Manuale di Installazione IMC-A - ABB Group · Web viewOltre al Manuale di Installazione, è...

ABB Sace ABB AC Brushless ServodrivesServo azionamenti IMC

Manuale di Installazione IMC-A

ABB AC Brushless ServodrivesServo azionamenti IMC

Manuale di Installazione

MANIU22.0605 I

VALIDITA’: 31.05.2006 SOSTITUISCE: Nessuno

Istruzioni di sicurezza

Introduzione Questo capitolo stabilisce le istruzioni di sicurezza da osservare durante la configurazione dei Convertitori IMC. Il materiale contenuto in questo capitolo ed in questo manuale deve essere accuratamente studiato prima di provare o eseguire qualunque operazione su o con i convertitori.

Attenzione e Note Questo manuale distingue due tipi di istruzioni di sicurezza. “ATTENZIONE” è l’equivalente inglese di WARNING ed è usato per richiamare l’attenzione su situazioni che possono portare a gravi condizioni di errore, danni fisici e morte. Le note sono usate per richiamare l’attenzione del lettore o fornire ulteriori informazioni utili sull’argomento trattato. Le note sono meno critiche dei richiami indicati con “ATTENZIONE”, ma non dovrebbero essere trascurate.

ATTENZIONE Il lettore è informato di situazioni che possono provocare gravi danni fisici e/o gravi danni alle apparecchiature con i seguenti simboli:

ATTENZIONE! Tensione Pericolosa: avverte di situazioni in cui è presente un livello di tensione che può provocare danni fisici e/o danni alle apparecchiature. Il testo accanto al simbolo spiega come evitare il pericolo di danno.

ATTENZIONE! Pericolo Generico: avverte di situazioni che possono provocare danni fisici e/o danni alle apparecchiature ma per cause non elettriche. Il testo accanto al simbolo spiega come evitare il pericolo.

ATTENZIONE! Scarica Elettrostatica: avverte di situazioni in cui una scarica elettrostatica può danneggiare le apparecchiature. Il testo accanto al simbolo spiega come evitare il pericolo.

Note Il lettore è richiamato a porre particolare attenzione o esaminare le ulteriori informazioni disponibili sull’argomento con i seguenti simboli:

AVVERTIMENTO! Corrisponde all’inglese “Caution” ed ha lo scopo di richiamare l’attenzione su una determinata questione.

Nota. Nota. Fornisce o mette in rilievo ulteriori informazioni sull’argomento.

Trascurare queste indicazioni può provocare danni fisici e morte.

Manuale di Installazione IMC-A - MANIU22.0605 I iii

Instruzioni di Sicurezza

Istruzioni Generali di Sicurezza

ATTENZIONE! Solo personale qualificato e con un’adeguata esperienza su azionamenti è autorizzato ad effettuare le operazioni di installazione e messa in servizio dei Convertitori IMC.

ATTENZIONE! Per nessuna ragione alcuna persona deve accedere alla parte interna del convertitore o ai terminali del servomotore prima che siano trascorsi almeno cinque minuti dall'interruzione dell'alimentazione.Tensioni potenzialmente letali sono presenti sul circuito intermedio c.c. e sui circuiti associati.

ATTENZIONE! L’installazione deve essere effettuata in conformità alle Direttive Europee CEE 89/336 and CEE 72/23.

ATTENZIONE! Il costruttore della macchina che installa il convertitore deve prevedere e realizzare apposite funzioni di protezione aggiuntive per evitare danni alle persone e alle apparecchiature durante il servizio della macchina.

Altre istruzioni di sicurezza, “Attenzione” e “Nota.” sono riportati lungo il testo.

iv Manuale di Installazione IMC-A - MANIU22.0605 I

Sommario

Istruzioni di sicurezza...................................................................................................i i iIntroduzione.........................................................................................................................i i iAttenzione e Note...............................................................................................................i i i

ATTENZIONE....................................................................................................................i i iNote.....................................................................................................................................i i i

Istruzioni General i di Sicurezza.....................................................................................iv

Sommario..............................................................................................................................v

Capitolo 1 – Introduzione al Manuale ....................................................................1-1Introduzione.......................................................................................................................1-1Descrizione generale ......................................................................................................1-1Standard di r i ferimento ..................................................................................................1-3

Marcatura “CE”..............................................................................................................1-3Cert i f icazione “UL”.......................................................................................................1-3

Capitolo 2 – Specifiche tecniche.............................................................................2-1Introduzione.......................................................................................................................2-1IMC-A-E..............................................................................................................................2-1

Dati nominali ..................................................................................................................2-1IMC-A-M..............................................................................................................................2-2

Dati nominali ..................................................................................................................2-2Specif iche di control lo ................................................................................................2-3

Schema a blocchi.............................................................................................................2-8Protezioni principali ........................................................................................................2-9

Capitolo 3 – Installazione meccanica ....................................................................3-1Introduzione.......................................................................................................................3-1Dimensioni .........................................................................................................................3-1

IMC-A-E...........................................................................................................................3-1IMC-A-M03......................................................................................................................3-1IMC-A-M07......................................................................................................................3-2IMC-A-M10, IMC-A-M15 e IMC-A-M20...................................................................3-2

Istruzioni di montaggio ...................................................................................................3-3IMC-A-E...........................................................................................................................3-3IMC-A-M03......................................................................................................................3-3IMC-A-M07......................................................................................................................3-3IMC-A-M10, IMC-A-M15 e IMC-A-M20...................................................................3-3Montaggio in Armadio Elettr ico................................................................................3-4

IMC-A-E........................................................................................................................3-4IMC-A-M03..................................................................................................................3-4IMC-A-M07..................................................................................................................3-4IMC-A-M10, IMC-A-M15 e IMC-A-M20................................................................3-5

Resistenze di frenatura..................................................................................................3-5

Manuale di Installazione IMC-A - MANIU22.0605 I v

Sommario

Capitolo 4 – Collegamenti ..........................................................................................4-1Introduzione.......................................................................................................................4-1Col legamenti .....................................................................................................................4-1

Col legamenti resolver .................................................................................................4-1Col legamenti I /O ed Uscita Emulazione Encoder ...............................................4-2

Specif iche degl i ingressi analogici ......................................................................4-3Specif iche degl i ingressi digital i ...........................................................................4-3Specif iche del l ’uscita relè “AOK” .........................................................................4-3Specif iche del le uscite encoder ............................................................................4-4Specif iche del le uscite analogiche ......................................................................4-4

Col legamenti ingresso encoder ................................................................................4-5Encoder TTL incrementale & HES........................................................................4-5Encoder SinCos incrementale & HES.................................................................4-7Encoder SinCos Assoluto Monogiro ....................................................................4-8

Col legamento seriale ...................................................................................................4-9Cavo di comunicazione seriale .............................................................................4-9

Col legamenti al imentazione ausil iar ia ...................................................................4-9Connessioni di Potenza............................................................................................4-10

Capitolo 5 – Installazione elettrica .........................................................................5-1Introduzione.......................................................................................................................5-1Schemi di col legamento.................................................................................................5-1

IMC-A-E...........................................................................................................................5-1IMC-A-M..........................................................................................................................5-2

Batteria di r iserva per l ’al imentazione ausi l iaria ....................................................5-3Appl icazione mult iasse..................................................................................................5-3Cablaggi.............................................................................................................................5-4

Cablaggi e Messa a terra...........................................................................................5-4Col legamento del lo schermo.....................................................................................5-5Vista del col legamento di IMC-A-10, IMC-A-M15 e IMC-A-M20 .....................5-6Cavo motore, revolver ed encoder ..........................................................................5-7Comandi in ingresso e cavo di collegamento seriale ........................................5-8Cavi di connessione della Resistenza di Frenatura ...........................................5-8

Requisi t i e conformità agl i standard UL....................................................................5-9Col legamenti t ramite presa Faston .........................................................................5-9Al imentazione 24 VDC................................................................................................5-9Al imentazione Principale e scelta dei fusibi l i UL ................................................5-9Schemi di col legamento con fusibi l i UL di protezione ....................................5-10

IMC-A-E Conforme UL...........................................................................................5-10IMC-A-M Conforme UL..........................................................................................5-11

Appl icazione mult iasse conforme UL...................................................................5-12

Capitolo 6 – Messa in servizio.................................................................................6-1Introduzione.......................................................................................................................6-1Software per l ’ Impostazione Parametr i .....................................................................6-1Configurazione Standard del Convert i tore ...............................................................6-1Prima Accensione............................................................................................................6-2

Molto Importante...........................................................................................................6-2Accendere l ’al imentazione 24 VDC.........................................................................6-2Accendere l ’al imentazione principale .....................................................................6-3

Messa in servizio e Taratura del l ’azionamento ......................................................6-4Comunicazione via Col legamento Seriale .............................................................6-4

vi Manuale di Installazione IMC-A - MANIU22.0605 I

Sommario

Configurazione del Sensore di Retroazione .........................................................6-5Regolazione del Converti tore ...................................................................................6-6Regolazione Parametri per un Motore Lineare ....................................................6-7Regolazione del l ’Anello di Velocità con Carico Vert icale ................................6-8Salvataggio dei parametr i del Converti tore ..........................................................6-8Fasatura del Motore con al imentazione att iva .....................................................6-9Appl icazione con Emulazione del Motore Passo- Passo ...............................6-10Appl icazione Asse Elettr ico....................................................................................6-11

Capitolo 7 – Ricerca guasti .......................................................................................7-1Introduzione.......................................................................................................................7-1Errori ....................................................................................................................................7-1

Errore di Sistema..........................................................................................................7-1Errore “BUSY”...............................................................................................................7-1Errore “EEPROM”.........................................................................................................7-2Errore “°C Motor” ..........................................................................................................7-2Errore “UNDERVOLT.” (non-memorizzato) ...........................................................7-3Errore “POWER STAGE”............................................................................................7-3Errore “FEEDBACK” nella Configurazione Retroazione Resolver .................7-4Errore “RDC” nella Configurazione Retroazione Resolver ..............................7-4Errore “FEEDBACK” nella Configurazione Retroazione Encoder ..................7-4Errore “COUNTING” nel la Configurazione Retroazione Encoder ...................7-5

Encoder TTL Incrementale.....................................................................................7-5Encoder SinCos.........................................................................................................7-7

Errore “HES”..................................................................................................................7-8Errore “I2T”.....................................................................................................................7-9Errore “Following”........................................................................................................7-9

Servo Azionamento in modalità SPEED MODE (“P”, “PI”, “PI²”) ................7-9Servo Azionamento in modalità POSITION MODE..........................................7-9

Problemi Operat ivi ........................................................................................................7-10Il motore non si muove.............................................................................................7-10Il motore è al imentato, ma non dà coppia ..........................................................7-10Albero bloccato, osci l lazioni i rregolari, o rotazione a velocità massima . .7-10Rotazione Discontinua del Motore con interval l i a coppia nulla ..................7-10Deriva del Motore con comando analogico di velocità pari a zero .............7-10Rumorosità del motore al lo stal lo .........................................................................7-11Rumorosità del motore in moto ed al lo stal lo ....................................................7-11Diff icol tà di Control lo del la Posizione da CN....................................................7-11

Assistenza e Manutenzione........................................................................................7-12Manutenzione..............................................................................................................7-12Servizio Client i ............................................................................................................7-12

Appendice A – Regolazioni Varie ...........................................................................A-1Posizionamento dei modul i ...........................................................................................A-1

Schema montaggio componenti interni ..................................................................A-1Adattamento a Vari Tipi di Resolver ..........................................................................A-1Adattamento a Vari Tipi di Motore .............................................................................A-2

Sensore Termico di Motore.......................................................................................A-2Protezione I 2 t .................................................................................................................A-3

Limitazione di corrente in “Fusing mode” ..........................................................A-3Limitazione di corrente in “Limit ing mode” ........................................................A-4

Protezione sui Conteggi Encoder ............................................................................A-5Protezione sul l ’Errore di Posizione........................................................................A-6

Manuale di Installazione IMC-A - MANIU22.0605 I vii

Sommario

Util izzo degl i Ingressi di Fine Corsa “FC” ................................................................A-7Uti l izzo del l ’ Ingresso “CV0” .........................................................................................A-7Uti l izzo del l ’Uscita “AOK”.............................................................................................A-7Uti l izzo del l ’ Ingresso di “RESET” ...............................................................................A-8Uti l izzo del l ’ Ingresso “ENABLE” .................................................................................A-8Uti l izzo del l ’Uscita “BRAKE”........................................................................................A-8Uscite Encoder Incrementale.......................................................................................A-9Uti l izzo del l ’ Ingresso “External Current Limitat ion” ............................................A-10Indir izzamento del Converti tore mediante RS232 ...............................................A-10Indir izzamento del Converti tore mediante RS422 ...............................................A-11Compensazione della Coppia di Cogging ..............................................................A-12Sistema di Retroazione di Potenza mediante Resistenza di Frenatura .......A-14Codif ica dei convert i tor i ..............................................................................................A-15

viii Manuale di Installazione IMC-A - MANIU22.0605 I

Capitolo 1 – Introduzione al Manuale

Introduzione Questo Manuale di Installazione IMC-A fa parte del pacchetto di manuali MANIU22.0605 I dei Servo azionamenti IMC, fornito da ABB Sace S.p.a. Il contenuto del presente manuale deve essere studiato prima di intraprendere qualsiasi attività su o con le apparecchiature.

I Servo azionamenti IMC sono servo amplificatori PWM digitali per il controllo di velocità di servomotori brushless AC sinusoidali equipaggiati con un sensore di posizione.

I Servo azionamenti IMC-A sono disponibili in versione monoasse indipendente (single-axis stand-alone), comprensivi di filtri di rete; possono essere forniti in due versioni di alimentazione a 230 VAC oppure a 400/480 VAC.

Oltre al Manuale di Installazione, è disponibile anche il manuale del software di programmazione ABB AC BRUSHLESS SERVODRIVES VISUAL SETUP.

Descrizione generale

Il Servo Convertitore IMC-A controlla la coppia del motore e la velocità per mezzo delle informazioni ricevute da un sensore di posizione (revolver o encoder) ad alta risoluzione. La commutazione di corrente sinusoidale, basata su questo sensore di posizione ad alta risoluzione, offre un controllo di coppia e di forza molto omogeneo.

Il Servo Convertitore IMC-A può essere configurato per ricevere le retroazioni di vari tipi di sensori di posizione. La configurazione adeguata del sensore di posizione può essere selezionata dal software e salvata nel convertitore.

Con retroazione da sensore resolver, è disponibile il valore della posizione assoluta del motore su un giro completo ed il servomotore può essere abilitato immediatamente dopo l’accensione del convertitore.

Con retroazione da encoder SinCos assoluto monogiro, (Heidenhain ERN 1085 o compatibile), il servomotore può essere abilitato immediatamente dopo l’accensione del convertitore.

Se si dispone soltanto di un encoder incrementale, una procedura di fasatura del motore deve essere eseguita ad ogni accensione del convertitore prima di abilitare il motore.

Con retroazione da encoder incrementale + sensori ad effetto Hall (HES), la procedura di fasatura del motore non è più necessaria e il servomotore può essere abilitato immediatamente dopo l’accensione del convertitore.

Manuale di Installazione IMC-A - MANIU22.0605 I 1


Il comando analogico, di velocità o di coppia del motore, in ingresso è una tensione analogica (± 10V). Il monitoraggio della posizione del rotore è disponibile come due canali A e B in quadratura ed un impulso di zero per giro completo.

La risoluzione è programmabile. È possibile programmare tutti i valori compresi tra 64 e 16384 impulsi per giro completo (ppr), tenendo conto dei limiti di velocità del motore. Gli errori principali sono visualizzati sul pannello frontale del convertitore.

Tutti i parametri di comando sono programmabili tramite collegamento seriale RS-232 (o RS-422 opzionale) e salvati nella memoria EEPROM del convertitore. Le funzioni di auto-fasatura ed auto-taratura permettono una messa in servizio facile e veloce del convertitore.

I convertitori IMC-A hanno un convertitore DC/DC interno per fornire una tensione logica adeguata ai moduli. Un’alimentazione ausiliaria di 24VDC +/- 15% è generalmente disponibile su tutte le macchine ed è conforme ai requisiti di alimentazione ausiliaria 24 VDC del convertitore. L’alimentazione ausiliaria consente di mantenere attiva la logica del convertitore anche dopo aver spento l’alimentazione principale, e di mantenere la posizione senza dover inizializzare nuovamente la macchina. Una batteria di riserva da 24 VDC opportunamente inserita permette di mantenere la posizione anche dopo aver spento l’alimentazione ausiliaria di 24 VDC. Questo cablaggio può essere utilizzato per un funzionamento del tutto indipendente del convertitore IMC.

L’alimentazione principale dipende dal modello di convertitore:

IMC-A-E: alimentazione di rete monofase oppure trifase a 230 VAC tramite trasformatore o autotrasformatore, oppure trifase diretta da rete se si dispone di una rete trifase tra i 200 e 230 VAC.

IMC-A-M: alimentazione diretta da rete trifase da 400 a 480 VAC.

Un sistema “soft-start” sull’alimentazione limita l’assorbimento di corrente all’accensione.

Le dimensioni molto ridotte del convertitore IMC-A consentono un montaggio perfetto in armadietti profondi appena 300 mm, inclusi i connettori.

Il software VISUAL SETUP, conforme al sistema operativo WINDOWS®, permette di visualizzare e modificare facilmente tutti i parametri del convertitore. La messa in servizio dell’azionamento è semplice e veloce grazie alla funzione “oscilloscopio digitale” inclusa nel software.

2 Manuale di Installazione IMC-A - MANIU22.0605 I


Standard di riferimento

Marcatura “CE” I convertitori della serie IMC risultano conformi agli standard EMC riguardanti i servo meccanismi di potenza citati nello standard EN61800.3 a proposito di “servo azionamenti elettrici a velocità variabile”.

EN 55011, “Group 1, Class A”, riguardante le interferenze radio-elettriche condotte e irradiate;

EN 61000.1-2-3-4-5 riguardante l’immunità.

Standard da applicare ai componenti elettrici di macchine industriali: EN 60204.1.

I convertitori IMC hanno la marcatura “CE” dall’anno 2000.

Certificazione “UL” I convertitori IMC sono stati certificati “cULus” secondo le UL508C e UL840 per quanto riguarda l’isolamento.

Questo prodotto è stato valutato in base a:

la “Terza edizione” del UL508C, “Standard UL for Power Conversion Equipment”, del maggio 2002 per la certificazione “UL Listing” (USL).

il “CSA Standard for Industrial Control Equipment”, C22.2 N° 14-95, dell’agosto 1995 per la certificazione UL del Canada “Canadian UL Listing” (CNL). August 1995 for the Canadian UL Listing (CNL).

A condizione che l’installatore finale fornisca, come specificato a manuale, un’alimentazione isolata per l’ingresso ausiliario di 24 VDC protetto da un fusibile “UL Listed” da 4 A, la scheda di potenza rientra nella gamma dei circuiti a tensione/corrente limitata secondo la sezione 31.4 del UL508C. Di conseguenza, le distanze sulla scheda di potenza sono state valutate secondo UL 840, e non è necessario valutarle secondo la sezione 31.2 del UL508C.

Secondo i requisiti UL 840 (Seconda Edizione, del 20 maggio, 1993), le distanze sono limitate a 2.5 mm considerando un ambiente “pollution degree 2”.

La connessione a terra è fissata sul dispositivo tramite un rivetto, Avibulb masse, BN10-5168. Il connettore è conforme alle dimensioni standard stabilite nella tabella 6.2 del UL 310, lo standard per morsetti elettrici “Quick Connect”.



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Capitolo 2 – Specifiche tecniche

Introduzione Questo capitolo contiene le specifiche tecniche dei Servo azionamenti IMC-A nel dettaglio.

IMC-A-E Le tabelle seguenti illustrano le specifiche tecniche dei Servo azionamenti IMC-A nella versione con alimentazione a 230 V.

Specifiche Tecniche IMC-A-E… Dati

Tensione di alimentazione principale di rete

230 VAC +10 % / -15 %Monofase oppure Trifase

50 - 60 Hz

Codice Prodotto IMC-A-E02 IMC-A-E05 IMC-A-E08

Taglia di corrente (nominale / di picco) 2/4 Arms 5/10 Arms 8/16 Arms

Tensione di alimentazione ausiliaria con isolamento galvanico

24 VDC +/- 15 % - 320 mA

Tensione di uscita fase-fase motore 200 Vrms

Sistema di frenatura integrato Resistenza esterna 100 Ohm / 100 W(UREP100100)

Resistenza minima 50 Ohm (UREP200050)

Induttanza minima tra le fasi 1 mH

Temperatura Ambiente Massima 40 °C

Dati nominali

Tipo diConvertitore

Corrente di uscita max. per

1 sec. +/- 5 %

Corrente nominale di uscita

Perdite

Corrente nominale

in ingresso(60 Hz)

Fusibili max. di

protezione per linea di

rete “RK5 listed”

Potenza di corto circuito sull’ali-menta-zione

principale

“UL Listed”

230 VAC 230 VAC 230 VAC (Bussman / Littelfuse)[Arms] [Arms] [W] [Arms]

IMC-A-E02 4.5 2.25 30 2.25 6 A 5 kA si

IMC-A-E05 10.5 5.25 55 5.25 6 A 5 kA si

IMC-A-E08 16.5 8.25 66 8.25 9 A 5 kA si


Capitolo 2 – Specifiche Tecniche

IMC-A-M Le tabelle seguenti illustrano le specifiche tecniche dei Servo azionamenti IMC-A nella versione con alimentazione di rete a 400 V.

Specifiche Tecniche IMC-A-M… Dati

Tensione di alimentazione principale di rete

Da 400 a 480 VAC +10% / -15%Sistema Trifase, TN oppure TT

con neutro messo a terra50 - 60 Hz

(la tensione fase/terra deve essere equilibrata)

Codice Prodotto IMC-A-M03 IMC-A-M07 IMC-A-M10 IMC-A-M15 IMC-A-M20

Taglia di corrente (nominale / di picco) 3/7 Arms

7/14 Arms

10/20 Arms

15/30 Arms

20/45 Arms

Tensione di alimentazione ausiliaria con isolamento galvanico

24 VDC +/- 15 % - 320 mA

Tensione di uscita fase-fase motore Da 380 a 460 Vrms a seconda della tensione di alimentazione principale

Sistema di frenatura integrato IMC-A-M03: Resistenza esterna 200 Ω / 100 W (UREP100200)

IMC-A-M07: Resistenza esterna 50 Ω / 200 W (UREP200050)

IMC-A-M10, IMC-A-M15 e IMC-A-M20:

Resistenza esterna 33 Ω / 280 W (UREP280033)

Induttanza minima tra le fasi 1 mH

Temperatura Ambiente Massima 40 °C

Dati nominali

Tipo diConvertitore

Corrente di uscita max. per

1 sec. +/- 5 %

Corrente nominale di uscita

Perdite

Corrente nominale

in ingresso(60 Hz)

Fusibili max. di

protezione per linea di

rete “RK5 listed”

Potenza di corto circuito sull’ali-menta-zione

principale

“UL Listed”

480 VAC 480 VAC 480 VAC (Bussman / Littelfuse)[Arms] [Arms] [W] [Arms]

IMC-A-M03 7.2 3.6 93 3.6 4 A 5 kA si

IMC-A-M07 14 7 200 7 8 A 5 kA si

IMC-A-M10 20 10 300 10 20 A 5 kA no1

IMC-A-M15 30 15 400 15 20 A 5 kA si

IMC-A-M20 45 20 560 20 20 A 5 kA si

1 In corso.



Specifiche di controllo

Specifiche di controllo Descrizione

Anelli di regolazione: corrente, velocità, posizione

Digitale

Filtro di rete sull’alimentazione principale

Integrato nel convertitore

Filtro di modo comune sull’alimentazione ausiliaria

Integrato nel convertitore

Sensore di posizione Opzioni selezionabili:

Resolver

Encoder assoluto monogiro (ERN1085 o compatibile)

Encoder incrementale (segnali SinCos o TTL)

Encoder incrementale + sensori ad effetto Hall

Protezioni dello stadio di potenza Vedere paragrafo Protezioni Principali.

Frequenza di commutazione PWM 8 kHz

Limitazione interna della corrente Imax: dal 20 % al 100 % e Inom: dal 20 % al 50 %

Durata Imax = 1 secondo

Limitazione corrente dall’esterno Limitazione da ingresso analogico “ILIM”: Da 0 a 10 V (risoluzione = 13 bit) Da 100 a 0 % della Imax di limitazione

interna

Polarità della limitazione selezionabile da software: Da 0 a 10 V (nessun limite per 0 Volt) Da 10 V a 0 V (nessun limite per 10 Volt)

Comando di velocità da ingresso analogico “CV”

±10 V, risoluzione = 14 bit

Range rampe di accel/decel. motore Tra 0 e 30 s da velocità zero a velocità massima

Regolatore di velocità e posizione - Periodo di campionamento= 0,5 ms

- Sistema “anti-wind-up” dell’integratore

- Filtro antirisonanza

- Guadagni digitali regolabii

Larghezza di banda dell’anello di velocità

Frequenza di taglio selezionabile per sfasamento di 45°: 50 Hz, 75 Hz oppure 100 Hz



Larghezza di banda dell’anello di corrente

Frequenza di taglio selezionabile per sfasamento di 45° : 1000 Hz

Velocità massima motore Regolabile da 100 rpm a 25000 rpm

Intervallo di velocità 1 : 8192 con 14 bit di risoluzione del commando di ingresso

Uscita posizione encoder Caratteristiche:

- Due canali A e B in quadratura con un impulso di zero per giro completo.

- Line Driver RS422.

- Risoluzione programmabile tra 64 ppr e 16384 ppr (secondo la velocità massima del motore)

- Precisione “Arc minute” = (8 + 5400 / Risoluzione)

Nota: Per valutare la precisione totale della posizione è necessario tenere in considerazione anche la precisione del resolver utilizzato.

Ingresso resolver Risoluzione: 65536 ppr (16 bit)

Frequenza di eccitazione: 8 kHz

Rapporto di trasformazione: da 0.3 a 0.5 (altri valori necessitano di un aggiustamento delle impostazioni di fabbrica)

Ingresso encoder Opzioni selezionabili da software:

o Segnali A & B in quadratura con impulso di zero Z Ricevitore di linea RS 422 Massima frequenza impulso: 1 MHzRisoluzione: da 500 a 106 ppr

o Encoder incrementale Sin/Cos Heidenhain 1Vcc modello Sin/Cos o compatibileMassima frequenza segnale: 200 kHzRisoluzione: da 500 a 106 pprFattore di interpolazione: 1024

o Encoder Sin/Cos assoluto monogiroHeidenhain ERN 1085 o compatibileMassima frequenza segnale: 200 kHz Risoluzione: da 2048 o 512 pprFattore di interpolazione: 1024

Ingresso “PULSE” e “DIRECTION” Riconfigurazione dell’ingresso encoder per emulazione motore stepper:

- Ricevitore di linea RS-422

- Frequenza massima impulso: 1 MHz

- Risoluzione: da 200 a 106 punti /giro completo



Ingresso sensori Hall Selezionabile da software: HES a 120° oppure 60° tensione di alimentazione: 5 V o 12 V rilevazione errore di sequenza HES

Ingressi logici o Abilita / Disabilita: “ENABLE”

o Fine corsa positivo: “FC+”

o Fine corsa negativo: “FC-”

o Comando di corrente: “CI”

o Comando di velocità zero / Comando di auto-fasatura: “CV0”

o “RESET” errori

Uscite logiche o Contatto relè: “AOK”Umax = 50 V, Imax = 100 mA, Pmax = 10 W“AOK”: chiuso se il convertitore è OK, aperto se è in errore

o Controllo freno motore: “BRAKE”Massimo 1.5 A con 24 VDC.Collettore aperto (open-collector) protetto da cortocircuiti.Il freno è controllato quando il motore è abilitato: ovvero con “ENABLE” attivo e nessun errore presente.

Uscita analogica Caratteristiche:

+/-10V, risoluzione: 8 bit, carico: 10 mA, linearità: 2%, Filtro passa basso: 170 Hz, Segnale d’uscita programmabile: Canale

1 dell’oscilloscopio digitale (corrente, velocità o posizione) o uscita “Phasing OK” (per encoder incrementali senza HES)

Visualizzazione errore LED sul pannello frontale e diagnostica attraverso il collegamento seriale.

Parametrizzazione Via collegamento seriale RS-232 di serie (RS-422 opzionale)

Funzioni automatiche Adattamento del convertitore al motore: auto-fasatura motore (AUTO-PHASING)

Taratura automatica dei guadagni del regolatore: (AUTO-TUNING)

Compensazione dell’offset sull’ingresso analogico (OFFSET COMPENSATION)



Conformità agli standard Marcatura CE

Schermo a “360°”, equipotenziale secondo le regole di cablaggio

Standard EMC:

- Immunità: EN 61000.4-2-3-4-5

- Interferenze condotte e radiate: EN 55011, “Group 1, Class A”

Standard elettrici per macchine industriali:

- EN 60204.1: - Isolamento: 1500 VAC / 1 min.

- Corrente di dispersione > 30 mA (filtri EMI)

Conformità agli standard Certificazione UL

Schermo “360°”, equipotenziale secondo le regole di cablaggio.

I convertitori della serie IMC sono state certificati “cULus” secondo la UL508C e la UL840 per quanto riguarda l’isolamento.

Questo prodotto è stato valutato in base a:

- “Terza Edizione” dello standard UL508C, “UL Standard for Power Conversion Equipment”, del Maggio 2002 per l’“UL Listing” (USL);

- CSA Standard for Industrial Control Equipment, C22.2 N° 14-95, dell’agosto 1995 per il “Canadian UL Listing” (CNL).

Temperatura Oltre i 40°C, i valori della corrente nominale devono essere ridotti del 3% per ogni °C in più.

Temperatura max.: 50°C

Magazzinaggio: da - 20°C a + 70°C

Esercizio: da 5°C a +40°C

Altitudine 1000 m

Umidità < 50 % a 40°C e < 90 % a 20°C: (standard EN 60204.1)

Condensa vietata (sia in deposito che in funzione)

Raffreddamento Aria forzata (ventola integrata nel convertitore IMC)

Verificare che la ventilazione sia libera da ostacoli superiori o inferiori alle prese d’aria.

Ambiente Telaio aperto (open-chassis) da montare in un alloggiamento che protegga l’azionamento dalla polvere conduttiva e dalla condensa (ambiente “pollution degree 2”)

Posizione di montaggio Verticale



Alloggiamento In armadio chiuso senza agenti conduttivi o corrosivi e nel rispetto dei requisiti di temperatura ambiente.

Condensa vietata.

Peso IMC-A-E: circa 1 kg

IMC-A-M03: circa 1.5 kg

IMC-A-M07: circa 3 kg

IMC-A-M10, IMC-A-M15 e IMC-A-M20: circa 4.8 kg



Schema a blocchi



Protezioni principali Le seguenti protezioni sono memorizzate nel servo azionamento.

PROTEZIONEERRORE

VISUALIZZATO

LED

Sovraccarico corrente nominale del convertitore (vedi Appendice A)

I2 t

Errore di retroazione della posizione (resolver o encoder) Feedback

Errore nella sequenza dei sensori Hall o interruzione del cavo; oppure, errore nel canale di commutazione dell’encoder assoluto monogiro

HES

Errore dello stadio di potenza Power stage

Errore conteggio impulsi encoder; oppure, errore di conversione posizione revolver

Counting / RDC

Caduta di tensione sull’alimentazione principale (errore non memorizzato)

Undervolt.

Sovratemperatura del motore °C motor

Errore di inseguimento di velocità o di posizione. Following error

Errore nella memoria parametri del convertitore. EEPROM

Errore di esecuzione procedura; oppure, errore di esecuzione in fase di inizializzazione

Busy

Alimentazione ausiliaria 24VDC fuori tolleranza: 19 V < 24 VDC < 29 V

24 V

Questo simbolo “” indica LED spento, e questo “” indica LED acceso.

L’errore “Power stage” include i seguenti errori:

- Sovratensione sull’alimentazione principale

- Protezione commutazione interna

- Cortocircuito tra le fasi del motore o tra fase motore e terra

- Sovratemperatura del convertitore (solo per IMC-A-M)

- Guasto del sistema di ventilazione

- Errore del controllo PWM

- Guasto alimentazione stadio di potenza

- Guasto del sistema di frenatura

Ulteriori dettagli dell’errore “Power stage” vengono visualizzati nel software VISUAL SETUP.



Tutti questi errori sono memorizzati nel convertitore tranne l’errore “UNDERVOLT.”

La cancellazione di un errore rilevato può avvenire in uno dei seguenti modi:

- per mezzo della funzione “RESET” nel software VISUAL SETUP;

- tramite l’ingresso “RESET” (pin 13 del connettore “X2”);

- spegnendo l’alimentazione principale del convertitore.

Tutti gli errori producono la disabilitazione del convertitore e, a parte l’errore “UNDERVOLT.”, provocano l’apertura del contatto relè “AOK”.

L’errore “UNDERVOLT.” può essere configurato nel software per aprire il contatto relè “AOK”.


Capitolo 3 – Installazione meccanica

Introduzione Questo capitolo illustra le istruzioni per l’installazione meccanica degli azionamenti IMC-A.

Dimensioni

IMC-A-E

IMC-A-M03


Capitolo 3 – Installazione Meccanica

IMC-A-M07

IMC-A-M10, IMC-A-M15 e IMC-A-M20



Istruzioni di montaggio

E’ obbligatorio il montaggio in verticale.

IMC-A-E IMC-A-M03

IMC-A-M07 IMC-A-M10, IMC-A-M15 e IMC-A-M20



Montaggio in Armadio Elettrico

IMC-A-E

IMC-A-M03

IMC-A-M07



IMC-A-M10, IMC-A-M15 e IMC-A-M20

Resistenze di frenatura

DIMENSIONE UREP200050, UREP100100 and UREP100200

UREP280033

A 157 mm 290 mm

B 145 mm 278 mm

C 52 mm 57 mm


Capitolo 4 – Collegamenti

Introduzione Questo capitolo fornisce una panoramica dei collegamenti dei servo azionamenti IMC-A.

Collegamenti I connettori del convertitore si trovano sia sul pannello frontale che sulla parte superiore dell’azionamento.

Collegamenti resolver Il connettore resolver “X1” è un sub-D 9-pin femmina. L’uscita pin del connettore resolver “X1” è illustrata nella tabella seguente.

Pin Funzione Descrizione

1 TC (sensore termico) Se l’interruttore termico è connesso a “X1”

2 TC (sensore termico) Se l’interruttore termico è connesso a “X1”

3 S3 (cos+) Segnale Resolver

4 S2 (sen+) Segnale Resolver

5 R1 (riferimento+) Segnale Resolver

6 Connessione schermo Se non ci sono connessioni a “360°” sul connettore

7 S1 (cos-) Segnale Resolver

8 S4 (sen-) Segnale Resolver

9 R2 (riferimento-) Segnale Resolver



Collegamenti I/O ed Uscita Emulazione

Encoder

Il connettore “X2” è dedicato ai comandi di ingresso/uscita, sia digitali che analogici, e ai segnali di uscita dell’emulazione encoder. E’ un connettore sub-D 25-pin femmina e l’uscita pin è illustrata di seguito.

Pin Funzione I / O Descrizione

1 FC+: Limit switch + I Fine corsa positivo. *

14 FC-: Limit switch - I Fine corsa negativo. *

24 Ref. inputs I Riferimento dell’alimentazione degli ingressi logici con isolamento galvanico

20 ENABLE I Ingresso per l’abilitazione hardware dell’azionamento. *

23 Ref. inputs I Riferimento dell’alimentazione degli ingressi logici con isolamento galvanico

2 CI I Abilita il controllo di coppia con riferimento da ingresso analogico “CV”. *

10 CV0 / Motor phasing I Ingresso comando velocità zero / fasatura motore. *

25 GND I Riferimento di terra GND del convertitore.

13 RESET I Cancellazione degli errori nella memoria del convertitore. *

12 Ref. inputs (0 Volt) I Riferimento dell’alimentazione degli ingressi logici con isolamento galvanico

17 CV+ I Ingresso analogico ± 10 V: riferimento di velocità, oppure riferimento di corrente con ingresso “CI” attivo.

16 CV- I

15 GND I Riferimento di terra GND del convertitore.

3 ILIM I Ingresso analogico per limitazione della corrente dall’esterno; da 0 a 10 V per limitare da 100 % a 0 % della Imax.

11 Analog output O +/-10V; risoluzione: 8 bit; carico: 10 mA; linearità: 2%; filtro passa basso: 170 Hz; segnale in uscita programmabile: Canale 1 dell’oscilloscopio digitale (corrente, velocità o posizione) o uscita “Phasing OK” (da 0 V a 10 V quando la fasatura del motore è “OK” per un encoder incrementale senza HES)

18, 19

AOK: amplifier ready O Contatto relè: chiuso se il convertitore è OK, aperto se è in errore. Protezione contro sovratensioni da TRANSIL bidirezionali.Pmax = 10 W con Umax = 50 V o Imax = 100 mA

21 + 12 Volts O Impedenza d’uscita: 9 Ohm, max. 150 mA disponibili

22 - 12 Volts O Impedenza d’uscita: 47 Ohm, max. 50 mA disponibili

4 Z/ OUscita differenziale dell’impulso di zero Z/ dell’encoder (max. 5 V, 20 mA)

5 Z OUscita differenziale dell’impulso di zero Z dell’encoder (max. 5 V, 20 mA)

6 A/ O Uscita differenziale del canale encoder A/ (max. 5V, 20mA)

7 A O Uscita differenziale del canale encoder A (max. 5V, 20mA)

8 B/ O Uscita differenziale del canale encoder B/ (max. 5V, 20 mA)

9 B O Uscita differenziale del canale encoder B (max. 5V, 20 mA)

* Ingresso logico positivo optoisolato, isolamento galvanico

Nota. La somma delle correnti assorbite dal pin 21 del connettore “X2” e dal pin 10 del connettore “X3” non deve superare i 150 mA.


X2-3 (ILIM) 10K

X2-25 (GND)

18K100K

2.2nF

10K


Specifiche degli ingressi analogici

Gli ingressi analogici sono “CV+” e “CV-” per il comando di riferimento, e “ILIM” per la limitazione di corrente.

Specifiche degli ingressi digitali

Gli ingressi digitali “ENABLE”, “FC+”, “FC-”, “RESET”, “CV0” e “CI” sono ingressi logici optoisolati.

Specifiche dell’uscita relè “AOK”

Il contatto relè “AOK” si apre per qualsiasi errore eccetto l’errore di “UNDERVOLT.” (Pmax = 10 W con Umax = 50 V e Imax = 100 mA).


100K

16K

100K

100K

16K

X2-17 (CV+) 100K

X2-16 (CV-)

1nF 1nF

20K

X2-15 (GND)

Ingresso logico

100 KΩ

0 V

IMC-A5 V

8.2 K 100 nF 10 KΩ


Specifiche delle uscite encoder

Specifiche delle uscite analogiche


X2/11

X2/25

33K

200K

4.7nF


Collegamenti ingresso encoder

Il connettore dell’ingresso encoder “X3” è un sub-D 25-pin femmina. Questo connettore deve essere usato per collegare il sensore di posizione, che può essere:

encoder TTL incrementale

encoder Sincos incrementale

o encoder assoluto monogiro

Encoder TTL incrementale & HES

La configurazione “ TTL incremental Encoder & HES” è selezionabile tramite il software e viene memorizzata nella EEPROM del convertitore. L’uscita pin del connettore “X3” corrispondente a questa configurazione è illustrata nella tabella seguente.


18 Marker Z/ Ingresso differenziale dell’impulso di marker encoder Z/

5 Marker Z Ingresso differenziale dell’impulso di marker encoder Z

19 Channel A/ Ingresso differenziale del canale encoder A/

6 Channel A Ingresso differenziale del canale encoder A

20 Channel B/ Ingresso differenziale del canale encoder B/

7 Channel B Ingresso differenziale del canale encoder B

8 +5 V Tensione di alimentazione dell’encoder (300 mA corrente max.)

21 GND GND dell’alimentazione encoder

11 HALL U Segnale di ingresso fase U del sensore Hall

24 HALL V Segnale di ingresso fase V del sensore Hall

12 HALL W Segnale di ingresso fase W del sensore Hall

10 +12 V Tensione di alimentazione dei sensori Hall: impedenza di uscita = 9 Ω, max 150 mA disponibili. La somma delle correnti assorbite dal pin 21 del connettore “X2” e dal pin 10 del connettore “X3” non deve superare i 150 mA.

23 AGND GND dell’alimentazione sensori Hall

9 TC+ Ingresso sensore termico motore

22 TC- Ingresso sensore termico motore

altri riservati -


X3-5,6,7

75-176receiver

X3-18,19,20

+5V

+5V

200R200R

3.3K

X3-11,12,24 1K

X3-23

10K

1nF

+3.3V

74HC14


Specifiche dei segnali di ingresso dell’encoder:

Specifiche dei segnali di ingresso del sensore Hall:


X3-1,2,13

X3-14,15,25

20K

120R 20K

20K

20K

Uref


Encoder SinCos incrementale & HES

La configurazione “SinCos incremental encoder & HES” è selezionabile tramite software e memorizzata nella EEPROM del convertitore.

L’uscita pin del connettore”X3” corrispondente a questa configurazione è descritta nella tabella seguente.


25 Marker R/ Ingresso differenziale dell’impulso di riferimento R/ dell’encoder Sin/Cos

13 Marker R Ingresso differenziale dell’impulso di riferimento R dell’encoder Sin/Cos

14 Channel A/ Ingresso differenziale del canale A/ dell’encoder Sin/Cos

1 Channel A Ingresso differenziale del canale A dell’encoder Sin/Cos

15 Channel B/ Ingresso differenziale del canale B/ dell’encoder Sin/Cos

2 Channel B Ingresso differenziale del canale B dell’encoder Sin/Cos

8 +5V Tensione di alimentazione dell’encoder (300 mA corrente max.)


11 HALL U Segnale di ingresso fase U del sensore Hall

24 HALL V Segnale di ingresso fase V del sensore Hall

12 HALL W Segnale di ingresso fase W del sensore Hall

10 +12V Tensione di alimentazione dei sensori Hall: impedenza di uscita = 9 Ω, max 150 mA disponibili. La somma delle correnti assorbite dal pin 21 del connettore “X2” e dal pin 10 del connettore “X3” non deve superare i 150 mA.

23 AGND GND dell’alimentazione dei sensori Hall



altri riservati -

Specifiche dei segnali di ingresso dell’encoder.

Le specifiche dei segnali di ingresso dei sensori Hall sono le stesse descritte nel paragrafo precedente Encoder TTL incrementale & HES.



Encoder SinCos Assoluto Monogiro

La configurazione “Absolute single-turn SinCos Encoder” (Heidenhain ERN 1085 o compatibile) può essere selezionata dal software e memorizzata nella EEPROM del convertitore. L’uscita pin del connettore “X3” corrispondente a questa configurazione è descritta nella tabella seguente.

Pin Function Descrizione

25 Marker R/ Ingresso differenziale dell’impulso di riferimento R/ dell’encoder Sin/Cos

13 Marker R Ingresso differenziale dell’impulso di riferimento R dell’encoder Sin/Cos

14 Channel A/ Ingresso differenziale del canale A/ dell’encoder Sin/Cos

1 Channel A Ingresso differenziale del canale A dell’encoder Sin/Cos

15 Channel B/ Ingresso differenziale del canale B/ dell’encoder Sin/Cos

2 Channel B Ingresso differenziale del canale B dell’encoder Sin/Cos

16 Channel C/ Ingresso differenziale del canale C/ dell’encoder Sin/Cos

3 Channel C Ingresso differenziale del canale C dell’encoder Sin/Cos

17 Channel D/ Ingresso differenziale del canale D/ dell’encoder Sin/Cos

4 Channel D Ingresso differenziale del canale D dell’encoder Sin/Cos

8 +5V Tensione di alimentazione dell’encoder (300 mA corrente max.)




altri Riservati -

Specifiche dei canali dell’encoder SinCos:

Specifiche dei canali di commutazione dell’encoder SinCos:


X3-1,2,13

X3-14,15,25

20K

120R 20K

20K

20K

Uref

X3-3,4

X3-16,17

20K

1K 20K

75K

75K

Uref

Porta Seriale PC

Collegamento schermo 360°

SubD-9 femmina SubD-9 femmina

RxD 2

TxD 3

GND 5 5 GND

2 RxD

3 TxDPorta “X5”

IMC


Collegamento seriale Il connettore del collegamento seriale “X5” è un sub-D 9-pin maschio. L’uscita pin del connettore “X5” è la seguente.


1 - -

2 RXD Ricezione dati RS-232

3 TXD Trasmissione dati RS-232

4 - -

5 0 Volt GND (connessione dello schermo se non c’è nessuna connessione a 360° sul connettore)

6 TXH Trasmissione dati RS-422

7 TXL Trasmissione dati RS-422

8 RXL Ricezione dati RS-422

9 RXH Ricezione dati RS-422

Cavo di comunicazione seriale

Utilizzare il seguente schema per il collegamento seriale del PC al Servo azionamento IMC-A.

Collegamenti alimentazione ausiliaria

Il connettore “X8” è il morsetto dell’alimentazione ausiliaria. E’ un connettore 4 pin maschio di passo 5.08 mm; il connettore femmina volante viene fornito unitamente al convertitore. La coppia di serraggio delle viti del connettore deve essere pari a 0.5 Nm.

Pin Segnale I/O Funzione Descrizione

1 GND I Riferimento dell’alimentazione ausiliaria 24 VDC.

GND = riferimento potenziale

2 +24 VDC I Alimentazione ausiliaria 24 VDC isolata

24 VDC +/-15 %, 0.320 A (senza controllo freno) Regolazione col carico: 3 %

Protezione UL tramite fusibile UL da 4 A

3 Brake+ 24 V

O Alimentazione del freno motore con 24 VDC

Per freni senza alimentazione: 24 VDC / 1.5 A

4 Brake- O Controllo diretto del freno motore Imax = 1.5 A

Uscita del carico messa a terra e protetta da cortocircuiti.



Connessioni di Potenza Il connettore “X9” è il morsetto per i collegamenti elettrici di potenza. Il connettore “X9” è:

IMC-A-E: connettore 10 pin maschio di passo 5.08 mm;

IMC-A-M: connettore 10 pin maschio di passo 7.62 mm;

unitamente al convertitore viene fornito il rispettivo connettore volante femmina. La coppia di serraggio delle viti del connettore deve essere pari a 0.5 Nm

Pin Signal I/O Funzione Descrizione

1 RB O Potenza rigenerata durante la

decelerazione di motori ad alta inerzia e

velocità

IMC-A-E: 100 Ohm / 100 W (UREP100100)

IMC-A-M03: 200 Ohm / 100 W (UREP100200)

IMC-A-M07: 50 Ohm / 200 W (UREP200050)

IMC-A-M10, IMC-A-M15 and IMC-A-M20: 33 Ohm / 280 W (UREP280033)

Le resistenze di frenatura devono essere ordinate a parte.

2 RB O

3 DC- I/O DC bus - Terminale negativo per il collegamento in parallelo del bus in c.c.

4 L1 I Ingresso alimentazione principale.

Filtri sull’alimentazione principale integrati nel

convertitore

IMC-A-E, 230 VAC, Monofase o Trifase

IMC-A-M, da 400 a 480 VAC, Trifase5 L2 I

6 L3 I

7 DC+ I/O DC bus + Terminale positivo per il collegamento in parallelo del bus in c.c.

8 W O Motor phase W Collegamenti del cavo motore con messa a terra tramite connettore Faston e collegamento a terra dello schermo a 360°.9 V O Motor phase V

10 U O Motor phase U

Nota. Il cavo motore deve essere schermato a 360° e lo schermo deve essere collegato agli appositi dispersori montati nell’armadio.

ATTENZIONE! Il conduttore di terra del cavo motore DEVE essere connesso alla presa Faston marcata col segno GND.

Nota. Il riferimento a terra deve essere connesso anche alla seconda presa Faston.

L’installatore finale degli azionamenti deve utilizzare un connettore rapido “UL Listed” per la connessione a terra (0.250 pollici o 6.35 mm di larghezza nominale).

Per i cablaggi utilizzare solo conduttori di rame.

Il valore della coppia di serraggio dei morsetti deve essere conforme ai morsetti “Recognized” utilizzati.


Capitolo 5 – Installazione elettrica

Introduzione Questo capitolo fornisce le linee guida per installare i Servo azionamenti IMC-A.

Schemi di collegamento

Questo paragrafo mostra una panoramica dei collegamenti dei Servo azionamenti IMC-A.

IMC-A-E

Nota. La protezione sull’alimentazione sia principale sia dei 24 V deve essere realizzata dall’installatore finale.


IMC-A-E

Capitolo 5 – Installazione Elettrica

IMC-A-M

Nota. La protezione sull’alimentazione sia principale sia dei 24 V deve essere realizzata dall’installatore finale.


IMC-A-M

* IMC-A-M03: UREP100200IMC-A-M07: UREP200050IMC-A-M10, -M15 and -M20: UREP280033* Interruttore con curva DI1s = 10 x In

** 10 A per IMC-A-M03 e -M0720 A per IMC-A-M10, -M15 e -M20


Batteria di riserva per l’alimentazione ausiliaria

Il consumo del convertitore IMC-A è di 320 mA con 24VDC. Perciò una batteria di riserva da 24 V/30 A/h può mantenere il convertitore alimentato, per esempio, per un weekend della durata di 3 giorni oppure durante un black-out, senza perdere i dati di inizializzazione della macchina. Questo metodo di backup è molto utile per salvare i dati di inizializzazione della macchina nonché la posizione dell’asse anche quando si spegne l’alimentazione principale. Un comando ASCII consente di inviare la posizione dell’asse al sistema digitale supervisore (host).

La figura seguente fornisce un esempio di schema di collegamento della batteria di riserva.

Applicazione multiasse

La figura seguente mostra un esempio di collegamento multiasse.


IMC

-A

IMC

-A

IMC

-A

*** IMC-A-E: 3 x 230 VIMC-A-M: 3 x 400 VInterruttore automatico con curva DI1s = 10 x In

Per un’applicazione multiasse con n azionamenti, l’interruttore automatico di linea deve essere dimensionato in base alla seguente formula:

Tuttavia, la corrente nominale dell’interruttore non deve superare:- 20 A su azionamenti IMC-A-E,- 20 A su azionamenti IMC-A-M03 e IMC-A-M07,- 40 A su azionamenti IMC-A-M10, IMC-A-M15 e IMC-A-M20.

I nominale azionamento


Cablaggi I cablaggi deveno essere effettuati solo da personale specializzato e secondo gli standard EN61000.1-2-3-4-5 e EN55011. Vedere paragrafo successivo Collegamento dello schermo.

Cablaggi e Messa a terra

ATTENZIONE! Ogni elemento conduttore deve essere schermato. Se ci sono più conduttori nella stessa calza metallica, è necessario intrecciarli e schermarli.

Uno schermo non ha alcun effetto a meno che non sia collegato a:

un potenziale di riferimento;

con il collegamento più corto possibile (pochi centimetri; 10 cm sono vietati);

con un collegamento dello schermo a “360°”. Ciò significa che l’intera circonferenza della calza metallica deve essere collegata al conduttore di terra con un collarino di metallo.

I connettori utilizzati per conformità allo standard EN61000.4 devono essere di metallo o metallizzati e devono permettere un collegamento dello schermo a 360°.

L’uso di anelli di terra (collegamenti equipotenziali, specialmente con collegamento a terra) è consigliato solo per anelli con un’impedenza molto bassa (< 0,1 ). Per assicurare la continuità dello schermo, ogni schermo non utilizzato come conduttore può essere collegato ad entrambe gli estremi, a condizione che sia collegato a 360° e che sia di metallo.

Il potenziale di riferimento preferito è sempre la terra.

I cavi a bassa tensione non dovrebbero MAI passare in prossimità dei cavi di potenza.

Se vi è un punto che può essere utilizzato come riferimento di terra locale, ad esempio un telaio principale o un armadio, tutti i componenti dovranno fare riferimento a questo punto con una bassa impedenza; a sua volta, questo punto deve essere opportunamente messo a terra con collegamenti corti.



Collegamento dello schermo

Regola: Lo schermo non deve mai essere interrotto o danneggiato per tutta la lunghezza del cavo.

Nota. Quando il collegamento dello schermo a 360° è ottenuto per mezzo di un anello, non è necessario collegare un cavo al relativo pin del connettore SUB-D.


Se necessario adoperare nastro di rame autoadesivo per aumentare il diametro

dello schermo al fine di fissarlo correttamente all’interno del serracavo

Connettore lato motore

Connettore SUB-D

Involucro dei pin SUB-Ddi metallo o di plastica metallizzata

Schermo a 360° fissato tramite serracavo

Le viti di serraggio devono essere fissate al fine di

assicurare la continuità dello schermo sul contenitore del

convertitore

NOTA.Per migliorare il contatto ed evitare la corrosione dello schermo, usare il nastro di rame autoadesivo della 3 M “Electrical Specialities Division”, ref. 1739-7.


Vista del collegamento di IMC-A-10, IMC-A-M15

e IMC-A-M20



Cavo motore, revolver ed encoder

Il motore ed il resolver, oppure l’encoder, sono collegati a terra tramite la loro struttura.

Le terminazioni dei conduttori devono essere terminali di metallo con collarini che permettono il collegamento dello schermo a 360°.

Le coppie di segnali del resolver (seno, coseno, riferimento) devono essere intrecciate e schermate. I cavi di alimentazione motore DEVONO essere schermati e collegati a 360° ad entrambi i capi come illustrato nello schema di collegamento dello schermo.

I cavi dei segnali “A”, “B”, “C”, “D”, “Z” ed “R” dell’encoder devono essere intrecciati e schermati. Lo schermo deve essere collegato a 360° ad entrambi gli estremi per mezzo di anelli metallici. Se lo schermo è collegato per mezzo di un conduttore intrecciato, un estremo deve essere collegato al pin GND del connettore lato convertitore con un collegamento il più corto possibile.

I motori dotati di freno devono avere anche i cavi del freno schermati per essere conformi agli standard EMC.

Le lunghezze massime per i cavi sono:

- Cavo Resolver 100 m

- Cavo Encoder 25 m

- Cavo di alimentazione motore: 25 m ≤ d ≤ 100 m

Consigliamo di:

utilizzare conduttori di sezione massima consentita dai connettori;

montare una reattanza con un valore induttivo compreso tra l’1% e il 3% dell’induttanza motore. Il valore induttivo della reattanza deve essere tenuto in considerazione nei calcoli dell’anello di corrente. Il valore corrente della reattanza deve essere uguale o più elevato del valore dell’azionamento. La reattanza deve essere montata all’uscita dell’azionamento. Se si utilizza una reattanza, la schermatura del cavo non è più obbligatoria. ABB Sace può fornire un filtro sinusoidale più complesso da montare al posto della reattanza.

Utilizzando cavi di alimentazione motore più lungo di 25 m si rischiano i seguenti effetti indesiderati:

- riscaldamento del modulo di potenza, del motore e del cavo.

- sovratensioni sugli avvolgimenti del motore che ne riducono il ciclo di vita.

La reattanza riduce gli effetti indesiderati sul motore e sull’azionamento, ma tende a surriscaldarsi. Questo richiede un sistema di raffreddamento adeguato.



Comandi in ingresso e cavo di collegamento

seriale

Il segnale “CV” riferimento da ingresso analogico richiede un cavo schermato e intrecciato. Lo schermo deve essere collegato a 360° tramite connettori metallici ad entrambi gli estremi dei conduttori.

Il cablaggio del comando analogico (“CV”) deve essere fatto secondo la polarità tra il controllore e il convertitore (“CV+” su “diff high” del controllore. La tensione logica 0 Volt è direttamente collegata al corpo del convertitore. La continuità del collegamento a terra è assicurata dalle viti di fissaggio dei connettori sub-D posti sul pannello frontale. Tuttavia la tensione 0 Volt del convertitore e del controllore DEVONO essere collegati insieme. Lo schermo non deve MAI essere utilizzato come conduttore della tensione logica 0 Volt. Anche il cavo di collegamento seriale deve essere schermato in base alle raccomandazioni date fin qui.

ATTENZIONE! I cavi di segnale (i riferimenti in ingresso, il collegamento seriale, la posizione resolver, encoder) ed i cavi di potenza DEVONO essere collegati e scollegati solo quando il convertitore è SPENTO.

ATTENZIONE! Tensioni pericolose possono permanere per alcuni minuti sui terminali dei condensatori. Un contatto con l’alta tensione può provocare gravi danni fisici.

Cavi di connessione della Resistenza di

Frenatura

I cavi di collegamento della resistenza di frenatura devono essere in grado di sopportare alte tensioni ed alte temperature come 600 V e 105°C.

Il cavo raccomandato è “UL 1015 Gauge 14”, e la coppia di serraggio raccomandata sul connettore di collegamento è pari a 0.9 Nm.



Requisiti e conformità agli standard UL

L’approvazione UL (“UL Listing”) richiede che chi installa un azionamento debba rispettare alcuni condizioni.

Collegamenti tramite presa Faston

Per i collegamenti a terra l’installatore deve utilizzare un connettore rapido approvato UL (0.250 pollici o 6.35 mm di larghezza nominale) su tutti gli azionamenti muniti di prese FASTON.

Sugli azionamenti muniti di terminale di terra a vite, il collegamento deve avvenire tramite terminali “UL Listed”, approvati UL.

Alimentazione 24 VDC L’utente finale deve fornire un’alimentazione 24 VDC isolata (per esempio con un trasformatore d’isolamento) all’ingresso della alimentazione ausiliaria protetto da fusibile “UL Listed” da 4 A.

Alimentazione Principale e scelta dei

fusibili UL

Il modello di fusibile raccomandato per le applicazioni con motori è la classe RK5. Con fusibile di protezione UL tipo RK5, la massima potenza di cortocircuito della rete non deve superare 5000 Arms ad una tensione di 480 V.

Sui Servo azionamenti IMC-A-M, i valori dei fusibili devono essere i seguenti:

Fusibile IMC-A-M03 IMC-A-M07 IMC-A-M15 IMC-A-M20Applicazioni

Multiasse

BUSSMANN Class RK5Type FRS-R

FRS-R-4 FRS-R-8 FRS-R-20 FRS-R-20

LITTELFUSEClass RK5Type FLSR-ID

FLSR2ID FLSR8ID FLSR20ID FLSR20ID

In un’applicazione multiasse con N azionamenti, i valori dei fusibili sono calcolati con la formula fornita nella tabella sopra. Tuttavia sui Servo azionamenti versione IMC-A-M03 e IMC-A-M07 non si deve superare il valore di 20 A, mentre nelle versioni IMC-A-M15 e IMC-A-M20 non bisogna superare il valore di 40 A. Vedere anche il paragrafo successivo Schemi di collegamento con fusibili UL di protezione.

Sui Servo azionamenti IMC-A-E, i valori dei fusibili devono essere i seguenti:

Fusibile IMC-A-E02 IMC-A-E05 IMC-A-E08Applicazioni

Multiasse

BUSSMANN Class RK5Type FRN-R

FRN-R-6 FRN-R-6 FRN-R-9

LITTELFUSEClass RK5Type FLNR-ID

FLNR6ID FLNR6ID FLNR9ID

In un’applicazione multiasse con N azionamenti, la scelta dei fusibili avviene tramite la formula fornita nella tabella sopra. Tuttavia, il valore di 20 A non deve essere superato sui Servo azionamenti versione IMC-A-E. Vedere anche il paragrafo successivo Schemi di collegamento con fusibili UL di protezione.



Schemi di collegamento con

fusibili UL di protezione

L’installazione deve essere eseguita secondo le tabelle del paragrafo precedente Alimentazione Principale e scelta dei fusibili UL.

IMC-A-E Conforme UL

Nota. L’installatore dell’azionamento deve utilizzare un connettore rapido “UL Listed” per la messa a terra (0.250 pollici o 6.35 mm di larghezza nominale).

Per i cablaggi di campo utilizzare solo conduttori di rame.

La coppia di serraggio dei morsetti deve essere valutata in base al morsetto “Recognized” utilizzato.


IMC-A-E Conforme UL


IMC-A-M Conforme UL

Nota. L’installatore dell’azionamento deve utilizzare un connettore “UL Listed” per la messa a terra (0.250 pollici o 6.35 mm di larghezza nominale).

Per i cablaggi di campo utilizzare solo conduttori di rame.

La coppia di serraggio dei morsetti deve essere valutata in base al morsetto “Recognized” utilizzato.


IMC-A-M Conforme UL

* IMC-A-M03: UREP100200IMC-A-M07: UREP200050IMC-A-M15 e IMC-A-M20: UREP280033

** 10 A per IMC-A-M03 e IMC-A-M0720 A per IMC-A-M15 e IMC-A-M20


Applicazione multiasse conforme

UL

La figura seguente mostra un esempio di collegamento per un’applicazione multiasse conforme all’UL.


IMC

-A

IMC

-A

IMC

-A

*** IMC-A-E: 3 x 230 VIMC-A-M: 3 x 400 V

*** Alimentazione principale

Per la scelta del fusibile, vedi paragrafo precedente Alimentazione principale e scelta dei fusibili UL

Installazione UL

Capitolo 6 – Messa in servizio

Introduzione Questo capitolo illustra la messa in servizio dei Servo azionamenti IMC-A.

La messa in servizio deve essere effettuata tramite il software di programmazione e seguendo le istruzioni fornite in questo manuale.

Software per l’Impostazione Parametri

Il software di parametrizzazione “ABB AC BRUSHLESS SERVODRIVES VISUAL SETUP” è lo strumento per la messa in servizio dei Servo azionamenti IMC-A; è compatibile con il sistema operativo WINDOWS® e permette una facile modifica di tutti i parametri del convertitore.

Questo software è descritto nel manuale ABB AC BRUSHLESS SERVODRIVES VISUAL SETUP.

ATTENZIONE!La procedura di taratura automatica (Auto-tuning) dovrebbe essere eseguita in modalità di controllo da PC ed a motore fermo. Se l’auto-taratura deve essere eseguita con azionamento controllato da ingresso analogico “CV”, il riferimento in ingresso DEVE essere pari a 0 Volt. È responsabilità dell’utente eseguire tutte le azioni necessarie al fine di ridurre il rischio dovuto a movimenti incontrollati dell’asse durante la procedura di Auto-tuning.

Configurazione Standard del Convertitore

I convertitori IMC-A sono configurati per i Servomotori ABB della serie 8C.

Vedere Appendice A per l’adattamento del convertitore ad altri tipi di motore o di resolver.



Prima Accensione

Molto Importante Controllare i collegamenti, in particolare del 24 VDC e dell’alimentazione principale.

Ci sono due differenti versioni dei convertitori: alimentazione a 230 VAC ed a 400 VAC, Servo azionamenti modello IMC-A-E ed IMC-A-M rispettivamente. Verificare il modello sull’etichetta del convertitore. Deve essere conforme alla tensione di alimentazione a disposizione. Un convertitore versione 230 VAC alimentato con tensione 400 VAC sarà danneggiato irreparabilmente.

Controllare la taglia della resistenza di frenatura:

- UREP100100 per IMC-A-E

- UREP100200 per IMC-A-M03

- UREP200050 per IMC-A-M07

- UREP280033 per IMC-A-M10, IMC-A-M15 e IMC-A-M20.

Collegare ai convertitori IMC-A-M03 una resistenza di frenatura inferiore a 200 Ω danneggerà inevitabilmente il sistema di frenatura.

Il segnale “ENABLE” (connettore “X2”, pin 20) deve essere disattivato e l’ingresso analogico “CV” (connettore “X2”, pin 16/17) deve essere cortocircuitato.

Verificare le messe a terra siano corrette ed i collegamenti degli schermi siano a 360°.

ATTENZIONE!Durante la taratura della macchina, collegamenti errati o l’errata impostazione di alcuni parametri potrebbero provocare movimenti pericolosi dell’asse. È responsabilità dell’utente eseguire tutte le azioni necessarie al fine di ridurre i rischi dovuti a movimenti incontrollati dell’asse durante la presenza di operatori nell’area interessata.

Accendere l’alimentazione 24 VDC

Il LED verde “ON” sul pannello frontale deve essere acceso.

L’errore “UNDERVOLT.” deve essere visualizzato.

Il contatto relè “AOK” (pin 18 e 19 del connettore “X2”) risulta chiuso. Successivamente è possibile controllare il relè di potenza secondo gli Schemi di Collegamento del Capitolo 5 di questo manuale.



Accendere l’alimentazione

principale

L’alimentazione principale è 230 VAC o 400 VAC a seconda della versione di servo azionamento.

Usare lo schema di collegamento dell’alimentazione principale tenendo conto del segnale relè “AOK”.

Il LED rosso “UNDERVOLT.” deve scomparire dopo pochi secondi.

Il convertitore è pronto per la messa in servizio attraverso il software “ABB AC BRUSHLESS SERVODRIVE VISUAL SETUP” (vedere i paragrafi successivi ed il manuale ABB AC BRUSHLESS SERVODRIVE VISUAL SETUP).

ATTENZIONE! Il convertitore deve sempre essere acceso nel seguente ordine:

Accendere l’alimentazione 24 V Attendere la chiusura del contatto “AOK” Accendere l’alimentazione principale

Altrimenti, si possono causare danni fisici e materiali.

ATTENZIONE! È obbligatorio attendere almeno 30 secondi tra lo spegnimento e la riaccensione del convertitore.



Messa in servizio e Taratura dell’azionamento

ATTENZIONE! I cavi di segnale del convertitore (riferimenti in ingresso, collegamento seriale, resolver, encoder, HES) così come i cavi di alimentazione devono essere connessi e disconnessi a convertitore spento.

Comunicazione via Collegamento Seriale

Collegare il cavo di collegamento seriale RS 232 tra PC e convertitore.

L’ingresso “ENABLE” deve essere disattivato e l’ingresso analogico “CV” deve essere mantenuto in cortocircuito.

Accendere il convertitore e avviare il software “ABB AC BRUSHLESS SERVODRIVE VISUAL SETUP” su PC WINDOWS®.

Se sullo schermo appare il messaggio “No serial communication found”, premere “OK” e verificare che:

- il convertitore sia acceso (il LED “ON” deve essere acceso),

- il convertitore e il PC sono collegati correttamente tramite il cavo di collegamento RS 232,

- le impostazioni del software (“Com. port” e “Baudrate”) sono corrette.



Configurazione del Sensore di

Retroazione

La configurazione del sensore di retroazione motore è selezionabile da software e viene memorizzata nella memoria EEPROM del convertitore.

La configurazione standard è retroazione sensore revolver.

Per servomotori equipaggiati con sensore di posizione encoder, procedere segue:

per prima cosa selezionare il tipo di encoder nel menu “Feedback Configuration”;

successivamente selezionare “Encoder Feedback” e confermare la selezione.

Se il motore è dotato di sensori ad effetto Hall (HES): verificare che l’ingresso “ENABLE” sia disattivo e che il convertitore sia acceso; muovere il motore a mano fino a compiere un giro completo, o un passo polare se è un motore lineare. Se l’errore “HES” viene visualizzato, spegnere il convertitore e prima di riaccenderlo verificare che:

Gli HES siano collegati correttamente al convertitore “X3” (se si stanno utilizzando tipi di HES a 60°, controllare le varie combinazioni di cablaggio di segnali HES fino a trovare il giusto ordine di cablaggio).

Il valore della tensione di alimentazione HES è corretto.

Il valore del parametro della “Motor encoder resolution” è corretto.

Se i sensori HES non funzionano correttamente, selezionare il tipo “Incremental encoder” (senza HES) nel menu “Feedback Configuration” ed avviare la messa in servizio del convertitore in questa configurazione.

Se il motore è equipaggiato con un encoder Sin/Cos assoluto monogiro (Heidenhain ERN 1085 o compatibile), verificare che l’ingresso “ENABLE” sia disattivo e che il convertitore sia acceso; muovere il motore a mano fino a compiere un giro completo. Se viene visualizzato l’errore “HES”, spegnere il convertitore e prima di riaccenderlo verificare che:

I canali di commutazione dell’encoder Sin/Cos sono collegati correttamente al connettore “X3”.

Il valore della tensione di alimentazione dell’encoder Sin/Cos è corretto.

Il valore del parametro “Motor encoder resolution” è corretto.

Eseguire il comando “Save parameters to EEPROM” prima di spegnere il convertitore per salvare la configurazione della retroazione.



Regolazione del Convertitore

Selezionare l’esatto tipo di motore nella “Motor List”.

Verificare che i parametri “Current Limitation” siano adeguati alle specifiche del motore e del convertitore.

Per la messa in servizio, si raccomanda la modalità “I2t fusing”. (vedere Appendice A).

Se per il sensore di retroazione è stata selezionata la configurazione “Incremental encoder without HES”, avviare la “Auto-phasing procedure”, procedura di autofasatura del motore.

La “Auto-phasing procedure” del motore può essere avviata nella finestra di commando del software VISUAL SETUP o tramite l’attivazione dell’ingresso “CV0”.

Se il motore adoperato per l’applicazione non è presente nell’elenco “Motor List”, selezionare il comando “New motor” e seguire le istruzioni.

Verificare che i parametri “Speed Limitation” siano compatibili con le specifiche del motore.

Selezionare la “Encoder output resolution” per chiudere l’anello di posizione con il NC.

Accoppiare il motore al suo carico e selezionare il regolatore di velocità (“P”, “PI” o “PI2”). Nel caso di asse con carico verticale, vedere il paragrafo Regolazione dell’Anello di Velocità con Carico Verticale.

Assicurarsi che la rotazione dell’albero motore non sia pericolosa per l’operatore ed avviare la “Auto-tuning procedure”, procedura di auto-taratura.

ATTENZIONE! La procedura di “Auto-tuning” dovrebbe essere eseguita in modalità di controllo da PC e a motore fermo. Se la procedura di “Auto-tuning” deve essere eseguita con controllo da ingresso analogico “CV”, il valore del riferimento analogico DEVE essere pari a 0 Volt. È responsabilità dell’utente eseguire tutte le azioni necessarie al fine di ridurre il rischio dovuto a movimenti incontrollati dell’asse durante la procedura di “Auto-tuning”.


N S N S N S Motor magnets

Pole pitch

Motor pole pitch [mm]

Encoder signal pitch [μm]Motor encoder resolution = 1000 x


Maximum speed [rpm] = 60 x x Maximum motor speed [m/s]1000

Linear speed [m/s] =Motor speed [rpm]

60x


1000


In caso di rumorosità all’interno del motore sia da fermo sia in movimento, verificare la rigidità della trasmissione tra motore e carico (giochi ed elasticità degli ingranaggi e dei giunti). Se necessario, ripetere la procedura di “Auto-tuning” selezionando “Low bandwidth”. Se il problema persiste, ripetere l’“Auto-tuning” selezionando il filtro “Antiresonance filter”.

Per compensare l’offset sull’ingresso analogico, avviare la funzione “Offset compensation” oppure avviare la stessa procedura premendo il pulsante “Offset” posto sul pannello frontale del convertitore.

Verificare che il motore si muova correttamente in entrambe le direzioni in modalità “Digital speed input command”. Se necessario, aggiustare i guadagni del regolatore di velocità con il pulsante “Stability”.

Regolazione Parametri per un Motore Lineare

Il parametro “Motor encoder resolution” viene calcolato come descritto di seguito:

Nota. “1 encoder-signal-pitch” = “4 counting-increments”.

Il valore del parametro “Maximum speed” del motore, espresso in giri al minuto, viene calcolato secondo la seguente formula:

Il valore di velocità lineare espresso in m/s viene calcolato secondo la seguente formula:



Regolazione dell’Anello di Velocità

con Carico Verticale

Nota. In caso di asse con carico sbilanciato (coppia costante dovuta all’effetto della gravità sull’asse verticale), la configurazione “Incremental encoder without HES” non è valida poiché la procedura di fasatura del motore non può essere eseguita all’accensione.

Per inizializzare i guadagni dell’anello di velocità avviare la “Auto-tuning procedure” con il motore scollegato dal carico. Selezionare la modalità “Limiting” della funzione I2t (vedere Appendice A, Protezione I2t). Successivamente selezionare il regolatore di velocità (“PI” o “PI2”). Accoppiare il motore al carico e muovere il motore con il comando digitale di velocità fino a raggiungere una posizione di stallo accertandosi che la rotazione dell’albero motore non sia pericolosa per l’operatore e per la macchina.

Quindi eseguire il comando “Auto-tuning procedure” con il motore abilitato e in posizione di stallo (riferimento di velocità zero). In caso di rumorosità all’interno del motore sia da fermo sia in movimento, verificare la rigidità della trasmissione tra motore e carico (giochi ed elasticità degli ingranaggi e dei giunti). Se necessario, ripetere la procedura di “Auto-tuning” selezionando “Low bandwidth”. Se il problema persiste, ripetere l’“Auto-tuning” selezionando il filtro “Antiresonance filter”.

Salvataggio dei parametri del Convertitore

Salvare tutti i parametri nella EEPROM del convertitore con il comando “Save parameters to EEPROM”.


AOK

Accensione

ENABLE

CV0

PHASING OK

Accensione Pronto Fasatura in corso Arresto In movimento

Avvio fasatura AvvioFine accensione Fine fasatura


Fasatura del Motore con alimentazione

attiva

Nella configurazione “Incremental encoder without HES”, la procedura di fasatura del motore “Phasing procedure” deve essere eseguita ad ogni accensione secondo il seguente diagramma dei segnali:

Nota. In caso di un asse con carico sbilanciato (coppia costante dovuta all’effetto della gravità sull’asse verticale), la “Incremental encoder configuration without HES” non è valida. Il motore deve essere dotato di un encoder incrementale + HES o di un encoder assoluto Sin/Cos.

Nota. Nella configurazione “Incremental encoder without HES”, la procedura di autofasatura del motore deve essere ripetuta dopo un Errore “FEEDBACK” o dopo un Errore “COUNTING”. L’autofasatura del motore deve essere ripetuta anche dopo la modifica dei parametri del motore o dell’encoder.



Applicazione con Emulazione del Motore

Passo- Passo

L’emulazione del motore passo-passo è possibile solamente con motori dotati di resolver. I segnali “PULSE” e “DIRECTION” vengono forniti all’ingresso secondo sensore di posizione del convertitore, sui pin dell’encoder TTL.

Selezionare “Stepper emulation” nella finestra “Position sensor configuration”.

Selezionare la modalità “Position” e lanciare la “Autotuning procedure”.

Nota. La stabilità dell’anello di posizione può essere facilmente collaudata in modalità “PI2 Speed” poiché i guadagni di retroazione sono identici a quelli in modalità “Position”.

Inserire il valore del parametro “Position resolution” nella finestra “Scaling” come mostrato qui sotto:

“Position resolution” = 2 x “number of pulses”

(emesso dal regolatore per un giro motore)

Porre a 0 il valore dei parametri “Position deadband”. Questo parametro è utile solamente per applicazioni con elevati giochi di trasmissione o con elevate frizioni sull’asse. In tali casi, quando il valore dell’errore di posizione allo stallo è inferiore al valore del parametro “Position deadband”, il guadagno proporzionale dell’anello di posizione è posto a 0.

Abilitare il convertitore e controllare lo spostamento dell’asse durante l’esecuzione del programma macchina.

Se l’asse non si muove, verificare che l’ingresso “CV0” sia disattivato.

Se durante lo spostamento dell’asse la rumorosità del motore è elevata, allora il guadagno “Feedforward acceleration” deve essere posto a 0.

Se il motore si muove nella direzione sbagliata, selezionare il comando “Reverse movement” nella finestra “Speed limit”.



Applicazione Asse Elettrico

L’ applicazione software asse elettrico richiede l’utilizzo del secondo sensore di posizione del convertitore per acquisire gli spostamenti dell’asse principale.

Se il motore è dotato di resolver, nel riquadro “Encoder input configuration” della finestra di “Position sensor configuration” selezionare il tipo di encoder adoperato come secondo sensore.

Quando l’encoder principale è di tipo SinCos, adattare il parametro “Position scaling factor” nella finestra “Second sensor” per aumentare la risoluzione della misura di posizione. Altrimenti, porre a 1 il valore del parametro “Position scaling factor”.

Eseguire il comando “Auto-tuning” selezionando la modalità “Position”.

Nota. La stabilità dell’anello di posizione può essere testate modalità “PI2 Speed” poiché i guadagni di retroazione sono identici a quelli in modalità “Position”.

Quando il sensore principale è un encoder, calcolare il valore del parametro “Position resolution” nella finestra “Scaling”, come descritto di seguito:

“Position resolution” = (4 x “number of encoder pulses” / “channel for one axis revolution of the master encoder” x “Position scaling factor”) / “Reduction Ratio”.

dove:“Reduction ratio” = “Motor speed” / “Master encoder speed”

Quando il sensore principale è un resolver, calcolare il valore del parametro “Position resolution” nella finestra “Scaling”, come descritto di seguito:

“Position resolution” = (65536 x “Position scaling factor”) / “Reduction ratio”

“Reduction ratio” = “Motor speed” / “Master resolver speed”



Porre a 0 il valore del parametro “Position deadband”. Questo parametro è utile solamente per applicazioni con elevati giochi di trasmissione o con elevate frizioni sull’asse. In tali casi, quando il valore dell’errore di posizione allo stallo è inferiore al valore del parametro “Position deadband”, il guadagno proporzionale dell’anello di posizione è posto a 0.

Abilitare il convertitore e verificare che l’asse slave segua effettivamente lo spostamento dell’asse principale con rapporto di trasmissione corretto.

Se l’asse non segue lo spostamento dell’asse principale, controllare che l’ingresso “CV0” sia disattivato.

In caso di elevata rumorosità del motore durante il moto dell’asse, porre a 0 il guadagno “Feedforward acceleration”. Se il sensore principale è un encoder SinCos, verificare nella finestra “Second sensor” che il comando “Pulse interpolation” sia attivo.

Se la direzione di moto non è corretta, selezionare il comando “Reverse position” nella finestra “Second sensor” oppure “Reverse movement” nella finestra “Speed limit”.


Capitolo 7 – Ricerca guasti

Introduzione Questo Capitolo illustra le cause d’errore più comuni che potrebbero verificarsi dopo e durante la messa in servizio e come eliminarle.

Errori

Errore di Sistema Se il LED rosso “SYS” si illumina quando il convertitore è acceso, la scheda logica non è operativa.

Verificare che i 4 LED d’errore siano lampeggianti. In questo caso, caricare il firmware del convertitore tramite il collegamento seriale con il software VISUAL SETUP.

Verificare che non sia presente polvere conduttrice che possa provocare cortocircuiti sulla scheda logica del convertitore.

Errore “BUSY” Se l’errore “BUSY” è visualizzato dopo aver acceso il convertitore, la procedura di “AUTOTEST” è fallita e il convertitore non è pronto per il funzionamento. Verificare che l’alimentazione principale non sia attiva prima dell’alimentazione ausiliaria a 24 V (vedere gli Schemi di collegamento).

Se l’errore “BUSY” è visualizzato durante l’esecuzione della procedura di autofasatura del motore tramite comando “CV0” all’accensione (configurazione “Incremental encoder without HES”), la procedura di fasatura automatica del motore è fallita per cause esterne e il valore di fase calcolato è errato. Verificare che il valore di parametro “Motor encoder resolution” sia corretto. Verificare il valore dei parametri “Motor parameters” (“Pole pairs” e “Phase order”). Verificare che l’ingresso “ENABLE” sia attivo. Verificare che gli ingressi dei fine corsa non siano attivi. Verificare che il motore non sia bloccato e che il movimento dell’albero sia libero durante l’esecuzione della procedura.

Se l’errore “BUSY” è visualizzato durante l’esecuzione della funzione “Auto-phasing procedure”, la procedura di fasatura automatica del motore è fallita per cause esterne ed i parametri calcolati sono errati. Verificare che l’ingresso “ENABLE sia attivo. Verificare che gli ingressi dei fine corsa non siano attivi. Verificare quindi che il motore sia scollegato dal carico e che il movimento dell’albero sia libero durante la procedura.


Capitolo 7 – Ricerca Guasti

Se l’errore “BUSY” è visualizzato durante l’esecuzione della funzione “Auto-tuning procedure”, la procedura di taratura automatica dei guadagni è fallita per cause esterne ed i parametri calcolati sono errati. Verificare che l’ingresso “ENABLE” sia attivo. Verificare che gli ingressi dei fine corsa non siano attivi. Verificare quindi che il movimento dell’albero sia libero durante la procedura.

Se l’errore “BUSY” è visualizzato durante l’esecuzione della funzione “Offset Compensation”, l’offset supera il valore di 0.5 Volt. Verificare il valore della tensione sull’ingresso “CV” durante la procedura.

Se l’errore “BUSY” è visualizzato durante l’esecuzione della funzione “Cogging torque acquisition”, la procedura è fallita per cause esterne e il rilevamento dell’ondulazione di coppia (cogging torque) non è valido. Verificare che l’ingresso “ENABLE” sia attivo. Verificare che gli ingressi “CI” e “CV0” non siano attivi. Verificare che gli ingressi dei fine corsa non siano attivi. Verificare che l’encoder fornisca un impulso di zero per ogni giro motore. Verificare che il motore sia scollegato dal carico e che il movimento dell’albero sia libero durante l’esecuzione della procedura. Verificare che il valore della corrente del motore corrispondente all’effetto ondulazione di coppia sia inferiore al 5 % della corrente nominale del convertitore.

Errore “EEPROM” Se l’errore persiste, la memoria EEPROM non è inizializzato correttamente (CHECKSUM) oppure non è compatibile con la versione software del convertitore. Contattare il Servizio di Assistenza.

Errore “°C Motor” Se l’errore si presenta all’avvio del convertitore:

Modificare il tipo di sensore di temperatura (CTP o CTN) tramite il software VISUAL SETUP. Effettuare il “RESET” dell’errore dal software VISUAL SETUP. La visualizzazione dell’errore “°C MOTOR” deve scomparire.

Verificare il collegamento tra il sensore di temperatura e il connettore “X1” posto sul pannello frontale del convertitore.

Se l’errore si presenta durante il ciclo operativo:

Verificare la temperatura del motore e cercare la causa del surriscaldamento (sovraccarico dell’albero meccanico, ciclo operativo troppo elevato, motore sottodimensionato rispetto al ciclo della macchina…).



Errore “UNDERVOLT.” (non-memorizzato)

Quando si accende l’alimentazione ausiliaria a 24 VDC, il convertitore IMC-A visualizza sempre l’errore “UNDERVOLT.”. L’errore “UNDERVOLT.” scompare fornendo l’alimentazione principale, con un ritardo di pochi secondi che corrisponde al “soft-start” dei condensatori di potenza.

Se l’errore persiste dopo aver acceso l’alimentazione principale, verificare che l’alimentazione sia effettivamente presente.

Errore “POWER STAGE”

L’errore “POWER STAGE” raggruppa tutti i malfunzionamenti dello stadio di potenza:

- Sovratensione dell’alimentazione

- Cortocircuito fase-terra

- Cortocircuito fase-fase

- Ventola

- Cortocircuito stadio di potenza

- Sovratemperatura stadio di potenza (solo su IMC-A-M)

- Errore del controllo PWM

- Errore sull’alimentazione principale

- Errore del sistema di frenatura: corto circuito del transistor o ciclo troppo elevato.

Il software VISUAL SETUP consente di individuare l’errore “Power stage”.

Se l’errore si presenta all’avvio del convertitore:

Controllare la tensione AC sugli ingressi L1 - L2 - L3 del connettore di potenza “X9”. Il valore misurato deve rientrare nel seguente range di valori:

- per IMC-A-E: 196 VAC < VAC < 253 VAC

- per IMC-A-M: 340 VAC < VAC < 528 VAC


Controllare il sistema di frenatura durante le fasi di decelerazione.

Controllare che la taglia del resistore di frenatura sia adeguata in base alle fasi di decelerazione del motore.

Controllare che la corrente del convertitore sia adeguata in base alle specifiche della tabella di corrente (vedere Capitolo 2).

Controllare che non ci siano cortocircuiti tra i collegamenti e tra i morsetti del motore.

Controllare che non ci sia un cortocircuito tra una fase motore e la terra.



Errore “FEEDBACK” nella Configurazione

Retroazione Resolver

Controllare i collegamenti del resolver sul connettore “X1” del convertitore secondo le descrizioni del connettore.

Verificare che il tipo resolver adoperato sia conforme alle specifiche del convertitore.

Controllare i collegamenti tra resolver e convertitore.

Errore “RDC” nella Configurazione

Retroazione Resolver

Se l’errore si presenta all’avvio del convertitore:

Verificare che il tipo resolver adoperato sia conforme alle specifiche del convertitore.


Verificare che il collegamento dello schermo tra resolver e convertitore siano conforme alle specifiche.

Errore “FEEDBACK” nella Configurazione Retroazione Encoder

Se si prese questo errore:

Controllare il collegamento dell’alimentazione encoder sul connettore “X3” del convertitore.

Controllare il collegamento dei canali A e B dell’encoder sul connettore “X3” del convertitore.

Nota. Nella configurazione “Incremental encoder without HES”, la procedura di fasatura del motore deve essere ripetuta dopo la rilevazione dell’errore “FEEDBACK”.



Errore “COUNTING” nella Configurazione Retroazione Encoder

Controllare il collegamento dell’impulso di zero sul connettore “X3” del convertitore. Se l’encoder del motore non fornisce l’uscita impulso di zero, il canale dell’impulso di zero deve essere disattivato per cancellare l’errore “COUNTING”. Il canale dell’impulso di zero può essere disattivato all’interno del convertitore ponendo il parametro “Zero mark pitch” a 0.

Nota. Quando il canale dell’impulso di zero è stato disattivato, la protezione sull’errore dei conteggi encoder non è più attiva. In questo caso, disturbi sui segnali dell’encoder potrebbero provocare movimenti incontrollati del motore, movimenti pericolosi per l’operatore e la macchina.

Encoder TTL Incrementale

Per la configurazione “TTL incremental encoder”:

Controllare che il valore della tensione di alimentazione dell’encoder sia corretto.

Verificare che i collegamenti di terra encoder-convertitore-motore e i collegamenti dello schermo siano corretti in base ai suggerimenti del Capitolo 4.

Verificare che le forme d’onda del canale A, del canale B e dell’impulso di zero Z siano corrette.

Verificare che siano soddisfatte le seguenti condizioni per calcolare la massima frequenza d’impulso dell’encoder alla velocità massima del motore:

“Max. motor speed” [rpm] < 60 x 106 / Numero di impulsi dell’encoder al giro

“Max. motor speed” [rpm] < 60 x Limite di frequenza degli impulsi encoder [Hz] / Numero di impulsi dell’encoder al giro.

Verificare che il valore dei parametri “Motor encoder resolution” e “Zero mark pitch” sia corretto.



Verificare che il numero di impulsi dell’encoder tra due impulsi di zero Z successivi sia uguale al valore della “Motor encoder resolution” moltiplicato per il valore del parametro “Zero mark pitch”. Se questa condizione non è soddisfatta, la protezione sui conteggi dell’encoder deve essere disattivata per poter annullare l’errore “COUNTING”. La protezione sui conteggio dell’encoder può essere disattivata ponendo il parametro “Zero mark pitch” a 0.

Per motori lineari con un solo impulso di zero lungo la corsa motore, il parametro “Zero mark pitch” deve essere posto a 15. In questo modo la protezione sui conteggi dell’encoder verifica che la posizione misurata dall’encoder abbia sempre lo stesso valore quando si passa per l’impulso di zero (non c’è deriva della misura di posizione).

ATTENZIONE! Quando la protezione sui conteggi dell’encoder è disattiva, il convertitore controlla solamente che la frequenza degli impulsi dell’encoder sia di 1,5 volte inferiore alla frequenza massima. La frequenza massima dell’encoder è calcolata all’interno del convertitore secondo il valore dei parametri “Motor encoder resolution” e “Maximum speed”. In questo caso, la rumorosità degli impulsi dell’encoder a frequenze 1,5 volte inferiori alla frequenza massima può provocare movimenti incontrollati del motore, movimenti pericolosi per l’operatore e per la macchina.

Nota. Nella configurazione “TTL incremental encoder without HES”, la procedura di fasatura del motore deve essere ripetuta dopo l’errore “COUNTING”.



Encoder SinCos Per la configurazione “Sin/Cos encoder”:

Controllare che il valore della tensione di alimentazione dell’encoder sia corretto.

Verificare che i collegamenti di terra encoder-convertitore-motore e i collegamenti dello schermo siano corretti in base ai suggerimenti del Capitolo 4.

Verificare che le forme d’onda del canale A, del canale B e del riferimento R dell’encoder siano corrette.

Verificare che il valore dei parametri “Motor encoder resolution” e “Zero mark pitch” sia corretto.

Verificare che il numero d’impulsi dell’encoder tra due segnali di riferimento R successivi sia uguale al valore di “Motor encoder resolution” moltiplicato per il valore del parametro “Zero mark pitch”. Se questa condizione non è soddisfatta, la protezione sui conteggi dell’encoder deve essere disattivata per poter annullare l’errore “COUNTING”. La protezione sui conteggi dell’encoder può essere disattivata ponendo il parametro “Zero mark pitch” a 0.

Per motori lineari con un solo impulso di riferimento R lungo la corsa motore, il parametro “Zero mark pitch” deve essere posto a 15. In questo modo la protezione sui conteggi dell’encoder verifica che la posizione misurata dall’encoder abbia sempre lo stesso valore quando si passa per l’impulso di riferimento R (non c’è deriva della misura di posizione).



ATTENZIONE! Quando la protezione sui conteggi dell’encoder è disattiva, il convertitore controlla solamente che la frequenza degli impulsi dell’encoder sia di 1,5 volte inferiore alla frequenza massima dell’encoder. La frequenza massima è calcolata all’interno del convertitore secondo il valore dei parametri “Motor encoder resolution” e “Maximum speed”. In questo caso, la rumorosità degli impulsi dell’encoder a frequenze 1,5 volte inferiori alla frequenza massima dell’encoder può provocare movimenti incontrollati del motore, movimenti pericolosi per l’operatore e per la macchina.

Nota. Nella configurazione “Sin/Cos encoder without HES”, la procedura di fasatura del motore deve essere ripetuta dopo l’errore “COUNTING”.

Errore “HES” Per la configurazione “Incremental encoder & HES”:

Controllare che i sensori Hall (HES) siano collegati correttamente al connettore “X3” del convertitore (con il tipo di HES a 60°, verificare le varie combinazioni di cablaggio fino a trovare il giusto ordine di cablaggio).

Controllare il livello della tensione di alimentazione dei sensori HES.

Controllare che il valore del parametro “Motor encoder resolution” sia corretto.

Verificare che i collegamenti di terra HES-convertitore-motore e i collegamenti dello schermo rispondano ai requisiti del Capitolo 4.

Per la configurazione “Absolute single-turn Sin/Cos encoder”:

Controllare che i canali di commutazione dell’encoder Sin/Cos encoder siano collegati correttamente al connettore “X3” del convertitore.

Controllare il livello della tensione di alimentazione dell’encoder Sin/Cos.

Controllare l’ampiezza dei segnali del canale C e del canale D dell’encoder Sin/Cos.

Controllare che il valore del parametro “Motor encoder resolution” sia corretto.

Controllare che i collegamenti di terra encoder-convertitore-motore e i collegamenti dello schermo rispondano ai requisiti del Capitolo 4.



Errore “I2T” Verificare che la corrente nominale del convertitore sia conforme alle specifiche della tabella di corrente (vedere Capitolo 2).

Verificare che la corrente nominale del convertitore definito dal parametro “Rated current” sia adeguata alla corrente richiesta per il ciclo di lavoro.

Errore “Following” L’errore “Following”, o di inseguimento, può verificarsi nelle modalità “SPEED MODE” e “POSITION MODE”.

Servo Azionamento in modalità SPEED MODE

(“P”, “PI”, “PI²”)

In modalità “SPEED MODE” l’errore “Following” corrisponde ad un errore di inseguimento dell’anello di velocità.

Verificare che il carico sia adeguato in relazione al tipo di motore e convertitore.

Ridurre le accelerazioni/decelerazioni.

Controllare che l’asse non sia bloccato da un fermo meccanico.

Controllare che il valore del parametro “Speed following error threshold” sia coerente con il ciclo di lavoro. Se necessario, aumentare il valore di questo parametro.

Servo Azionamento in modalità POSITION

MODE

In “MODALITA’ POSIZIONE” l’errore “Following” corrisponde ad un errore di inseguimento dell’anello di posizione.

Verificare che il carico sia adeguato in relazione al tipo di motore e di convertitore.

Ridurre le accelerazioni/decelerazioni.

Controllare che l’asse non sia bloccato da un fermo meccanico.

Controllare la regolazione dell’anello di posizione.

Verificare che il valore del parametro “Speed following error threshold” sia coerente con il ciclo di lavoro. Se necessario, aumentare il valore di questo parametro.



Problemi Operativi

Il motore non si muove Verificare che il convertitore sia acceso (alimentazione ausiliaria a 24 VDC accesa).

Verificare che l’alimentazione principale sia attiva.

Verificare i collegamenti del motore.

Verificare il cablaggio dei segnali logici “FC+”, “FC-” e “ENABLE” (vedere Appendice A).

Il motore è alimentato, ma non dà coppia

Verificare che i parametri “Maximum current” e “Rated current” non abbiano valore pari a 0.

Verificare che il convertitore sia in modalità coppia (comando “CI” attivo su “X2”) e che il riferimento di coppia non sia pari a 0.

Albero bloccato, oscillazioni irregolari, o rotazione a velocità

massima

Controllare i collegamenti del resolver o dell’encoder al rispettivo connettore ed il montaggio meccanico del sensore di posizione sul motore.

Controllare che il tipo di motore selezionato nell’elenco “Motor List” sia corretto.

Controllare il valore dei parametri “Motor parameters” nel menu “Advanced Functions” e, se necessario, ripetere la procedura “Auto-phasing procedure” con motore scollegato dal carico (vedere Capitolo 6, Regolazione del Convertitore).

Rotazione Discontinua del Motore con

intervalli a coppia nulla

Verificare il collegamento dei 3 cavi di fase tra motore e convertitore.

Deriva del Motore con comando analogico di

velocità pari a zero

Verificare che il collegamento del segnale di comando analogico tra il controllore e il convertitore risponda ai requisiti del Capitolo 4 (il cavo del “CV-” deve essere collegato all’uscita differenziale bassa del CN e non al terminale 0 V).

Verificare la compensazione dell’offset e, se necessario, eseguire il comando “Offset compensation”.



Rumorosità del motore allo stallo

Verificare che i collegamenti di terra motore-convertitore-controllore e i collegamenti dello schermo rispondano ai requisiti del Capitolo 4.

Verificare che il collegamento del commando analogico di velocità “CV” tra il controllore e il convertitore risponda ai requisiti del Capitolo 4, e controllare il collegamento degli schermi del cavo resolver lato motore e lato convertitore.

Rumorosità del motore in moto ed allo stallo

Verificare la rigidità della catena di trasmissione meccanica tra motore e carico (gioco e elasticità dei giunti e degli ingranaggi).

Ripetere il comando “Auto-tuning” selezionando una larghezza di banda inferiore (“Medium” o “Low”).

Se il problema persiste, ripetere la procedura di “Auto-tuning” selezionando il filtro “Antiresonance filter”.

Difficoltà di Controllo della Posizione da CN

Verificare la presenza di segnali A, B e Z sul connettore “X2” del convertitore muovendo l’albero motore a mano e verificare il collegamento tra CN e convertitore.

Verificare la direzione dei conteggi del CN in relazione alla polarità del comando analogico di velocità. Se risulta invertita, utilizzare la funzione “Reverse Movement” nel software VISUAL SETUP per ottenere il funzionamento corretto.



Assistenza e Manutenzione

Manutenzione Quando si sostituisce un convertitore su una macchina, procedere come segue:

Collegare il “Parameter EEPROM” del vecchio convertitore (o una sua copia) sul nuovo.

Applicare un riferimento analogico di velocità zero sull’ingresso “CV” e avviare la procedura automatica “Offset Compensation” tramite il pulsante posto sul pannello frontale del convertitore.

Il nuovo convertitore ora è configurato come quello vecchio.

Servizio Clienti Per qualsiasi spiegazione, interventi, o parti di ricambio, prego contattare direttamente il Servizio Clienti:

ABB Sace S.p.a.Customer ServiceFrazione Stazione Portacomaro, 97/CI – 14100 ASTI (ITALY)Telefono +39 0141 276.1Telefax +39 0141 276.294

Quando si contatta il nostro Servizio Clienti si prega di prendere nota del codice prodotto e del numero di serie S.N. presente sull’etichetta del convertitore.


Appendice A – Regolazioni Varie

Posizionamento dei moduli

Il posizionamento dei componenti interni del convertitore IMC è predefinito secondo lo schema di montaggio riportato di seguito.

Schema montaggio componenti interni

Adattamento a Vari Tipi di Resolver

Per la connessione di resolver, vedere sia il seguente diagramma di cablaggio del connettore “X1” sia il diagramma del costruttore:

Nota. Per l’utilizzo di resolver con valori di trasformazione esterni al range che va da 0,3 a 0,5, l’adattamento deve essere eseguito in fabbrica in fase di produzione da ABB Sace.

Nota. Quando si utilizzano resolver con un numero di paia poli N > 1, tutti i valori di velocità visualizzati dal convertitore corrispondono a N volte la velocità di rotazione del motore.



Adattamento a Vari Tipi di Motore

I servo convertitori IMC-A sono destinati all’utilizzo con servomotori brushless AC della Serie 8C prodotti da ABB Sace.

I servo convertitori IMC-A possono essere abbinati con servomotori brushless AC provenienti da altri costruttori. In questo caso è necessario sistemare i seguenti parametri.

Sensore Termico di Motore

Il sensore termico deve essere connesso al connettore “X1” del resolver, pin 1 e 2.

Il motore può essere equipaggiato o con un sensore “CTN” (resistenza ohmica = funzione decrescente di T°) o con un sensore “CTP” (resistenza ohmica = funzione crescente di T°).

Il parametro “Motor T° error threshold” consente di impostare il valore ohmico (kOhm) del sensore corrispondente al livello di temperatura previsto per l’intervento della protezione termica del motore.

Il parametro “Motor T° warning threshold” consente di impostare il valore ohmico (kOhm) corrispondente al livello di temperatura previsto per l’allarme di protezione termica del motore.

Quando si raggiunge la temperatura d’allarme, l’allarme viene segnalato sul pannello frontale del convertitore. Quando si raggiunge la temperatura di intervento, il convertitore viene disabilitato.

Nota. Quando si utilizza un sensore “CTN”, il valore ohmico della soglia di allarme sarà maggiore o uguale al valore ohmico della soglia di protezione.

Quando si utilizza un sensore “CTP”, il valore ohmico della soglia d’allarme sarà minore o uguale al valore ohmico della soglia di protezione.

Le soglie di protezione predefinite per i sensori termici dei servomotori ABB sono:

Sensore PTC: la soglia di intervento è pari a 3,3 kOhms di resistenza del sensore termico, che corrisponde a 140°C circa.

Sensore NTC: la soglia di intervento è pari a 3,3 kOhms di resistenza del sensore termico, che corrisponde a 140°C circa.



Protezione I2t La protezione I2t opera in modi diversi a seconda della modalità di limita-zione della corrente selezionata: “3imiti mode”, oppure “3imitino mode”.

Limitazione di corrente in “Fusing mode”

Se dopo 1 secondo la corrente efficace non è inferiore all’85 % della corrente nominale “Rated current”, l’errore “I2t” viene rilasciato e il convertitore disabilitato.

L’intervento della protezione I2t limita la corrente la corrente efficace del convertitore al valore della corrente nominale “Rated current”.

Il diagramma di limitazione della corrente del convertitore nei casi estremi (sovraccarico del motore o albero bloccato) è illustrato di seguito:

La durata della corrente massima prima della limitazione alla corrente nominale dipende dal valore dei parametri “Rated current” e “Maximum current”.

Tmax [secondo] = (t2 – t0) = 4 x ( Corrente nominale [A] )2 / ( Corrente massima [A] )2

La durata della limitazione di corrente prima dell’intervento della protezione dipende anch’essa dal valore dei parametri “Rated current” e “Maximum current”:

Tlim [secondo] = (t3 – t2) = 1 - 0.7 x ( Corrente nominale [A] )2 / ( Corrente massima [A] )2

Nota. Queste formule sono valide per un rapporto ( “Maximum current” / “Rated current” ) > 1,5.

Quando tale rapporto è uguale a 1, non vi è interruzione e la corrente viene limitata al valore della corrente nominale.

Il segnale “I2t” può essere visualizzato mediante l’oscilloscopio digitale disponibile nel software VISUAL SETUP.

“Rated current” [%] = 100 x “Rated current” [A] / “corrente nominale del convertitore” [A]

“Current limitation threshold” [%] = ( “Rated current” [%] )2 / 50

“Converter RMS current” [Arms] = ( valore del segnale I2t [%] x 50 )1/2 x “corrente nominale del convertitore” [A] / 100



Limitazione di corrente in “Limiting mode”

L’intervento della protezione I2t limita la corrente efficace del convertitore al valore della corrente nominale “Rated current”.

Il diagramma di limitazione della corrente del convertitore è illustrato di seguito.

La durata della corrente massima prima della limitazione alla corrente nominale (t2 – t0) è calcolata esattamente come in modalità “Fusing mode”.



Protezione sui Conteggi Encoder

Quando i servomotori sono equipaggiati con retroazione da encoder, ogni errore nel conteggio degli impulsi encoder genera un errore di misura della posizione del rotore e può causare movimenti incontrollati del motore, pericolosi per l’operatore e la macchina. La protezione sui conteggi dell’encoder disponibile sui convertitori della serie IMC-A consente di rilevare gli errori di conteggio degli impulsi e disabilita immediatamente il convertitore per motivi di sicurezza.

La protezione sui conteggi dell’encoder controlla che il numero degli impulsi encoder tra due successivi impulsi di zero Z (o impulsi di riferimento R) sia uguale al valore “Motor encoder resolution” moltiplicato per il valore del parametro “Zero mark pitch”. La protezione sui conteggi controlla anche che la frequenza degli impulsi encoder sia inferiore a 1,5 volte la frequenza massima. La frequenza massima dell’encoder è calcolata all’interno del convertitore in base al valore dei parametri “Motor encoder resolution” e “Maximum speed”.

Il valore del parametro “Motor encoder resolution” stabilisce il numero di impulsi encoder (o periodi del segnale encoder) per un giro motore (per motore rotativo) o per paia poli motore (per un motore lineare).

Il valore del parametro “Zero mark pitch” stabilisce il numero di giri motore (per motore rotativo) o di paia poli motore (per motore lineare) tra due successivi impulsi di zero Z (o impulsi di riferimento R).

Per motori rotativi, il parametro “Zero mark pitch” è generalmente uguale a 1 perché l’encoder ha un solo impulso di zero Z (o impulso di riferimento R) per giro motore.

Per motori lineari con un solo impulso di zero nell’intera corsa motore, il parametro “Zero mark pitch” deve essere posto a 15. In questo caso, la protezione sui conteggi encoder controlla che la posizione misurata dall’encoder abbia sempre lo stesso valore quando passa per l’impulso di zero (nessuna deriva della misura di posizione).

Nota. Nella configurazione “Incremental encoder without HES”, dopo un errore “COUNTING”, è necessario ripeter la procedura di fasatura del motore perché il riferimento di posizione del rotore non è valido per la commutazione del motore.


Position loopmodel

Following error

thresholdPosition

reference

Realposition

error

Theoretical position error

Comparator

Following error

-

+Absolute

value

Following error

threshold

Position error Comparator

Following error

Absolute value


Protezione sull’Errore di Posizione

Il funzionamento della protezione sull’errore di posizione selezionando la modalità “Absolute” nella finestra “Safety limits” è descritto di seguito.

L’errore dell’anello di posizione è continuamente confrontato con il valore del parametro “Following error threshold”. Quando l’errore dell’anello di posizione supera la soglia “Following error threshold”, viene rilasciato l’errore “Following”, o di inseguimento.

Il funzionamento della protezione sull’errore di posizione selezionando la modalità “Relative to dynamic model” della finestra “Safety limits” è descritto di seguito.

L’errore effettivo dell’anello di posizione è continuamente confrontato con il valore teorico di errore dell’anello di posizione dato da un modello di calcolo. Quando la differenza supera la soglia stabilita dal parametro “Following error threshold”, viene rilasciato l’errore “Following”, o di inseguimento. In questa configurazione, tuttavia, quando la regolazione dell’anello di posizione è effettuata senza termine di anticipato della velocità (“Feedforward speed gain” = 0) per ottenere un posizionamento senza oscillazioni nella modalità “Stepper motor emulation”, è consigliabile impostare una soglia “Following error threshold” bassissima per rilevare anche il più piccolo errore sull’asse.



Utilizzo degli Ingressi di Fine Corsa “FC”

Il tempo di risposta è di 500 microsecondi.

Quando il convertitore è in controllo di velocità (ingresso logico “CI” disattivo) o in controllo di coppia (ingresso logico “CI” attivo), l’attivazione dell’ingresso di fine corsa “FC+” inibisce la rotazione oraria (CW) del motore, e l’attivazione dell’ingresso di fine corsa “FC-” inibisce la rotazione antioraria (CCW) del motore. Il motore decelera con la corrente massima “Maximum current” del convertitore in modo da frenare nel minor tempo possibile.

ATTENZIONE! La direzione di moto positiva e negativa dipende dai collegamenti del sensore di retroazione della posizione (encoder o resolver), ed anche dai collegamenti del motore. Quindi, prima di montare e collegare gli ingressi di fine corsa, si raccomanda di fissare la direzione di moto positiva e negativa del motore.

Utilizzo dell’Ingresso “CV0”

Il tempo di risposta è di 500 microsecondi.

Quando il convertitore è in controllo di velocità (ingresso logico “CI” disattivo), l’abilitazione dell’ingresso “CV0” interrompe la rotazione dell’asse (il tempo di decelerazione dipende dal valore del parametro “Accel/Decel time”).

Quando il convertitore è in controllo di coppia (ingresso logico”CI” attivo), l’abilitazione dell’ingresso “CV0” applica un riferimento analogico di corrente pari a zero e il riferimento viene mantenuto a zero finché resta attivo l’ingresso “CV0”.

Utilizzo dell’Uscita “AOK”

Se si verifica un errore qualsiasi, il convertitore viene disabilitato.

Quando si verifica un errore (eccetto l’errore “UNDERVOLT.”), il contatto relé “AOK” si apre.

Impiegare il contatto relé “AOK” come descritto nel Capitolo 4, Specifiche dell’uscita relé “AOK”, in modo da consentire l’inserzione dell’alimentazione principale dopo la fase di inizializzazione.

Nota. L’errore “UNDERVOLT.” può essere configurato dal software VISUAL SETUP per aprire il contatto relé “AOK”.



Utilizzo dell’Ingresso di “RESET”

Per conservare i riferimenti di inizializzazione di posizione anche quando il convertitore rilevare un errore memorizzato o quando viene spenta l’alimentazione principale, è consentito cancellare l’errore mediante l’ingresso di “RESET”, pin 13 del connettore “X2”, senza spegnere l’alimentazione ausiliaria 24 VDC, ed è possibile mantenere l’alimentazione 24 VDC mediante una batteria di riserva 24 VDC (vedere Capitolo 4).

Utilizzo dell’Ingresso “ENABLE”

L’ingresso “ENABLE” assicura la abilitazione/disabilitazione del convertitore come mostra il diagramma temporale riportato di seguito:

Utilizzo dell’Uscita “BRAKE”

Il tipo di freno motore sprovvisto di alimentazione, viene controllato quando il motore è abilitato (ingresso “ENABLE” attivo e nessun errore visualizzato).



Uscite Encoder Incrementale

I due canali A e B in quadratura insieme ad un impulso di zero Z per giro motore permettono di chiudere l’anello di posizione all’interno del CN.

Il parametro “Output encoder resolution” deve essere impostato secondo la seguente tabella:

Maximum motor speed [rpm] Fino a 1600

Fino a 3200

Fino a 6400

Fino a 12800

Fino a 25000

Encoder output resolution [ppr] da 512 a 16384

da 512a 8192

da 512a 4096

da 512a 2048

da 512a 1024

La risoluzione stabilita dal parametro “Output encoder resolution” si può dividere per 2, 4 o 8 modificando il parametro “Resolution division ratio”.

Il parametro “Output encoder deadband” introduce una zona morta intorno alla posizione resolver allo stallo in modo da evitare le oscillazioni +/- 1 del fronte di salita dei canali encoder A e B. Il valore 4095 corrisponde a 1/16 del giro motore.

Il parametro “Zero pulse origin shift” permette di sfasare la posizione dell’impulso di zero sul canale Z rispetto alla posizione zero del resolver. Il valore 32767 corrisponde ad un giro motore. L’ampiezza dell’impulso di zero equivale a 1/4 del periodo dei canali A e B.



Utilizzo dell’Ingresso “External Current Limitation”

L’ingresso analogico “ILIM” (0 ÷ 10 V) consente la regolazione dinamica di coppia, ossia: coppia massima applicando una tensione di 0 V; coppia via via ridotta da 0 V in su; coppia nulla applicando 10 V.

Selezionando l’opzione “Analog current limit reversal” nella finestra “Current limit” si inverte la polarità di questo ingresso, ossia: coppia nulla per tensione pari a 0 V; coppia massima applicando una tensione di 10 V.

La configurazione predefinita è “Analog current limit reversal” non selezionata. In questo caso, non c’è alcuna limitazione di coppia per 0 V applicati all’ingresso “ILIM”, quindi la coppia massima è disponibile quando l’ingresso “ILIM” non è connesso.

Indirizzamento del Convertitore mediante RS232

I convertitori IMC-A permettono una connessione multi-asse con un PC supervisore mediante il collegamento seriale RS-232 secondo il seguente schema di connessione.

La connessione delle varie unità (PC supervisore e convertitori) è fatta ad anello: il segnale di trasmissione (TxD) di ciascuna unità è connesso al segnale di ricezione (RxD) dell’unità seguente. Ogni convertitore IMC-A dispone di 4 micro-interruttori per l’assegnazione di un indirizzo. I convertitori IMC-A collegati all’anello devono avere indirizzi diversi. Nella configurazione multi-asse l’indirizzo deve essere compreso tra 1 e 15. L’indirizzo 0 corrisponde alla configurazione di comunicazione monoasse (nessun indirizzo).

La connessione ad un convertitore con indirizzo “X” viene fatta selezionando il numero di indirizzo del convertitore nel menù “Setup” del software VISUAL SETUP.



Indirizzamento del Convertitore mediante RS422

I convertitori IMC permettono una connessione multi-asse con un PC supervisore mediante il collegamento seriale RS-422 secondo il seguente schema di connessione.

Tutti i convertitori sono connessi al computer in parallelo.

I segnali di ricezione dei convertitori (RxD) sono connessi al segnale di trasmissione del computer (TxD).

I segnali di trasmissione dei convertitori (TxD) sono connessi al segnale di ricezione del computer (RxD).

Ogni convertitore IMC dispone di 4 micro-interruttori per l’assegnazione di un indirizzo. I convertitori IMC-A collegati al computer principale devono avere indirizzi diversi. Nella configurazione multi-asse l’indirizzo deve essere compreso tra 1 e 15. L’indirizzo 0 corrisponde alla configurazione di comunicazione monoasse (nessun indirizzo).

La connessione ad un convertitore con indirizzo “X” viene fatta selezionando il numero di indirizzo del convertitore nel menù “Setup” del software VISUAL SETUP.



Compensazione della Coppia di Cogging

La coppia di cogging nei motori brushless rotativi e lineari a magneti permanenti deriva dall’interazione tra i magneti del rotore e le cave dello statore. Questo disturbo è dovuto alla differenza di riluttanza tra il rame delle bobine e i denti dello statore. Per un determinato motore, l’effetto del cogging può essere facilmente riconosciuto muovendo a mano il motore quando il convertitore è disabilitato. L’opzione “Cogging torque compensation” disponibile sui convertitori della serie IMC-A permette di compensare ed annullare l’effetto del cogging del motore per specifiche applicazioni dove si richiedono una precisione di coppia o di momento maggiori dell’1 % .

Questa opzione dei convertitori IMC-A per la compensazione del cogging deve essere installata in fabbrica. Controllare la presenza dell’opzione di compensazione di dentatura nel menù opzioni del VISUAL SETUP. In questo caso, la funzione “Cogging torque compensation” si può selezionare nella finestra “Servo loop”.

Nota. Per un motore brushless equipaggiato con encoder incrementale, l’opzione “Cogging torque compensation” è disponibile soltanto se l’encoder fornisce un impulso di zero per ogni giro di motore.

La procedura di acquisizione dell’effetto cogging si avvia mediante il pulsante “Start”. Il motore deve essere scollegato dal carico e l’albero non dev’essere disturbato durante la procedura. Prima di avviare l’acquisizione, porre l’azionamento in modalità di controllo manuale e poi disabilitarlo (Controllo d’azionamento impostato su “Off”). Quindi, avviare la “Autotuning procedure” con i seguenti parametri:

- “Regulator” posto su “PI²”

- “Filter” posto su “Max. stiffness”

- “Bandwidth” posto su “High”.

Alla fine della procedura di acquisizione della coppia di cogging, è possibile salvare un file parametri del convertitore (*.PAR) che può essere riutilizzato per ripristinare le impostazioni iniziali.

La funzione “Enable cogging torque compensation” permette la messa in servizio della compensazione dell’effetto cogging del motore. Questa funzione è salvata nella EEPROM del convertitore.

Dopo la procedura di acquisizione, la funzione “Save cogging torque data into a file” permette di memorizzare nel PC il valore di coppia di cogging corrispondente al motore adoperato (file *.COG).

La funzione “Write cogging torque data into the drive” permette di caricare nel convertitore il valore di coppia di cogging corrispondente ad un determinato motore, se questo valore è stato precedentemente memorizzato nel PC (file*.COG).



Nota. Per un motore brushless equipaggiato con encoder incrementale, all’accensione del convertitore la compensazione dell’effetto cogging è operativa soltanto dopo la rilevazione del primo impulso di zero dell’encoder.

Nota. Il valore della coppia di cogging del motore viene controllato all’accensione del convertitore. Se è errato (problemi di memorizzazione nella memoria del convertitore) viene visualizzato l’errore “EEPROM” e la funzione “Enable cogging torque compensation” disattivata.

Nota. Quando si sostituisce un convertitore su un asse, il file parametri di regolazione (*.PAR) così come il file della coppia di cogging (*.COG) corrispondenti al motore devono essere ricaricati.

Nota. Quando si sostituisce il motore o quando si scollega il sensore di resolver, la procedura di acquisizione deve essere ripetuta.



Sistema di Retroazione di Potenza mediante Resistenza di Frenatura

Tutti gli azionamenti IMC sono equipaggiati con un sistema di retroazione della potenza. Quando il motore decelera con grande inerzia e alta velocità, l’energia di frenatura viene rigenerata verso l’azionamento. Questa energia viene dissipata su di una resistenza chiamata “resistenza di frenatura”.

Per evitare la dissipazione di calore all’interno dell’azionamento, la resistenza di frenatura è sempre montata all’esterno. Essa deve essere montata lontano da elementi sensibili ed infiammabili (plastica, guaine di cavi, ecc.).

Per una retroazione di potenza efficiente da parte di azionamenti in applicazioni multi-asse, il bus DC (“DC+” e “DC-” del morsetto di potenza “X9”) può essere connesso in parallelo (vedere lo schema di collegamento del Capitolo 4, Applicazione Multiasse).

In questo caso, anche le alimentazioni principali devono essere collegate in parallelo in modo da bilanciare l’assorbimento di corrente all’interno dei convertitori AC/DC.

Si raccomanda di montare la resistenza di frenatura sull’azionamento con il valore di corrente nominale più alto.

Un controllo elettronico della potenza dissipata evita il sovraccarico della resistenza di frenatura. Quindi, se l’energia rigenerata sugli azionamenti collegati con bus DC in parallelo è troppo elevata, la tensione del bus DC aumenterà fino al raggiungimento della soglia di errore “OVERVOLTAGE”. Un seconda resistenza di frenatura deve quindi essere montata sul secondo asse.



Codifica dei convertitori

Cifra 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

Codice I M C _ _ _ _ _ _ _ _ _

Servo azionamento IMC

Analogico ACANOpen C

PROFIBUS-DP PDevice-Net D

Tensione alimentazione 230V ETensione alimentazione 400V M

Dimensioni

Revisione

Opzioni

Opzioni speciali


SE

RV

O A

ZIO

NA

ME

NTI

IMC

-AM

AN

IU22

.060

5 I

ABB Sace S.p.a.Linea S (Servomotors & Servodrives)Uffici e StabilimentoFrazione Stazione Portacomaro, 97/CI - 14100 AstiITALYTelefone: +39 0141 276 111Fax: +39 0141 276 294E-mail: [email protected]: www.abb.com Servomotors

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