SIMATIC
FM-STEPDRIVE/SIMOSTEP
Unità di potenza e motori passo-passo trifase
Descrizione delle funzioni
Documentazione del produttore
Edizione 01.01
SIMATIC
FM-STEPDRIVE/SIMOSTEP
Unità di potenza e motori passopasso trifase
Breve descrizione
1
Descrizione delle
funzioni
2
Dati tecnici
FM-STEPDRIVE
3
Descrizione dei segnali
4
Montaggio
5
Collegamento dei cavi
6
Messa in funzione
7
Indicazioni di stato ed
eliminazione guasti
8
Dati tecnici
SIMOSTEP
9
Descrizione del funzionamento
Documentazione del produttore FM-STEPDRIVE/SIMOSTEP
Spiegazione delle
grandezze e delle curve
caratteristiche dei
motori passo-passo
Valido per
Controllore
SIMATIC
Edizione 01.01
Stato del software
1
10
Documentazione SINUMERIK®
Chiave di lettura delle lettere delle edizioni
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all'edizione precedente viene segnalata dalla diversa lettera dell’edizione che compare sulla
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Edizione
Nr. di ordinazione
Nota
01.96
6SN1197-0AA70-0YP0
A
10.96
6SN1197-0AA70-0YP1
C
01.97
6SN1197-0AA70-0YP2
C
11.98
6SN1197-0AA70-0YP3
C
01.01
6SN1197-0AA70-0YP4
C
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un controllo continuo e le eventuali correzioni che si rendessero necessarie
vengono apportate nell’edizione successiva. Saremmo comunque lieti di ricevere
eventuali suggerimenti atti a migliorare ulteriormente la qualità della
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Con riserva di modifiche tecniche.
N. di ordinazione 6SN1197-0AA70-0YP4
Stampato in Germania
Siemens-Aktiengesellschaft.
Norme di sicurezza
Il presente manuale riporta una serie di indicazioni che devono essere
rispettate per evitare danni a persone e cose. Tali indicazioni sono
contrassegnate da un triangolo di segnalazione e, a seconda del grado di
pericolo che comportano, sono suddivise secondo le tre categorie che
seguono:
!
Pericolo
!
Avvertenza
!
Attenzione
!
Nota
Personale qualificato
Uso adeguato
dell'apparecchio
!
Indica che la mancata adozione di misure preventive può causare la
morte, gravi rischi per l'incolumità personale o notevoli danni alle cose.
Indica che la mancata adozione di misure preventive può causare la
morte, gravi rischi per l'incolumità personale oppure notevoli danni alle
cose.
Indica che la mancata adozione di misure preventive comporta rischi di
minore rilievo per l'incolumità personale oppure può causare danni alle
cose.
Informazioni importanti relative al prodotto, all’uso del prodotto oppure
rimando a una sezione del manuale cui si deve prestare particolare
attenzione.
L'apparecchio può essere messo in funzione e utilizzato esclusivamente
da personale qualificato. Ai sensi delle norme di sicurezza riportate nel
presente manuale, con il termine "personale qualificato" si intendono le
persone autorizzate a mettere in funzione, collegare a terra e
contrassegnare apparecchi, sistemi e circuiti elettrici in maniera adeguata.
Si tengano presenti le seguenti indicazioni:
Avvertenza
L’apparecchio può essere utilizzato esclusivamente per le applicazioni
previste dal catalogo e dal presente manuale ed esclusivamente in
collegamento con apparecchi e componenti di altra marca specificamente
consigliati o autorizzati da Siemens.
La sicurezza e il corretto funzionamento del prodotto presuppongono
adeguate operazioni di trasporto, magazzinaggio, predisposizione e
montaggio, nonché un corretto uso e un'accurata manutenzione.
Marchi
SIMATIC® e SINEC® sono marchi depositati della SIEMENS AG.
I
II
01.01
Indice
Indice
Pagina
Breve descrizione .....................................................................................................................1-1
Descrizione delle funzioni........................................................................................................2-1
Dati tecnici FM-STEPDRIVE.....................................................................................................3-1
3.1
Dati elettrici........................................................................................................3-2
3.2
Dati meccanici...................................................................................................3-5
3.3
Condizioni ambientali ........................................................................................3-5
3.4
Norme, direttive e leggi applicabili.....................................................................3-6
Descrizione dei segnali ............................................................................................................4-1
4.1
Interfaccia impulsi .............................................................................................4-2
4.2
Interfaccia segnali .............................................................................................4-3
4.3
Diagrammi dei tempi dei segnali .......................................................................4-4
Montaggio..................................................................................................................................5-1
Collegamento dei cavi..............................................................................................................6-1
6.1
Collegamento dell'FM-STEPDRIVE al SIMOSTEP...........................................6-2
6.2
Esempio di collegamento per FM-353 e FM-NC/FM357 ..................................6-4
6.3
Schema di collegamento dei cavi per armadio elettrico....................................6-6
6.4
Collegamento di rete per più assi......................................................................6-7
6.5
Funzionamento di un asse nell'area di lavoro di sicurezza .............................6-10
6.6
Accessori.........................................................................................................6-12
Messa in funzione.....................................................................................................................7-1
Indicazioni di stato ed eliminazione guasti ............................................................................8-1
Dati tecnici SIMOSTEP .............................................................................................................9-1
Descrizione delle grandezze e delle curve caratteristiche
dei motori passo-passo .........................................................................................................10-1
10.1
Concetti fondamentali .....................................................................................10-2
10.2
Curve caratteristiche di coppia........................................................................10-3
© Siemens AG 1998 All Rights Reserved
FM-STEPDRIVE/SIMOSTEP (FB)
III
IV
Breve descrizione
© Siemens AG 1998 All Rights Reserved
FM-STEPDRIVE/SIMOSTEP (FB)
1
1-1
1 Breve descrizione
01.01
FM-STEPDRIVE è un'unità di potenza preposta al controllo di un motore
passo-passo trifase Siemens Serie SIMOSTEP. FM-STEPDRIVE è stato
realizzato sotto forma di modulo del sistema di automazione SIMATIC S7300.
La Serie SIMOSTEP comprende i seguenti motori passo-passo trifase:
Tabella 1-1
Motori passo-passo Serie SIMOSTEP
Tipo di motore
senza freno
SIMOSTEP 1FL3041
SIMOSTEP 1FL3042
SIMOSTEP 1FL3043
SIMOSTEP 1FL3061
SIMOSTEP 1FL3062
Tipo di motore
con freno
SIMOSTEP 1FL3041
SIMOSTEP 1FL3042
SIMOSTEP 1FL3043
SIMOSTEP 1FL3061
SIMOSTEP 1FL3062
Coppia
nominale
Corrente
nominale
2 Nm
4 Nm
6 Nm
10 Nm
15 Nm
Coppia
nominale
1,8 A
2,0 A
2,3 A
4,1 A
4,8 A
Corrente
nominale
2 Nm
4 Nm
6 Nm
10 Nm
15 Nm
1,8 A
2,0 A
2,3 A
4,1 A
4,8 A
Numero di
ordinazione
1FL3041-0AC31-0BG0
1FL3042-0AC31-0BG0
1FL3043-0AC31-0BG0
1FL3061-0AC31-0BG0
1FL3062-0AC31-0BG0
Numero di
ordinazione
1FL3041-0AC31-0BH0
1FL3042-0AC31-0BH0
1FL3043-0AC31-0BH0
1FL3061-0AC31-0BH0
1FL3062-0AC31-0BH0
Figura 1-1 Unità di potenza FM-STEPDRIVE e motore SIMOSTEP
Riferimenti
bibliografici
Elektrische Schrittmotoren und -Antriebe
Prof. Dr. Erich Rummich, TH Wien
Dr.-Ing. Ralf Gförer SIG BERGER LAHR
et al.
Expert - Verlag: ISBN 3-8169-0678-8
1-2
© Siemens AG 1998 All Rights Reserved
FM-STEPDRIVE/SIMOSTEP (FB)
Descrizione delle funzioni
© Siemens AG 1998 All Rights Reserved
FM-STEPDRIVE/SIMOSTEP (FB)
2
2-1
2 Descrizione delle funzioni
01.01
Sul pannello anteriore dell'unità di potenza FM-STEPDRIVE sono presenti
le interfacce, gli interruttori e gli indicatori mostrati nella Figura 2-1. Le
interfacce e gli interruttori di impostazione dei parametri risultano visibili
quando si aprono gli sportelli anteriori.
Interfaccia
impulsi
Sportelli anteriori
Selettore
corrente di fase
motore
Interfaccia
segnali
Collegamento di rete
e circuito intermedio
Interruttori di
settaggio dei
parametri
Indicatori di stato (LED)
Collegamento motore
Figura 2-1
Interfaccia impulsi
Unità di potenza FM-STEPDRIVE
L’interfaccia impulsi consente di comandare l'unità di potenza mediante i
segnali di temporizzazione inviati dall’unità di posizionamento di livello
superiore. A ogni impulso, il motore gira di un passo. Inoltre, tramite un
segnale PWM (impulsi con modulazione in ampiezza), la corrente di fase
del motore passo-passo può essere regolata fra 0 e 100 %.
Segnali di ingresso: PULSE (impulso), DIR (senso di rotazione),
ENABLE (rilascio dell'unità di potenza), PWM
(controllore elettrico).
Segnale di uscita:
Interfaccia segnali
Tramite l’ingresso GATE_N dell’interfaccia segnali, i segnali trasmessi
all'ingresso PULSE per il controllo del motore possono essere rilasciati o
bloccati. L'ingresso ENABLE_N ha la medesima funzione dell'ingresso
ENABLE dell'interfaccia PULSE. Tuttavia è attivato mediante alimentazione a 24 V. Inoltre, tramite l’uscita ZERO può essere elaborato il segnale
zero del contatore ad anello interno.
Segnali di ingresso: GATE_N (blocco/rilascio del segnale)
ENABLE_N (rilascio dell'unità di potenza)
Segnali di uscita:
Collegamento di
rete e del circuito
intermedio
2-2
READY1_N (pronto).
ZERO (segnale zero contatore ad anello), READY2
(pronto), MSTILL (motore fermo)
Attraverso il collegamento di rete, l'unità di potenza viene alimentata con
115 Vca o 230 Vca. Attraverso il collegamento al circuito intermedio si può
eventualmente scaricare l'alimentazione di ritorno del motore.
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FM-STEPDRIVE/SIMOSTEP (FB)
01.01
2 Descrizione delle funzioni
Collegamento del
motore
A questo collegamento si può collegare un motore passo-passo trifase
Serie SIMOSTEP.
Selettore della
corrente e dei
parametri
Per l'impostazione della corrente di fase del motore, del numero di passi
(500, 1.000, 5.000, 10.000 passi/giro) e della riduzione di corrente
(al 60 % a motore fermo).
Indicatori di stato
(LED)
Segnalano lo stato di "pronto al funzionamento" e la presenza di eventuali
malfunzionamenti (cortocircuito fra fasi del motore, sovra-/sottotensione di
alimentazione, sovratemperatura unità di potenza, assenza del segnale
GATE_N.
Ventilatore
Nell'unità di potenza FM-STEPDRIVE è integrato un ventilatore.
Lo schema a blocchi della Figura 2-2 mostra i principali gruppi funzionali
dell'unità di potenza FM-STEPDRIVE.
Fusibile
Tensione del
circuito intermedio
115 V
o 230 V
DIR
PWM
Unità di
posizionamento
o di comando
p.es. FM 353
READY1_N
MSTILL
GATE_N
ENABLE_N
ZERO
READY2
Alimentatore
Ventilatore
Elaborazione
dei segnali e
generazione
del valore
nominale
(contatore
ad anello)
Alimentazione
24 V
Figura 2-2
Collegamento rete
e circuito intermedio
Stadi finali di
potenza con
regolatore
di corrente
Elettronica
di controllo
Collegamento
motore
ENABLE
Interfaccia segnali
PULSE
Interfaccia impulsi
FM-STEPDRIVE
3
SM
Motore
SIMOSTEP
FLT
OV
LV
TMP
GTE
RDY
Schema a blocchi dell'unità di potenza FM-STEPDRIVE
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FM-STEPDRIVE/SIMOSTEP (FB)
2-3
2 Descrizione delle funzioni
2-4
01.01
© Siemens AG 1998 All Rights Reserved
FM-STEPDRIVE/SIMOSTEP (FB)
3
Dati tecnici FM-STEPDRIVE
3.1
Dati elettrici
3-2
3.2
Dati meccanici
3-5
3.3
Condizioni ambientali
3-5
3.4
Norme, direttive e leggi applicabili
3-6
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FM-STEPDRIVE/SIMOSTEP (FB)
3-1
3 Dati tecnici FM-STEPDRIVE
3.1
01.01
Dati elettrici
Collegamento di rete Tensione di rete
115 V o 230 Vca
Tolleranza: -20% / +15%
Campo di frequenza: da 47 Hz a 63 Hz
Fusibile esterno
16 A (caratteristica "K" o "C")
Corrente d’ingresso
Max. 8 A a 115 V/4,5 A a 230 V
Corrente d’inserzione
Tempo di esclusione in caso di
Max. 75 A
> 10 ms a motore fermo
interruzione dell'alimentazione di rete
Consumo max.
Collegamento
circuito intermedio
80 W
Tensione circuito intermedio
da 160 V a 485 Vcc
Ciclo di disinserimento/inserzione (durante il funzionamento e
all'eliminazione di un guasto)
Collegamento
motore
Corrente di fase
da 1,7 A a 6,8 A
Max. 6,8 A con temperatura ambiente di 50°C
e in posizione di montaggio verticale
Max. 4,8 A con una temperatura ambiente di 60°C
e in posizione di montaggio verticale
Max. 4,8 A con una temperatura ambiente di 40°C
e in posizione di montaggio orizzontale
Tensione del motore
Cavo del
motore
3-2
>5s
Cavo idoneo per il traino,
con doppia schermatura
Lunghezza
Sezione
3 x 325 V (collegato alla rete)
3 x 1,5 CC
max. 50 m
2
3 x 1,5 mm
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FM-STEPDRIVE/SIMOSTEP (FB)
01.01
3 Dati tecnici FM-STEPDRIVE
Interfaccia impulsi
Nota
Tutti i segnali sono di tipo PELV (Protected Extra Low Voltage, tensione
molto bassa con protezione), secondo la Norma VDE 0160.
Ingressi dell’interfaccia impulsi
PULSE (impulso), DIR (senso di rotazione), ENABLE (rilascio dell'unità di
potenza), PWM (controllore elettrico). Per una descrizione dei segnali, si
rimanda al Capitolo 4.
Ingressi fotoaccoppiatore 5-V:
Controllo tensione:
Nhigh, min
Nhigh, max
Nlow, max
Nlow, min
=
=
=
=
2,5 V
5,25 V
0,4 V
-5,25 V
Imax = 30 mA
Controllo corrente:
Ihigh, min
Ihigh, max
Ilow, max
Ilow, min
=
=
=
=
7 mA
25 mA
0,2 mA
-25 mA
Nmax = 5,25 V
Nota
Per evitare disturbi, è consigliabile utilizzare un controllore in controfase.
Uscita dell’interfaccia impulsi
Uce
GND_S
Per una descrizione del segnale READY1_N (pronto), si rimanda al
Capitolo 4.
Uscita fotoaccoppiatore (senza protezione dall'inversione di polarità e da
cortocircuito):
!
Uce:
max. 30 V
Uce,sat:
< 1,0 V a 10 mA
Avvertenza
L’uscita non è protetta da cortocircuito né dall'inversione di polarità.
GND_S:
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FM-STEPDRIVE/SIMOSTEP (FB)
Massa del sistema, collegato internamente
3-3
3 Dati tecnici FM-STEPDRIVE
01.01
Interfaccia segnali
Nota
Tutti i segnali sono di tipo PELV (Protected Extra Low Voltage, tensione
molto bassa con protezione) secondo la Norma VDE 0160.
Ingresso dell’interfaccia segnali
GATE_N (blocco/rilascio del segnale), ENABLE_N (rilascio dell'unità di
potenza). Per una descrizione del segnale, si rimanda al Capitolo 4.
Ingresso fotoaccoppiatore PLC standard a 24 V:
Nhigh, min
Nhigh, max
Nlow, max
Nlow, min
= 15 V
= 30 V
= 5V
= -3 V
Ihigh, min
Ihigh, max
Ilow, max
Ilow, min
=
=
=
=
2 mA
15 mA
0,2 mA
-15 mA
Un ingresso aperto corrisponde a un segnale basso.
Sovratensione transitoria max.
35 V/500 ms
Uscite dell’interfaccia segnali
READY2 (pronto), ZERO (segnale zero contatore ad anello), MSTILL
(motore fermo). Per una descrizione dei segnali si rimanda al Capitolo 4.
Uscita PLC standard a 24 V READY2 (con protezione da sovraccarico e
cortocircuito):
tensione di alimentazione 24 V
Nhigh
Caduta di tensione
max. 3 V a 70 mA
Corrente di uscita
70 mA
Corrente di cortocircuito di lunga durata
max. 0,6 A
Corrente di punta
max. 5 A per 50 ms
Uscita aperta
Nlow
Corrente di fuga
max. 150 µA
Uscita PLC standard a 24 V ZERO (con protezione dal sovraccarico e da
cortocircuito):
Caduta di tensione
max. 3 V a 30 mA
Corrente di uscita
max. 30 mA
Altre specifiche come l’uscita READY2
Alimentazione esterna a 24 V dell’interfaccia segnali
Nota
L’alimentazione a 24 V deve essere conforme ai requisiti della Norma
DIN 19240.
Campo di tensione
Ondulazione
Corrente di ingresso
Sovratensione transitoria
3-4
da 18,5 V a 30,2 Vcc
3,6 V picco-picco
max.1,5 A
max. 35 V / 500 ms
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FM-STEPDRIVE/SIMOSTEP (FB)
01.01
3.2
3 Dati tecnici FM-STEPDRIVE
Dati meccanici
Dimensioni (alt. x largh. x prof.)
125 x 80 x 117 mm
Peso
3.3
890 g
Condizioni ambientali
Temperatura
ambiente
60°C
50°C
40°C
30°C
20°C
1A
Figura 3-1
2A
0
3A
4A
5A
9
6A
C
7A
F
Corrente di fase
in Ampere
Posizione interruttore
Relazione fra la corrente di fase e la temperatura ambiente
Senza condensa
Temperatura di trasporto e magazzinaggio
Vibrazioni tollerate durante il funzionamento
da 10 Hz a 58 Hz
da 58 Hz a 500 Hz
da -40°C a +70 °C
ampiezza 0,075 mm
2
8,9 m/s
Vibrazioni tollerate durante il trasporto (apparecchio imballato)
da 5 Hz a 9 Hz
ampiezza 3,5 mm
2
da 9 Hz a 500 Hz
10 m/s
Urti
15 g
Caduta libera
Apparecchio non imballato
Apparecchio imballato
11 ms
100 mm
500 mm
Resistenza al ribaltamento
Livello di rumorosità continuo
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FM-STEPDRIVE/SIMOSTEP (FB)
<50 dB(A)
3-5
3 Dati tecnici FM-STEPDRIVE
3.4
01.01
Norme, direttive e leggi applicabili
L'FM-STEPDRIVE va utilizzato nel rispetto delle seguenti norme,
direttive e leggi:
• DIN EN 60204 Parte 1 (VDE 0113) Equipaggiamento elettrico delle
macchine
• DIN VDE 0100
Norme per la realizzazione di
elettrodotti con tensioni fino a 1.000 V
• DIN VDE 0106
Protezione dalle scosse elettriche
• DIN VDE 0470 (anche: IEC 529) Classi di protezione IP
• DIN VDE 0875 (EN 55011)
Soppressione dei radiodisturbi
emessi
da generatori e impianti elettrici
• DIN EN 954-1
Sicurezza delle macchine
Parti di controllori con particolari
requisiti di sicurezza
Direttive generali di configurazione
Se il controllore di potenza FM-STEPDRIVE viene utilizzato in zone
residenziali, è necessario rispettare anche i valori limite delle seguenti
Norme:
• EN 60555
Ripercussioni sulle reti di alimenta
zione causate da elettrodomestici e
dispositivi di tipo analogo.
• EN 55022, Classe B
Valori limite e processi di misura dei
radiodisturbi generati da apparecchi
computerizzati
• DIN EN 61000 Parte 3-2
Compatibilità elettromagnetica
Inoltre, in caso di elevati picchi di disturbo, è necessario adottare misure
aggiuntive.
Raccomandazione: Utilizzare quadri elettrici di tipo EMC, ad esempio
quadri elettrici 8MC (-> Catalogo prodotti a bassa
tensione 21).
L'FM-STEPDRIVE è conforme alle seguenti Norme, direttive e leggi:
3-6
• UL 508
Apparecchiature di controllo per
applicazioni in campo industriale
• CSA C22.2 N. 142
Apparecchiature di controllo di
processo
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FM-STEPDRIVE/SIMOSTEP (FB)
4
Descrizione dei segnali
4.1
Interfaccia impulsi
4-2
4.2
Interfaccia segnali
4-3
4.3
Diagrammi di tempo dei segnali
4-4
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FM-STEPDRIVE/SIMOSTEP (FB)
4-1
4 Descrizione dei segnali
01.01
Segue una descrizione dei segnali e dei diagrammi dei tempi
relativamente all’interfaccia impulsi e all'interfaccia segnali.
4.1
Interfaccia impulsi
L’interfaccia impulsi presenta quattro ingressi con fotoaccoppiatore a 5 V
e un’uscita con fotoaccoppiatore.
Nota
I dati tecnici dell’interfaccia impulsi sono descritti nel Capitolo 3.
I tempi dei segnali degli ingressi e delle uscite sono descritti nel Capitolo 4.3.
Ingressi:
PULSE (impulso)
Per mettere in rotazione l’albero motore, sull’ingresso PULSE devono
essere presenti degli impulsi di forma rettangolare. Se l'unità di potenza è
pronta e se sull'ingresso GATE_N ci sono 24 V, ogni fianco di impulso
positivo determina un passo del motore.
Il senso di rotazione è predefinito dall’apposito ingresso (DIR).
DIR (senso di
rotazione)
Se sull'ingresso del segnale DIR non c'è corrente, il motore gira in senso
orario (guardando l’albero motore dal davanti). Se invece sull'ingresso del
segnale c'è corrente, il motore gira in senso antiorario (guardando l’albero
motore dal davanti). Il senso di rotazione può essere invertito anche
scambiando due fasi del motore.
ENABLE (rilascio)
Quando sull'ingresso ENABLE c'è corrente, l'unità di potenza è rilasciata.
Dopo circa 500 ms, l'unità di potenza segnala lo stato di "pronta al
funzionamento" tramite le uscite READY1_N e READY2; in questa
condizione, c’è conduzione di corrente attraverso il motore. Se in
corrispondenza dell'ingresso GATE_N dell'interfaccia segnali sono
presenti 24 V, si possono trasmettere impulsi di temporizzazione
all’ingresso PULSE.
PWM (controllo
corrente)
L'impostazione della corrente di fase del motore può essere regolata da
0% a 100% con un segnale modulato in ampiezza sull’ingresso PWM
(campo di frequenza da 10 kHz a 20 kHz). La corrente di fase è
determinata dal rapporto impulso/pausa del segnale PWM. In assenza di
corrente sull'ingresso del segnale, la corrente di fase impostata passa. In
presenza di corrente sull'ingresso del segnale, la corrente di fase del
motore viene esclusa. In questa condizione, il motore fermo non presenta
coppia di tenuta.
Uscita:
READY1_N (pronto)
4-2
Dopo l’attivazione dell’ingresso ENABLE, l'unità di potenza segnala lo
stato di "pronta al funzionamento" tramite l’uscita READY1_N. Quando
l'unità di potenza è nello stato di "pronta al funzionamento", sull’uscita
READY1_N è presente una resistenza bassa. Se in corrispondenza
dell'ingresso GATE_N dell'interfaccia segnali sono presenti 24 V, si
possono quindi trasmettere impulsi di temporizzazione all’ingresso
PULSE.
In caso di guasto all'unità di potenza o di mancata trasmissione del
segnale di rilascio dell'unità di potenza attraverso l’ingresso ENABLE,
sull’uscita READY1_N è presente una resistenza elevata.
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FM-STEPDRIVE/SIMOSTEP (FB)
01.01
4.2
4 Descrizione dei segnali
Interfaccia segnali
L+ (24 V)
M (24 V GND)
GATE_N
ENABLE_N
MSTILL
ZERO
READY2
L’interfaccia segnali è costituita da un ingresso con fotoaccoppiatore a
24 V e da due uscite con fotoaccoppiatore.
Nota
I dati tecnici dell’interfaccia impulsi sono descritti nel Capitolo 3.
I tempi dei segnali degli ingressi e delle uscite sono descritti nel Capitolo 4.3.
Ingressi:
GATE_N
(blocco/rilascio
impulsi)
In presenza di 24 V sull’ingresso GATE_N, il motore passo-passo viene
controllato dagli impulsi presenti sull'ingresso PULSE. Quando
sull'ingresso GATE_N sono presenti 0 V oppure quando l'ingresso è
aperto, gli impulsi presenti vengono bloccati. In un sistema a più assi,
questa funzione può essere utilizzata per selezionare i singoli assi.
Questo ingresso viene indicato mediante il LED GTE (vedi pag. 8-2).
ENABLE_N
(rilascio dell'unità di
potenza)
L'unità di potenza viene rilasciata nell'ingresso ENABLE_N sotto tensione.
Dopo circa 500 ms, l'unità di potenza comunica un segnale d'emergenza
alle uscite READY1_N e READY2 ed il motore è in tensione. Nel caso in
cui vi siano 24 V all'ingresso GATE_N dell'interfaccia segnali, è possibile
applicare gli impulsi di sincronizzazione all'ingresso PULSE.
Uscite:
ZERO
(segnale zero
contatore ad anello)
Quando il contatore ad anello interno è azzerato, sull’uscita ZERO sono
presenti 24 V. L'elaborazione del segnale ZERO consente di ottenere
un'elevata precisione di avanzamento con passi di riferimento accurati.
Fino a 300 giri motore/minuto, l'ampiezza dell'impulso del segnale ZERO
è uguale alla durata del periodo del segnale PULSE (impulso). In
corrispondenza di velocità del motore superiori, l'ampiezza dell'impulso
del segnale ZERO si riduce.
READY2 (pronto)
All’attivazione dell’ingresso ENABLE, l'unità di potenza segnala lo stato di
"pronta al funzionamento" attraverso l’uscita READY2. Quando l'unità di
potenza è nello stato di "pronta al funzionamento", sull’uscita READY2
sono presenti 24 V. Se in corrispondenza dell'ingresso GATE_N sono
presenti 24 V, si possono trasmettere impulsi di temporizzazione
all’ingresso PULSE.
In caso di guasto all'unità di potenza o in caso di mancata trasmissione
del segnale di rilascio dell'unità di potenza attraverso l’ingresso ENABLE,
sull’uscita READY2 è presente una resistenza elevata.
MSTILL
(motore fermo)
Tramite l'ingresso GATE_N è possibile bloccare il segnale ad impulsi
all'entrata e conseguentemente arrestare ilmotore.
L'arresto del motore ottenuto tramite GATE_N viene confermato tramite il
segnale MSTILL.
Se l'ingresso GATE_N è aperto o presenta 0 V, sull'uscita MSTILL sono
presenti 24 V. In tal caso, il movimento dell'asse del motore non è
possibile.L'applicazione di 24 V sull'ingresso GATE_N è confermato dalla
presenza di 0 V sull'uscita MSTILL, con conseguente rimozione del blocco
dell'asse del motore.
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4-3
4 Descrizione dei segnali
4.3
01.01
Diagrammi dei tempi dei segnali
I seguenti diagrammi dei tempi mostrano le connessioni temporali dei
segnali di ingresso/uscita dell’interfaccia impulsi e dell’interfaccia segnali.
Figura 4-1
Diagramma dei tempi ENABLE/READY
3B
3A
3A
PULSE
Passo
a destra
DIR
GATE_N
1
2
3A
3B
a sinistra
Impulsi bloccati
Impulsi rilasciati
Tempo di arresto >= 25 µs
Tempo di preparazione >= 0 µs
Durata degli impulsi minima >= 750 ns
Pausa degli impulsi minima >= 750 ns
Tempo di preparazione >= 500 µs
4
Tempo di arresto >= 25 µs
5
Tempo di attesa >= 500 ns
6
Pendenza >= 1 µs
Figura 4-2
Diagramma dei tempi PULSE/DIR/GATE_N
Figura 4-3
Diagramma dei tempi PWM o ENABLE e corrente di fase del motore
GATE_N
MSTILL
100ms
Figura 4-4
4-4
180ms
Diagramma dei tempi GATE_N/MSTILL
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Montaggio
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5
5-1
5 Montaggio
!
01.01
Pericolo
Tutte le operazioni di montaggio vanno effettuate in assenza di tensione.
Binario guida
Viti di fissaggio
(sono già integrate nell’apparecchio)
Figura 5-1 Montaggio dell'unità di potenza FM-STEPDRIVE
L'unità di potenza FM-STEPDRIVE deve essere montata come segue:
1. Agganciare l'FM-STEPDRIVE al binario guida e ribaltarla verso il
basso.
2.
Fissare l'FM-STEPDRIVE con le due viti poste alla base
dell’apparecchio.
Nota
Nell'unità di potenza è integrato un ventilatore. Durante il montaggio, fare
attenzione a lasciare sopra e sotto all’apparecchio 5 cm di spazio per
l'ingresso e l'uscita dell'aria.
Gli apparecchi non possono essere montati uno sopra l'altro se non
utilizzando una parete divisoria.
5-2
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6
Collegamento dei cavi
6.1
Collegamento dell'FM-STEPDRIVE al SIMOSTEP
6-2
6.2
Esempio di collegamento per FM-353 e FM-NC/FM357
6-4
6.3
Schema di collegamento dell'armadio elettrico
6-6
6.4
Collegamento alla rete di un sistema a più assi
6-7
6.5
Funzionamento di un asse nell'area di lavoro di sicurezza
6-10
6.6
Accessori
6-12
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6-1
6 Collegamento dei cavi
6.1
01.01
Collegamento dell'FM-STEPDRIVE al SIMOSTEP
L'unità di potenza FM-STEPDRIVE va collegata al motore Serie
SIMOSTEP come mostrato nella Figura 6-1.
FM-STEPDRIVE
Interfaccia impulsi
1
PULSE_N
DIR_N
ENABLE_N
PWM_N
GND
GND
READY1_N
15
PULSE
DIR
ENABLE
Unità di comando
PWM
GND
GND
non occupato
GND
Interfaccia segnali
L+ (24 V)
M (24 V GND)
GATE_N
ENABLE_N
Alimentazione
24 V
Unità di comando
MSTILL
ZERO
READY2
Collegamento motore
Collegamento rete/
circuito intermedio
L
115 VAC
oppure
230 VAC
DC
+
DC
-
Fusibile
V
V
W
W
115
Filtro
antidisturbo
N
U
U
Cavetto pieno
con schermatura
230
N
PE
PE
(W) 3
(V) 2
(U) 1
MS
4
5
6 7
8
9
Collegamento
schermatura
Molla di rilascio
tensione
0
Motore SIMOSTEP
Cavetto
pieno con
schermatura
Collegamento
schermatura
Piastra di
montaggio
Collegamento
schermatura
Raccordo a vite
cavo motore
Figura 6-1
Collegamento dell'FM-STEPDRIVE al motore SIMOSTEP
!
6-2
Pericolo
Tutte le operazioni di collegamento vanno effettuate con la tensione di
alimentazione disinserita.
A tensione di alimentazione inserita, sui collegamenti di rete, del circuito
intermedio e del motore sono presenti alte tensioni. Quando l'apparecchio
è in tensione, questi collegamenti non devono assolutamente essere
toccati: rischio di morte o di gravi lesioni personali
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01.01
6 Collegamento dei cavi
Collegamento alla
rete
!
L'apparecchio deve essere protetto tramite un fusibile standard esterno 16
A tipo K o C
Pericolo
Per evitare sovratensioni, qualora venisse collegato il conduttore di massa
al collegamento della rete trifase è necessario inserire o disinserire
contemporaneamente le singole fasi e il conduttore di massa.
Secondo i requisiti delle Norme EMC, nell’alimentazione di rete
dev'essere predisposto un filtro di soppressione dei disturbi (Vedere il
Capitolo 6.4).
Collegamento al
circuito intermedio
Nel collegamento di un sistema a più assi a una rete monofase, si
possono collegare i collegamenti del circuito intermedio CC+ e CC- per
consentire lo scambio energetico fra le unità di potenza. Questa
configurazione è consigliabile nel caso in cui si debbano accelerare e
frenare grossi carichi in tempi brevi.
Collegamento del
motore
Per collegare il cavo alla morsettiera del motore è necessario allentare le
quattro viti a croce.
Il cavetto pieno schermato del cavo motore va collegato sul lato motore e
sul lato apparecchio come mostrato nella Figura 6-1.
Normalmente, il collegamento sul lato motore con il potenziale del
conduttore di protezione viene effettuato utilizzando il supporto del
motore. Se questo collegamento non è sufficiente, il conduttore di
protezione può essere collegato al morsetto esterno del motore.
Per il collegamento del motore si può utilizzare un cavo standard
schermato tripolare (vedere la Tabella degli accessori, al Capitolo 6.6).
La schermatura del cavo va fissata al motore con l'apposito raccordo a
vite e collegata all'unità di potenza con la molla di rilascio della tensione
(isolare il cavo in corrispondenza del punto di rilascio della tensione).
A valle del punto di rilascio della tensione, la guaina del cavo va portata il
più vicino possibile al collegamento motore in corrispondenza dell'unità
FM-STEPDRIVE.
In corrispondenza dell'ingresso del cavo nell'armadio, la schermatura va
collegata a un morsetto di collegamento schermatura adeguatamente
messo a terra (isolare il cavo in corrispondenza del morsetto).
Interfaccia impulsi
Per collegare l’interfaccia impulsi dell'unità di potenza FM-STEPDRIVE al
modulo di posizionamento FM-353 o al controllore FM-NC/FM357, si
possono utilizzare cavi di tipo commerciale (vedere la Tabella accessori, al
Capitolo 6.6), alle cui estremità libere vanno collegati connettori DSubminiature.
Per un esempio di collegamento, vedere il Capitolo 6.2.
Interfaccia segnali
L’interfaccia segnali deve essere alimentata da un alimentatore esterno
con 24 Vcc.
L’alimentazione a 24 Vcc deve essere conforme ai requisiti della Norma
DIN VDE 19240. Per un esempio di collegamento, vedere il Capitolo 6.2.
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6-3
6 Collegamento dei cavi
6.2
01.01
Esempio di collegamento per FM-353 e FM-NC/FM357
Collegamento al
modulo di
posizionamento
FM-353
La Figura che segue mostra lo schema di collegamento dell’interfaccia
impulsi al modulo di posizionamento FM-353:
FM-353
PULSE
PULSE_N
DIR
DIR_N
ENABLE
ENABLE_N
PWM/BOOST
PWM_N/BOOST_N
M
M
M
M
non occupato
M
READY_N
FM-STEPDRIVE
1
9
2
10
3
11
4
12
5
13
6
14
7
8
15
ne
ma
ro
ar
gl
vd
bl
vio
1
9
2
10
3
11
4
12
5
13
6
14
7
8
15
gr
bi
Connettore
D-Subminiature
a 15 poli
PULSE
PULSE_N
DIR
DIR_N
ENABLE
ENABLE_N
PWM
PWM_N
GND
GND
GND
GND
non occupato
GND
READY1_N
Connettore
D-Subminiature
a 15 poli
Filo 8 x 2 x 0,18
schermato
Cavo interfaccia impulsi per FM-353
Nr. di ordinaz.: 6FX2002-3AC02-1xx0
(xx sta per lunghezza in m),
vedere i cataloghi NC60.1 o NCZ
Figura 6-2
Collegamento dell'unità di potenza FM-STEPDRIVE al modulo FM-353
Dal modulo di posizionamento FM-353 si possono valutare i segnali di
uscita READY2 o ZERO (vedere il Manuale SIMATIC S7, Modulo di
posizionamento FM 353, N. Ord. 6ES7 353-1AH00-7AG0). Per far ciò, a
seconda del modo operativo del modulo FM-353, è necessario collegare
l’ingresso RM-P del connettore anteriore a 20 poli del modulo FM-353
all’uscita ZERO oppure all’uscita READY2 dell’interfaccia segnali dell'unità
di potenza FM-STEPDRIVE. La Figura che segue mostra lo schema di
collegamento dell’interfaccia segnali in presenza di un'alimentazione di
tipo comune:
Alimentazione tensione
comune 24 Volt
M
L+
FM-353
L+
M
RM_N
RM_P
19
20
10
9
X1
FM-STEPDRIVE
L+ (24 V)
M (24 V GND)
GATE_N
ENABLE_N
MSTILL
ZERO
READY2
Interfaccia segnali
Figura 6-3
6-4
Schema di cablaggio dell’interfaccia segnali
per il collegamento del modulo FM-353
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FM-STEPDRIVE/SIMOSTEP (FB)
01.01
Collegamento di un
sistema a più assi
con il controllore
FM-NC/FM357
6 Collegamento dei cavi
La Figura che segue mostra lo schema di collegamento di tre unità di potenza
FM-STEPDRIVE e di un azionamento con interfaccia ±10 V al controllore FMNC/FM357:
FM-NC/FM357
PULS1
PULS1_N
DIR1
DIR1_N
ENABLE1
ENABLE1_N
FM-STEPDRIVE
5
38
6
39
18
19
nero
marrone
rosso
arancione
giallo
verde
1
9
2
10
3
11
PULSE
PULSE_N
DIR
DIR_N
ENABLE
ENABLE_N
Connettore
D-Subminiature
a 15 poli
FM-STEPDRIVE
PULS2
PULS2_N
DIR2
DIR2_N
ENABLE2
ENABLE2_N
40
7
41
8
20
21
bianco-grigio
marrone-nero
blu
viola
grigio
bianco
1
9
2
10
3
11
PULSE
PULSE_N
DIR
DIR_N
ENABLE
ENABLE_N
Connettore
D-Subminiature
a 15 poli
FM-STEPDRIVE
PULS3
PULS3_N
DIR3
DIR3_N
ENABLE3
ENABLE3_N
9
42
10
43
26
27
bianco-nero
bianco-marrone
marrone-rosso
marrone-arancione
bianco-rosso
bianco-arancione
1
9
2
10
3
11
PULSE
PULSE_N
DIR
DIR_N
ENABLE
ENABLE_N
Connettore
D-Subminiature
a 15 poli
17
50
4
37
RF4.1
RF4.2
BS4
SW4
Connettore
D-Subminiature
a 50 poli
bianco-giallo
bianco-verde
bianco-blu
bianco-viola
Azionamento
con interfaccia
a ±10 V
Filo 12 x 2 x 0,14
schermato
Cavo interfaccia impulsi per FM-NC/FM357
Nr. di ordinaz.: 6FX2002-3AD02-1xx0
(xx sta per lunghezza in m),
vedere i cataloghi NC60.1 o NCZ
Figura 6-4
Collegamento di tre unità FM-STEPDRIVE e di un azionamento con
interfaccia ±10 V al controllore FM-NC/FM357.
Nota
Per il rilascio dell'impulso, sull'ingresso GATE_N dell'interfaccia dell'unità
STEPDRIVE devono essere presenti 24 V.
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6-5
6 Collegamento dei cavi
6.3
01.01
Schema di collegamento per armadio elettrico
Armadio elettrico
Piastra di montaggio
Canalina cavo segnali
Guida di montaggio
FM-STEPDRIVE
Schermatura molla
di rilascio tensione
Canalina cavo di rete (lungh. max. 1 m)
Canalina cavo del motore
L N
Filtro
antidisturbo
Massa e schermatura sulla
vite di fissaggio del filtro
antidisturbo
L N
Collegamento a terra sulla
piastra di montaggio
L N PE
Morsetti distributore
Collegamento schermato
sulla piastra di montaggio
Alimentazione dalla rete
SIMOSTEP
Collegamento a terra
tramite la flangia del
motore oppure il
morsetto a vite che si
trova esternamente
Figura 6-5
Schema di collegamento per armadio elettrico
Nota
Per motivi di sicurezza (disturbi elettrici), i cavi di rete, del motore e dei
segnali vanno disposti separatamente e tutti i cavi devono essere
schermati alle due estremità. La guida di montaggio e il filtro antidisturbo
devono essere avvitati in piano sulla piastra di montaggio.
Nota
Per le modalità di collegamento dell'unità FM-STEPDRIVE al motore
SIMOSTEP, vedere la Figura 6-1.
6-6
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01.01
6.4
6 Collegamento dei cavi
Collegamento di rete per un sistema a più assi
F M -S T E P D R IV E S
T ip i d i filtr o a n tid is tu r b o :
p e r 1 1 5 V = B 8 4 1 4 2 -B 1 6 -R
p e r 2 3 0 V = B 8 4 1 4 1 -B 1 6 -R
L
p e r m a x . 2 a s s i
p e r m a x . 3 a s s i
D C
1 1 5
1 1 5
D C
+
D C
1 1 5
2 3 0
2 3 0
2 3 0
N
N
D C
+
D C
+
D C
-
N
P E
P E
P E
M S
M S
M S
F iltr o
a n tid is tu r b o
N
P E
Figura 6-6
Collegamento di un sistema a più assi con rete monofase
Nota
I collegamenti dei circuiti intermedi (CC+ e CC-) possono essere collegati
per consentire lo scambio energetico fra le varie unità nel caso in cui
occorra accelerare e frenare grossi carichi in tempi brevi.
Nota
I cavi di collegamento alla rete devono essere schermati alle due
estremità.
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6-7
6 Collegamento dei cavi
01.01
F M -S T E P D R IV E S
T ip i d i filtr o a n tid is tu r b o :
p e r 1 1 5 V = B 8 4 2 9 9 -K 5 5
p e r 2 3 0 V = B 8 4 2 9 9 -K 5 3
D C
+
D C
+
D C
+
1 1 5
1 1 5
1 1 5
2 3 0
2 3 0
2 3 0
D C
-
D C
-
D C
-
N
N
N
P E
P E
P E
M S
M S
M S
L 1
L 2
F iltr o
a n tid is tu r b o
L 3
N
P E
Figura 6-7 Collegamento di un sistema a più assi con rete trifase (115 V oppure 230 V tra fase e massa)
Nota
I collegamenti dei circuiti intermedi (CC+ e CC-) delle unità di potenza non
devono essere stabiliti!
Nota
I cavi di collegamento alla rete devono essere schermati alle due
estremità.
!
6-8
Pericolo
Per evitare sovratensioni, qualora venisse collegato il conduttore di massa
al collegamento della rete trifase è necessario inserire o disinserire
contemporaneamente le singole fasi e il conduttore di massa.
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01.01
6 Collegamento dei cavi
F M -S T E P D R IV E S
T ip i d i filtr o a n tid is tu r b o :
p e r 2 3 0 V = B 8 4 1 4 3 -B 8 -R
D C
+
D C
+
D C
+
1 1 5
1 1 5
1 1 5
2 3 0
2 3 0
2 3 0
D C
-
D C
-
D C
-
N
N
N
P E
P E
P E
M S
M S
M S
L 1
L 2
L 3
F iltr o
a n tid is tu r b o
P E
Figura 6-8 Collegamento di un sistema a più assi con rete trifase (230 V tra le fasi, senza massa)
Nota
I collegamenti dei circuiti intermedi (CC+ e CC-) delle unità di potenza non
devono essere stabiliti!
Nota
I cavi di collegamento alla rete devono essere schermati alle due
estremità.
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6-9
6 Collegamento dei cavi
6.5
01.01
Funzionamento di un asse nell'area di lavoro di sicurezza
Figura 6-9 Circuito proposto per un asse CN con azionamento motore passo-passo nell'area di lavoro di sicurezza
6-10
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01.01
Figura 6-10
6 Collegamento dei cavi
Sequenza di raggiungimento della condizione di "arresto in sicurezza", esempio de programmazione
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FM-STEPDRIVE/SIMOSTEP (FB)
6-11
6 Collegamento dei cavi
6.6
01.01
Accessori
Accessori
Numero di ordinazione
Catalogo
Filtro antidisturbi per un sistema a un solo asse con
collegamento di rete monofase
per 115 V = B84142-B8-R
per 230 V = B84113-C-B60
Catalogo SIEMENS:
Parti di ricambio
Filtro antidisturbi per un sistema a più assi con:
collegamento di rete monofase per due assi
collegamento di rete monofase per tre assi
collegamento di rete trifase con massa
collegamento di rete trifase senza massa
Cavo motore (senza imballaggio):
Lunghezza 10 m
Lunghezza 20 m
Lunghezza 50 m
Cavo per interfaccia impulsi:
per FM-353 (con imballaggio,
lunghezza max. 35 m)
per FM-NC/FM357 (lato FM-STEPDRIVE,
aperto lunghezza max. 35 m)
Prefusibile esterno:
ad esempio: interruttore automatico
16 A caratteristica C
32 A caratteristica C
6-12
per 115V = B84142-B16-R
per 230V = B84142-B16-R
per 115 V = B84299-K55
per 130 V = B84299-K53
per 230 V = B84143-B8-R
6FX5008-5AA00-1BA0
6FX5008-5AA00-1CA0
6FX5008-5AA00-1FA0
6FX2002-3AC02-1xx0
Catalogo SIEMENS:
Sistemi di automazione NC60.1, ST70 o
NCZ per gli accessori
6FX2002-3AD02-1xx0
5SX2 116-7
5SX2 132-7
Catalogo SIEMENS:
Sistemi di interruttori
automatici e di valvole
fusibili
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FM-STEPDRIVE/SIMOSTEP (FB)
Messa in funzione
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7
7-1
7 Messa in funzione
01.01
Dopo il montaggio e il collegamento dei cavi, è necessario effettuare le seguenti
regolazioni sull'unità di potenza, a tensione di rete disinserita.
!
Attenzione
Le regolazioni possono essere effettuate esclusivamente a tensione di
rete disinserita.
1. Regolare la corrente di fase con l'apposito selettore.
Nota
Per la relazione che sussiste fra la corrente di fase e la temperatura
ambiente, veere il Capitolo 3.3.
Posizione
Corr. [A]
0
1,7
1
2,0
2
2,4
3
2,7
4
3,1
5
3,4
6
3,7
7
4,1
Posizione
Corr. [A]
8
4,4
9
4,8
A
5,1
B
5,4
C
5,8
D
6,1
E
6,5
F
6,8
Posizioni del selettore consigliate per i motori:
SIMOSTEP
Posizione
!
1FL3041
0
1FL3042
1
1FL3043
2
1FL3061
7
1FL3062
9
Attenzione
Impostazioni della corrente di fase superiori a quanto sopra indicato non
sono consentite poiché potrebbero causare il surriscaldamento del motore.
Impostazioni della corrente di fase inferiori sono invece consentite; si tenga
presente, tuttavia, che questo determina una riduzione della coppia del
motore.
2. Impostare il numero dei passi e la riduzione di corrente a motore fermo
(sul 60% della corrente di fase dopo 100 ms).
ON
OFF
nessuna funzione
I-RED
nr. passi
riduzione corrente a motore fermo attiva OFF*
riduzione corrrente non attiva ON
nr. passi
500
1000*
5000
10000
1. interrut
OFF
ON*
OFF
ON
2. interrut
OFF
OFF*
ON
ON
* impostazione di default
3. Inserire la tensione di rete e l'alimentazione a 24 V dell’interfaccia
segnali.
4. Attivare l’ingresso ENABLE dell’interfaccia impulsi o attivare l'ingresso
ENABLE_N dell'interfaccia impulsi. Se l'unità di potenza funziona
correttamente, si illumina il LED RDY e le uscite READY1_N e
READY2 segnalano lo stato di "pronto al funzionamento".
5. Attivare l'interfaccia impulsi GATE_N. Il LED GTE si accende.
6. A questo punto si possono trasmettere gli impulsi di temporizzazione
all’ingresso PULSE. Ad ogni impulso il motore gira di un passo.
7-2
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Indicazioni di stato ed
eliminazione dei guasti
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8
8-1
8 Indicazioni di stato ed eliminazione dei guasti
!
FLT
01.01
Pericolo
In presenza di problemi, il motore viene avviato senza corrente e l'unità di
potenza segnala lo stato "non pronta" (LED RDY spento). Sulle uscite
READY1_N e READY2 è in tal caso presente una resistenza elevata.
In assenza di corrente, il motore non ha più coppia di tenuta. Questa
circostanza può causare reazioni indesiderate.
Indicazione
Significato
Eliminazione problema
FLT (FAULT)
illuminato
Cortocircuito tra le fasi del 1. Disinserire la tensione
motore
di rete
2. Controllare il
collegamento del
motore e, se
necessario, sostituire il
motore
OV
LV
3. Reinserire la tensione di
rete
OV (OVER-VOLT)
illuminato
TMP
GTE
LV (LOW-VOLT)
illuminato
Sovratensione
Controllare la tensione e il
collegamento di rete.
oppure
energia di alimentazione
di ritorno troppo elevata
Ridurre l’energia di
alimentazione di ritorno del
motore oppure scaricarla
tramite il collegamento del
circuito intermedio.
Sottotensione
1. Controllare la tensione
e il collegamento di
rete.
RDY
2. Correggere la tensione.
TMP (TEMP)
illuminato
Sovratemperatura
1. Predisporre una
ventilazione
adeguata o ridurre la
temperatura ambiente.
2. Dopo il raffreddamento:
disinserire/inserire la
tensione di rete o
applicare il segnale
ENABLE.
8-2
GTE (GATE_N)
spento
Ingresso GATE disattiva- Ingresso GATE_N attivato.
to. Motore non in funzione
RDY (READY)
illuminato
Apparecchio pronto per il
funzionamento.
-
OV (OVER-VOLT)
e
LV (LOW-VOLT)
illuminati
Ingresso ENABLE non
attivo.
Attivare l’ingresso ENABLE.
OV (OVER-VOLT),
LV (LOW-VOLT),
FLT (FAULT) e
TMP (TEMP) illuminati
Frequenza d’impulso
troppo elevata
sull’ingresso PULSE
oppure disturbi in
corrispondenza delle alte
frequenze
1. Controllare la frequenza
d’impulso
2. Disinserire/inserire la
tensione di rete o
applicare il segnale
ENABLE
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FM-STEPDRIVE/SIMOSTEP (FB)
01.01
8 Indicazioni di stato ed eliminazione dei guasti
Altri problemi che
non vengono
segnalati
Problema
Causa
Eliminazione
Nessun LED
illuminato
Manca la tensione di
rete
Controllare la tensione e
il collegamento di rete
Il motore non gira e
non ha coppia di
tenuta
Ingresso segnale PWM Non attivare l’ingresso
attiva
PWM
Scollegamento cavo/i
motore
Il motore non gira ma Sull’ingresso segnali
è presente la coppia PULSE non è presente
di tenuta
alcun segnale di
temporizzazione
Senso di rotazione
del motore errato
!
Collegare il segnale di
temporizzazione
sull’ingresso PULSE
Le fasi del motore sono Collegare correttamente
state invertite
le fasi del motore
Ingresso segnali DIR
impostato in modo
errato
Coppia del motore
insufficiente (il
motore gira a vuoto)
Controllare il collegamento del motore a tensione di rete disinserita
Invertire il segnale
sull’ingresso DIR
Corrente di fase del
Regolare correttamente
motore impostata su un la corrente di fase
valore insufficiente
Rampa di
accelerazione troppo
ripida
Ridurre la rampa di
accelerazione sull’unità
di controllo
L'azionamento è
bloccato
meccanicamente
Rimuovere il blocco
meccanico
Il motore collegato è
troppo debole
Collegare un motore più
potente
Attenzione
Prima di sostituire l'unità di potenza, verificare che il motore e il cablaggio non
presentino dispersioni verso terra!
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8-3
8 Indicazioni di stato ed eliminazione dei guasti
8-4
01.01
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Dati tecnici motore SIMOSTEP
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9
9-1
9 Dati tecnici motore SIMOSTEP
01.01
Dati tecnici
Coppia max.
Coppia di tenuta
Momento di inerzia del
rotore
Numero passi
Angolo di passo
Tolleranza angolare
1)
sistematica per passo
Frequenza di avviamento
max.
Corrente nominale/linea
di alimentazione
Resistenza/Avvolgimento
Costante temporale di
aumento della corrente
Carico dinamico
ammissibile
2)
sull’albero
Peso (ca.)
Tensione motore
1)
2)
Mm [Ncm]
MH [Ncm]
JH [kgcm²]
1FL3041
200
226
1,1
cont.
α=[°]
∆αs [']
SIMOSTEP
1FL3042 1FL3043 1FL3061
400
600
1000
452
678
1130
2,2
3,3
10,5
1FL3062
1500
1695
16
500 / 1000 / 5000 / 10000
0,72 / 0,36 / 0,072 / 0,036
±6
fAom [kHz]
5,3
4,3
I w [A ]
1,75
2,0
2,25
4,1
4,75
Rw [Ω]
τ=[ms]
6,5
~7
5,8
~9
6,5
~10
1,8
~22
1,9
~22
assiale [N]
~60
~60
~60
~60
~60
radiale [N]
G [kg]
U [V]
~100
2,05
325
~100
3,1
325
~110
4,2
325
~300
8,0
325
~300
11
325
Misurata a 1000 passi/giro
Su mezza uscita albero (a partire dalla flangia del motore).
Caratteristiche comuni di tutte le grandezze
• Tensione di prova secondo VDE 0530
• Classe di protezione IP41 per l’uscita anteriore dell’albero
• Classe di protezione IP56 per la morsettiera
• Classe materiale di isolamento F
• Precisione di oscillazione albero e assiale secondo DIN 42955 N
• Temperatura ambiente durante il funzionamento: da -20°C a +40°C*
• Temperatura di trasporto e magazzinaggio: da -40°C a +70°C
* Solo in caso di flangiatura corretta.
9-2
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FM-STEPDRIVE/SIMOSTEP (FB)
01.01
9 Dati tecnici motore SIMOSTEP
Disegni quotati motori senza freno
6,5
85
70
d h6
73 h8
10
22,6
2
L
30
Tipo di motore
SIMOSTEP 1FL3041
SIMOSTEP 1FL3042
SIMOSTEP 1FL3043
+ 0,7
-1
70
85
L [mm] d [mm]
110
140
170
12
12
14
Numero di ordinazione
1FL3041-0AC31-0BG0
1FL3042-0AC31-0BG0
1FL3043-0AC31-0BG0
Figura 9-1 Disegni quotati SIMOSTEP 1FL3041, 1FL3042, 1FL3043 (motori senza freno)
110
89
L±1
13
Linguetta
A6 x 6 x 25, DIN 6885
89
110
56 h7
19 j6
9
3±1
40 ± 0,3
Tipo di motore
SIMOSTEP 1FL3061
SIMOSTEP 1FL3062
25,6
L [mm]
180
228
Numero di ordinazione
1FL3061-0AC31-0BG0
1FL3062-0AC31-0BG0
Figura 9-2 Disegni quotati SIMOSTEP 11FL3061, 1FL3062 (motori senza freno)
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FM-STEPDRIVE/SIMOSTEP (FB)
9-3
9 Dati tecnici motore SIMOSTEP
01.01
Disegni quotati motori con freno
85
70
83,5
d h6
73 h8
6,5
46,5
10
22,6
2
30
Tipo di motore
SIMOSTEP 1FL3041
SIMOSTEP 1FL3042
SIMOSTEP 1FL3043
L
+ 0,7
-1
70
85
L [mm] d [mm] Numero di ordinazione
110
12
1FL3041-0AC31-0BH0
140
12
1FL3042-0AC31-0BH0
1FL3043-0AC31-0BH0
170
14
Figura 9-3 Disegni quotati SIMOSTEP 1FL3041, 1FL3042, 1FL3043 (motori con freno)
110
89
L±1
13
52,7
3±1
40 ± 0,3
Tipo di motori
SIMOSTEP 1FL3061
SIMOSTEP 1FL3062
89
110
103
56 h7
19 j6
9
25,6
L [mm]
180
228
Numero di ordinazione
1FL3061-0AC31-0BH0
1FL3062-0AC31-0BH0
Figura 9-4 Disegni quotati SIMOSTEP 11FL3061, 1FL3062 (motori con freno)
9-4
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FM-STEPDRIVE/SIMOSTEP (FB)
01.01
9 Dati tecnici motore SIMOSTEP
Motori trifase
passo-passo con
freno di arresto
Di norma, i freni di arresto servono per bloccare la posizione al disinserimento
della corrente al motore. In caso di emergenza, ad esempio in mancanza della
tensione di rete o in presenza di una condizione di arresto di emergenza, i
freni bloccano l'azionamento, contribuendo ad accrescere il grado di
sicurezza. La funzione di blocco si rende essenzialmente necessaria in
presenza di un carico torcente (forze di peso), come ad esempio gli assi Z nei
sistemi di movimentazione.
Attenzione
!
Affinché la funzione possa dirsi sicura se applicata al freno di arresto
dell'asse Z, il momento del carico statico non deve superare il 25% (max)
del momento di arresto del motore.
Funzione
I fremi di arresto sono freni elettromagnetici di tipo con molla di richiamo.
Per innestarsi, il freno deve eccitarsi elettricamente previo inserimento
della corrente al motore. Per evitare un eccessivo surriscaldamento, la
corrente di eccitazione può essere ridotta successivamente all'innesto del
freno (per il tipo di circuito consigliato, si veda la figura che segue).
U3 [V]
24
1 N 4001
24 V
Tensione di spunto
24 Ω min. 6 W
per 1FL304X
4700 µF/18 V
+ per 1FL304X
18 Ω 8 W
per 1FL306X
6800 µF/18 V
per 1FL306X
75%
50%
Tensione di arresto
Freno
U3
0V
t
Figura 9-5
Circuito consigliato per la riduzione delle perdite nel freno di arresto
Occupazione
di collegamento
Valori elettrici del freno di blocco
Tipo
2
1
3
24 VDC
non polarizzato
Tensione nominale
(alimentazione tramite i pin 1 e
2)
Momento di arresto
Potenza di spunto
Momento di inerzia
Tempi di commutazione
ON (innesto freno)
OFF (disinnesto freno)
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FM-STEPDRIVE/SIMOSTEP (FB)
Taglia motore
90
110
24 V
24 V
6 Nm
24 W
2
0,2 kgcm
16 Nm
32 W
2
0,35 kgcm
35 ms
15 ms
65 ms
15 ms
9-5
9 Dati tecnici motore SIMOSTEP
Curve caratteristiche di coppia
01.01
La coppia di rotazione del motore dipende dalla velocità del rotore e dalla
corrente di fase del motore impostata nell'unità di potenza.
Per la misura delle curve caratteristiche di coppia, nell'unità di potenza
FM-STEPDRIVE sono stati impostati 1000 passi/giro e la corrente
nominale del motore*. Le curve caratteristiche sono state misurate ai
valori nominali della tensione di rete di 115 V/50 Hz e 230 V/50 Hz.
La relazione fra la frequenza di controllo fs, il numero di passi z e il regime
n del motore è data dalla seguente formula:
-1
n = 1/z · fs · 60 min
I diagrammi mostrano le seguenti curve caratteristiche:
Curva caratteristica della coppia limite di funzionamento
Curva caratteristica di avviamento-arresto (frequenza di avviamento
in funzione del momento del carico)
Curva caratteristica del momento di inerzia del carico
Figura 9-6 Curve caratteristiche di coppia per motore SIMOSTEP 1FL3041
* Per 500/5.000/10.000 passi, è necessario moltiplicare la scala fs per i
fattori 0,5/5/10.
9-6
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FM-STEPDRIVE/SIMOSTEP (FB)
01.01
9 Dati tecnici motore SIMOSTEP
Figura 9-7
Curve caratteristiche di coppia per motore SIMOSTEP 1FL3042F
Figura 9-8
Curve caratteristiche di coppia per motore SIMOSTEP 1FL3043
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9-7
9 Dati tecnici motore SIMOSTEP
01.01
M (Nm)
10
1
Coppia
7,5
2
5
2,5
0
fs (Hz)
n (1/min)
100
Momento d'inerzia del carico
6
J (kg cm 2)
2
3 4 5 67891k
10
2
3
2
4 5 6 7 8 9 100
3 4 5 6 7 8 910k
2
2
3 4 5 6 7 8 9100k
3 4 5 6 7 8 91000
2
3 4 5 6000
80
60
3
40
20
0
Figura 9-9
Curve caratteristiche di coppia per motore SIMOSTEP 1FL3061
M (Nm)
16
1
Coppia
12
8
2
4
0
fs (Hz)
n (1/min)
Momento d'inerzia del carico
J (kg cm 2)
100
6
2
10
3
4 5 6 7 8 91k
2
3
2
4 5 6 7 8 9 100
3 4 5 6 7 8 910k
2
2
3 4 5 6 7 8 9100k
3 4 5 6 7 8 91000
2
3 4 5 6000
80
60
3
40
20
0
Figura 9-10 Curve caratteristiche di coppia per motore SIMOSTEP 1FL3062
9-8
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FM-STEPDRIVE/SIMOSTEP (FB)
10
Spiegazione delle grandezze e delle
curve caratteristiche dei motori
passo-passo
10.1
Concetti fondamentali
10-2
10.2
Curve caratteristiche di coppia
10-3
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FM-STEPDRIVE/SIMOSTEP (FB)
10-1
10 Spiegazione delle grandezze e delle curve caratteristiche dei motori passo-passo
01.01
Per valutare e scegliere un determinato tipo di motore passo-passo
occorre tenere conto delle rispettive grandezze e curve caratteristiche. In
combinazione con il controllore di potenza, ogni motore passo-passo
presenta sue caratteristiche specifiche, che vengono rappresentate nei
rispettivi diagrammi delle curve caratteristiche. Per agevolarne la
comprensione, in questa Sezione vengono descritte le grandezze
caratteristiche principali e le modalità d'uso delle curve caratteristiche. I
concetti riportati in queste pagine sono conformi alla Norma DIN 42021 e
vengono utilizzati anche nella tabella dei dati tecnici di cui al Capitolo 9.
10.1 Concetti fondamentali
Angolo di passo
Con il termine "passo" si intende il processo durante il quale l’albero
motore, dopo aver ricevuto un impulso di controllo, ruota di un angolo di
passo α.
Numero di passi
Con il termine "numero di passi" si intende il numero di passi del rotore
per giro. Il numero di passi del motore passo-passo trifase è regolabile.
Coppia di tenuta
In ogni posizione di passo, il rotore viene fermato dall'eccitazione in cc
degli avvolgimenti, a condizione che non venga superata la sua coppia di
tenuta MH in corrispondenza dell’albero motore.
Tolleranza angolare
sistematica
La tolleranza angolare sistematica per ogni passo
s indica di quanti
minuti angolari (max) un passo può deviare dall’angolo di passo nominale.
Frequenza di
controllo e di passo
In presenza di una sequenza continua di impulsi di controllo con
frequenza di controllo fS, l’albero motore gira anch'esso di una serie di
passi alla (stessa) frequenza di passo fZ.
Regime
A partire da una determinata frequenza di controllo (che dipende dal tipo
di motore e dalla sollecitazione meccanica), il movimento passo-passo
dell’albero motore diventa un movimento rotatorio continuo. Per la coppia
del motore vale in tal caso la seguente relazione:
-1
n = α/360° · fZ · 60 min
Coppie
(fz[Hz])
Se si applica all’albero motore in rotazione un momento di carico ML, il
motore continua a seguire in sincronia la frequenza di controllo, a meno
che il momento di carico non superi un determinato limite, ovvero la
coppia limite di funzionamento MBm.
In questo caso il rotore non può più seguire la frequenza di controllo, il
motore "perde" passi e la frequenza di controllo e la frequenza di passo
non sono più uguali.
Un'oculata scelta del motore e del controllore consente di evitare questo
inconveniente.
10-2
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FM-STEPDRIVE/SIMOSTEP (FB)
01.01
10 Spiegazione delle grandezze e delle curve caratteristiche dei motori passo-passo
10.2 Curve caratteristiche di coppia
La coppia limite di funzionamento MBm di un motore passo-passo dipende,
oltre che dalla rispettiva taglia e dal tipo di controllore elettrico, soprattutto
dalla frequenza di passo. Questa relazione viene mostrata sotto forma di
curva caratteristica per ogni sistema di motore passo-passo.
La massima coppia limite di funzionamento MBm viene fornita dal motore
in presenza di basse frequenze di passo; all'aumentare della frequenza di
passo, la coppia limite di funzionamento diminuisce.
Il campo di funzionamento del motore, determinato dalla coppia limite di
funzionamento, comprende il campo di avviamento e il campo di
accelerazione. Nel campo di avviamento, il motore può seguire
correttamente (senza rischi di errori di passo) una frequenza di controllo
applicata o interrotta in maniera discontinua, mentre nel campo di
accelerazione la frequenza di controllo può variare solamente in continuo
(rampa di frequenza), altrimenti il motore rischia di uscire di sincronismo.
Il campo di avviamento è limitato dalle curve caratteristiche della frequenza
limite di avviamento fAm (curva caratteristica di avviamento-arresto). In
assenza di carico, il motore può essere avviato con la massima frequenza di
avviamento fAom, mentre in presenza di carico la frequenza di avviamento
diminuisce.
Elementi della curva
caratteristica di coppia
Mbm = Momento limite di funzionamento
ML
= Momento di carico
fs
= Frequenza di controllo
fAm
= Frequenza limite di avviamento
fAom =
Frequenza di avviamento
max.
fBom = Frequenza di funzionamento max.
JL
=
Momento d’inerzia
del carico
Coppia
La definizione del campo di avviamento dipende anche dal momento
d’inerzia del carico JL che agisce sull’albero motore. Se JL aumenta, la
curva caratteristica avviamento-arresto si sposta in direzione delle
frequenze più basse. La curva caratteristica di avviamento-arresto mostra
la relazione che lega la frequenza di avviamento massima fAom al
momento d’inerzia del carico JL. Se sono presenti contemporaneamente
sia l'inerzia del carico sia il momento di carico, la frequenza limite di
avviamento fAm viene determinata spostando parallelamente verso sinistra
la curva caratteristica di avviamento-arresto nel diagramma della coppia
finché la frequenza massima di avviamento fAom non viene a coincidere con
la frequenza mostrata dal diagramma JL (vedere la Figura).
M Bm
ML
avviamentoarresto
(J L> 0)
avviamentoarresto
(J L= 0)
Momento d’inerzia del carico
Momento d’inerzia
del carico
f Am f Aom
f Aom
f Bom
f s [Hz]
n[1/min]
JL
f s [Hz]
n[1/min]
Figura 10-1
Elementi della curva caratteristica di coppia
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10-3
10 Spiegazione delle grandezze e delle curve caratteristiche dei motori passo-passo
10-4
01.01
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Spett.
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Suggerimenti
Correzioni
per la seguente pubblicazione:
A&D MC IS
Postfach 3180
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D-91050 Erlangen
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Unità di potenza e motori passo-passo trifase
Documentazione del produttore
Mittente
Descrizione del funzionamento
Nome:
Nr. Ord.:
Edizione:
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Via:
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Città:
Telefono: __________ /
Telefax: __________
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01.01
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