,01 %/ K EMV-ormen: DI E Immission (Burst/ED/usw.) DI E Emission Umgebungsdaten für alle Modelle rbeitstemperaturbereich: - 40 C bis + 85 C Lagertemperaturbereich: - 20 C bis + 60 C (bedingt durch Verpackung) Widerstandsfähigkeit: gegen chock: 500 m/s² ; 11 ms DI E gegen Vibration: 500 m/s² ; 10 Hz Hz DI E chutzarten TRX 50: IP 66 IP 69K gehäuseseitig (Option) (DI E 60529) TWK-ELEKTROIK GmbH PB D Düsseldorf Tel.: +49/211/ Fax: +49/211/ info@twk.de

2 Elektro-magnetische Multitour-Winkelcodierer Modell TRE 50 Modell TRE 50: ynchron erielles Interface - / Umdrehungen Funktion Die im Winkelcodierer vorliegende absolute Winkelinformation wird seriell und synchron zu einem Takt an eine Empfangselektronik übertragen. Wesentliche Vorteile sind die geringe nzahl von Datenleitungen und eine sehr hohe törsicherheit (Eine ausführliche Beschreibung der I-chnittstelle enthält die TWK-Druckschrift I 10630). Maximale Datenraten Die Datenrate ist durch folgende Größen begrenzt: Bis ca. 40 m Taktfrequenz max. 1 MHz Zwischen 40 m und 150 m Verzögerung der Gesamtelektronik: t GV = t C + 2t K + t E t GV : Gesamtverzögerungszeit t C : Verzögerungszeit der Codiererelektronik (hier z.b. 300 ns) t K : Verzögerungszeit des Kabels (abhängig von Kabellänge und - typ. Verzögerungszeit z.b. 6,5 ns/m) t E : Verzögerungszeit der Empfangselektronik (z.b. 150 ns) Mit einem icherheitsabstand von 50 ns zwischen der Periodendauer des Taktes t T und der Gesamtverzögerungszeit t GV ergibt sich: t T = t GV + 50 ns = 500 ns + 2t K Bei der Berechnung der max. Taktfrequenz gilt folgender Zusammenhang: f max. = 1 / t T b 150 m nach R 422 pezifikation o erhält man z.b. mit den oben genannten Werten die nebenstehende Grenzwertkurve. Frequenz (khz) Elektrische Daten Betriebsspannungs VDC bis + 28 VDC bereich: Betriebsstrom: 30 m typ. / 90 m max. uflösung: 4096 chritte / 360 <) - () (13 Bit Option) Messbereich: 4096 Umdrehungen usgabecode: Referenzwert. Codeverlauf: 20. I Frequenz Leitungslänge in Meter Binär (Gray optional) ull setzen über Eingangsschaltung E1 (eite 5) andere Werte optional CW oder CCW einstellbar über Eingangsschaltung E1 (eite 5) usgang seriell I: Differential-Datenausgang (R 422) Takteingang I: Differential-Dateneingang über Optokoppler (R 422) Monoflopzeit: 16 ± 10 µs (tandard) Taktrate: max. 1 MHz Prinzipschaltbild IE - COIE ignal IE - COIE ignal Multiturn ingelturn Controller chnittstellen-profil I - 25 Bit / Binär (Beispiel: 4096 chritte / Umdrehungen) FPG + V clock + clock - data + data - - V (0 V) code sense set input Bestellbezeichnung TRE R 4096 E 01 Elektrische und mechanische Varianten* E = I Elektrische nschlüsse = Gerätestecker M12x1** K = Kabel 1m** Messbereich / Umdrehungen R = Binär G = Gray (optional) uflösung 4096 chritte / 360 Gehäusematerial = Edelstahl** = luminium** = ynchroflansch Bauform ø 50 mm Modellreihe: TRE mit I-usgang * Die Grundausführungen laut Datenblatt tragen die ummer 01. bweichungen werden mit einer Varianten-ummer gekennzeichnet und werksseitig dokumentiert. ** luminium-gehäuse mit tecker M12x1 (8-polig), Edelstahlgehäuse mit Kabel 1m und D-ub-tecker ohne Haube (für Prüfzwecke). TRX QD / eite 2

3 Elektro-magnetische Multitour-Winkelcodierer Modell TR 50 Modell TR 50: Copen - / Umdrehungen Funktion Ein C-Controller am usgang ermöglicht die Einbindung in das Copen-etz. ach Copen pplication Layer and Communication Profile, Ci Draft tandard 301, Version 4.1 und nach Device Profile for Encoders Ci Draft tandard Proposal 406 Version 3.0 und Copen Layer setting ervices and Protocol (L), Ci DP 305. Betriebsspannungsbereich: + 9 VDC bis + 36 VDC Leistungsaufnahme: < 1 W Einschaltstrom: < 200 m uflösung: 4096 chritte / 360 <) - () (13 Bit Option) Messbereich: 4096 Umdrehungen usgabecode: Binär Codeverlauf: CW / CCW - parametrierbar Referenzwert: 0 - (Gesamtschrittzahl-1) C-Interface: nach IO/DI dresseinstellung: über LMT / L oder DO bschlusswiderstand: separat zu realisieren Max.Übertragungslänge: 200 m* * Keine galvanische Trennung zwischen Versorgungsspannung und Busleitungen (siehe auch Ci D301). Prinzipschaltbild IE - COIE ignal IE - COIE ignal Multiturn ingelturn Controller C-Controller PC 82C250 Busanschaltung nach IO / DI C_H * 120 C_L * Copen- Teilnehmer C-Bus Codierer TR 50 C_H C_L bschlusswiderstand C + C - C GD hield + V - V creening 120 * MT Master: no MT-lave: yes Maximum Boot up: no Minimum Boot up: yes COB ID Distribution: Default, DO ode ID Distribution: via Index 2000 oder L o of PDOs: 2 Tx PDO-Modes: sync, async, cyclic, acyclic Variables PDO-Mapping: no Emergency Message: yes Heartbeat: yes o. of DOs: 1 Rx / 1 Tx Device Profile: Ci DP 406 Version 3.0 Im nwenderhandbuch TX werden die Details des Profils ausführlich beschrieben. Bestellbezeichnung TR R 4096 C2 01 Elektrische und mechanische Varianten* = Copen Elektrische nschlüsse = Gerätestecker M12x1** K = Kabel 1m** Profil: C2 = Copen nach Ci, D 406 Revision 3.0 Messbereich in Umdrehungen R = Binär uflösung 4096 chritte / 360 Gehäusematerial = luminium** = Edelstahl** = ynchroflansch Bauform ø 50 mm Modellreihe: TR mit Copen-Interface * Die Grundausführungen laut Datenblatt tragen die ummer 01. bweichungen werden mit einer Varianten-ummer gekennzeichnet und werksseitig dokumentiert. ** luminium-gehäuse mit tecker M12x1 (8-polig, optional 5-polig), Edelstahlgehäuse mit Kabel 1m und D-ub-tecker ohne Haube (für Prüfzwecke). Copen afety siehe Datenblatt TR Datenprofile Copen PDO 1 / PDO 2 Data Byte 0 Data Byte 1 Data Byte 2 Data Byte LB MB 24 Bit data positions TRX QD / eite 3

4 Elektro-magnetischer Multitour-Winkelcodierer Modell TR 50 Modell TR 50: nalog-usgänge 0-20 m, 4-20 m, 0-10 VDC oder ±10 VDC, maximal 4096 Umdrehungen Funktion Das kontaktlose elektro-magnetische ensorsystem wird durch einen 12-Bit D/ Wandler erweitert, so dass die Messgröße als analoges ignal von 0 (4) bis 20 m, 0 bis 10 VDC oder ± 10 VDC zur Verfügung steht. Elektrische Daten n ensorsystem: IC mit Hall-Elementen n Betriebsspannung: 18 bis 28 VDC (usgang:,b,c) ± 13 bis ± 16 VDC (usgang D) n tromaufnahme: 80 m typ. / 100 m max. n uflösung: 4096 chritte / 360 <) - () n Messbereich: bis 4096 x 360 <) Default-Einstellung 3600 <) n D/-Wandler: n Codeverlauf: einstellbar (CW oder CCW) n Presetwert: Messbereichsmitte optional andere Werte Elektrische usgangsdaten n tromausgang : 0 bis 20 m B: 4 bis 20 m Genauigkeit: ± 50 µ Lastwiderstand (Bürde): Ω (UB = VDC) n pannungsausgang C: 0 bis 10 VDC Genauigkeit: bei 0 V mv bei10 V ± 25 mv n usgangsstrom: max. 5 m (kurzschlussfest) entspr. Lastwiderstand 2 kω n pannungsausgang D: ± 10 VDC Genauigkeit: bei 0 V ± 25 mv bei 10 V ± 50 mv n usgangsstrom: max. 5 m (kurzschlussfest) entspr. Lastwiderstand 2 kω Einstellung des Messbereiches Der Drehgeber verfügt über einen maximalen Messbereich von (4096 Umdrehungen). tandardmäßig ist der Messbereich auf 3600 also 10 Umdrehungen eingestellt. Es können vom tandard abweichende Messbereiche voreingestellt bestellt werden. Dafür ist der gewünschte Messbereich in der Bestellbezeichnung anzugeben. Mit den MFPs (siehe unten) können die voreingestellten Messbereiche kundenseitig angepasst werden. ußerhalb des Messbereiches erhält die Kennlinie bis zur 4096-ten Umdrehung einen symmetrisch aufgeteilten Over- und Underflow (siehe Kennlinie). uf nfrage sind Lösungen z. B. ohne Overund Underflow oder beliebige onderkennlinien möglich. Kennlinie: Messbereich bzw. 300 Umdrehungen als Beispiel (usgang B) 20 m 4 m 0 0 Messbereich Overflow Underflow Umdr. Hinweis: Falls durch Verdrehung der ensorwelle der Messbereich nicht direkt wiedergefunden wird (da sich das ensorsystem im Over- oder Underflowbereich befindet) kann der Drehgeber mit Hilfe der MFPs gepresettet werden. Der Drehgeber springt dadurch in die Messbereichsmitte. Bestellbezeichnung TR W B 01 Elektrische und mechanische Varianten* usgangssignale: = 0-20 m B = 4-20 m C = 0-10 VDC D = ±10 VDC Elektrische nschlüsse = Gerätestecker M12x1** K = Kabel 1 m ignalverlauf W = CW C = CCW Messbereich 3600 <) Gehäusematerial = luminium** = Edelstahl** = ynchroflansch Bauform ø 50 mm Modellreihe: TR mit nalogausgang * Die Grundausführungen (tandard) laut Datenblatt tragen die ummer 01. bweichungen werden mit einer Varianten-ummer gekennzeichnet und werksseitig dokumentiert. ** luminium-gehäuse mit tecker M12x1 (8-polig), Edelstahlgehäuse mit Kabel 1m und D-ub- tecker ohne Haube (für Prüfzwecke). TRX QD / eite 4

5 Elektro-magnetischer Multitour-Winkelcodierer Modell TR 50 Einstellmöglichkeit über Multifunktionspins Die Parameter Coderichtung, ullpunkt, Endwert, Presetwert und das etzen der Defaultwerte können vom nwender entsprechend den Gegebenheiten am Einsatzort eingestellt werden. Hierzu sind die zwei Multifunktionseingänge vorgesehen. Die Eingangsschaltung für die MFPs ist die E1. Werkseitig erfolgt die Grundeinstellung mit den Defaultwerten für einen Messbereich von 0 bis 3600 <) bei einem ignalverlauf CW, d.h. usgangssignal zunehmend bei Drehung der Welle im Uhrzeigersinn mit Blick auf das freie Wellende. Der Presetwert ist auf Messbereichsmitte eingestellt. ndere Werte können vom Werk realisiert werden. Hinweis: ufgrund des Funktionsumfanges (> 4 bei 2 MFPs) sind die Timingdiagramme für die MFP-Einstellungen zu beachten und sequentiell abzuarbeiten (siehe unten). Über die Funktion "Defaultwert setzen" kommt man in den usgangszustand zurück. Tabelle für Multifunktionseingänge (MFP) Funktion MFP 0 MFP 1 ullpunkt setzen 1 0 Pin MFP 0 für die Dauer von 1 s auf logisch Eins setzen. Endwert setzen 0 1 Pin MFP 1 für die Dauer von 1 s auf logisch Eins setzen. Defaultwert setzen 1 1 Änderung der Coderichtung CW/ CCW Presetwert setzen (Messbereichsmitte) 1 0 ormaler Betrieb 0 0 Gleichzeitig Pins MFP 0 und MFP 1 für die Dauer von 1 s auf logisch Eins setzen. Werkseinstellung ist wiederhergestellt. chtung: bei gleicher Wellenposition PI MFP 0 für die Dauer von 1,5 s auf logisch Eins halten. ach einer Pause von Mindestens 0,5 s PI MFP 1 für die Dauer von 1,5 s auf logisch Eins halten. chtung: bei gleicher Wellenposition PI MFP 0 für die Dauer von 1,5 s auf logisch Eins halten. ach einer Pause von Mindestens 0,5 s PI MFP 0 für die Dauer von 1,5 s auf logisch Eins halten. Für eine einfache Programmierung des TR ist das nalog-handprogrammiergerät Modell PM-05 (siehe Datenblatt PM 11443) vorgesehen. Prinzipschaltbild Eingangsschaltung für Multifunktionspins (MFP) Input E1 active "high" IE - COIE ignal Multiturn IE - COIE ignal ingleturn Controller Controller with analogue output D + V + I O / VO (output) - I (0 V) (common) mfp 0 mfp 1 creening I i V i Log 0 < 5 V or not connected Log 1 = Vs E1 specification Timing-Diagramme für die MFP - Einstellungen E1 1. MFP 0 oder MFP 1 einmal setzen ullpunkt setzen (MFP 0) Endwert setzen (MFP 1) Logisch 1 usgangsschaltungen Output = 0-20 m R = kω L Output C Vo = V max. = 5 m R = 2 k Ω min D 0-20 m RL D Vo 0-10 V Output B = 4-20 m R = kω L Output D Vo = V max = 5 m R = 2 kω min D R L 4-20 m D ±10 V RL Logisch 0 Logisch 0 t > 1 s 2. MFP 0 und/ oder MFP 1 zweimal setzen bei gleicher Wellenposition Presetwert setzen (MFP 0) Änderung der Coderichtung (MFP 0 / MFP 1) Logisch 0 Logisch 1 Logisch 1 t > 1 s Logisch 0 t > 1 s t > 0,5 s ohne Positionsänderung 3. MFP 0 und MFP 1 gleichzeitig setzen Zeitdifferenz zwischen MFP 0 und MFP 1 0,25 s. Logisch 0 TRX QD / eite 5

6 Elektro-magnetische Multitour-Winkelcodierer Modelle TRX 50 Maße in mm Gehäuse aus luminium mit Gehäusestecker M12x1 (Version ) 20 +0,2-0,5 64 ±0, , ,1-0,3 ø ø47 ø30 f7 11 ø12 f M5x9 Wellendichtring Gegenstecker, gerade, erie M12x1 (getrennt zu bestellen) ca ±0,1 Modell Polzahl Gehäusewerkstoff K Ø (mm) Kunststoff 1) Metall 2) TRE 50 8 TK 8G 53 TK 8G TR 50 8 TK 8G 53 TK 8G (5) 3) (TK 5G 55) (TK 5G 56) (4-6) TR 50 8 TK 8G 53 TK 8G ) chirmung am Pin 2) chirmung am Gehäuse 3) optional Gehäuse aus Edelstahl mit Kabelverschraubung (Version ) 20 ±0,5 1, ±0,8 120 M5x9 Verwendete Werkstoffe 50-0,1-0,3 O O47 Gehäuse aus Edelstahl: / Gehäuse aus luminium: lmgi1 Welle aus Edelstahl: Gehäusedeckel: Polyamid Kabelverschraubung: Wellendichtring: BR Dichtringe: BR O30 f7 11 O12 f7 15 ca. 49 offene Litzenenden 75 Litzenlänge Wellendichtring 40 ±0,1 Kabellänge 1 m Befestigungsklammern der erie KL 66-2 Oldham-Kupplung 416/12 Faltenbalg-Kupplung BKK 32/12 Teilkreisdurchmesser : Material: Erforderliche chrauben: (jeweils 3 tück erforderlich) ,5 mm Ms vernickelt M4 enkkopf mit Innensechskant DI , enkung DI 74 Bm (siehe Datenblatt BKK 11840) ø14.5 ø (luminium / Kunststoff) (Edelstahl rostfrei, ) uf der ntriebsseite sind die Kupplungen auch mit Bohrungen für andere Wellendurchmesser lieferbar. TRX QD / eite 6