Manuel STA N 43. Mechatronics. CJ1M-CPU22/23 Sortie pulses CONDENSE PNSPO

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1 Manuel STA N 43 Mechatronics CJ1M-CPU22/23 Sortie pulses CONDENSE PNSPO

2 AVERTISSEMENT : Cette documentation est destinée à faciliter la mise en œuvre du matériel PNSPO. Certains détails sont volontairement occultés pour ne pas provoquer de confusion. Malgré tout le soin apporté à la réalisation de cette documentation, PNSPO ne pourra être tenu pour responsable des erreurs ou omissions et de leur conséquences. Cette documentation pourra être modifiée sans préavis et ne présente aucun engagement de la part d' PNSPO. S.MONGRAND/STA/JUIN /22

3 SOMMAIRE 1- CARACTERISTIQUES PRINCIPALES CABLAGE REPERAGE DU CONNECTEUR... 5 Câblage des entrées... 5 Câblage des sorties CONNEXIONS CABLAGE AVEC LES DRIVERS OMRON Signification des modes de fonctionnements (voire aussi 4.2.1) Références des systèmes de précâblage INSTRUCTIONS DE PROGRAMMATIONS DETAILS DES INSTRUCTIONS Instruction SPED (885) Instruction PULS (886) Instruction PLS2 (887) Instruction ACC (888) Instruction INI (880) Instruction ORG (889) MISE EN ŒUVRE DU CJ1M-CPU22/ CABLAGE Détails du bornier XW2B-40J6-9A Signification des leds sur la CPU22/23 du CJ1M Flags pour la fonction sortie pulses du CJ1M-CPU22/ FONCTION RECHERCHE D ORIGINE Recherche d origine : paramétrage avec Cx-programmer Mise en œuvre de la recherche d origine EXEMPLES EXEMPLE 1 : FONCTIONS JOG AVEC GESTION DES CAPTEURS DE FIN DE COURSES EXEMPLE 2 :FONCTION INTERRUPT FEEDING S.MONGRAND/STA/JUIN /22

4 1- Caractéristiques principales La CPU 22/23 du CJ1M dispose d E/S et de fonctions spécifiques (comptage rapide, entrées interruptives, génération de pulses). La CPU dispose de 10 entrées notées IN0 à IN9 et de 6 sorties notées OUT0 à OUT5. Entrées standards (IN0 à IN9) Entrées interruptives (IN0 à IN3) Entrées compteur rapide - 2 compteurs (IN2, IN6, IN7) et (IN3, IN8, IN9) Entrées rapides (IN0 à IN3) Sorties standards (OUT0 à OUT5) Sorties pulses 2 sorties (OUT0/OUT1) et (OUT2/OUT3) Sortie MLI (OUT4 et OUT5) ENTREES SORTIES E/S IN0 IN1 IN2 IN3 IN4 IN5 IN6 IN7 IN8 IN9 OUT0 OUT1 OUT2 OUT3 OUT4 OUT5 Word CIO 2960 CIO 2961 Bit Entrées Generales Entrées Interruptive Entrées Réponse Rapide EG 0 EG 1 Entréess Compteur rapide EG 2 EG 3 EG 4 EG 5 EG 6 EG 7 EG 8 EG EI 0 EI 1 EI 2 EI ERR 0 ERR 1 ERR 2 ERR (phasez / reset) (phasez / reset) EC- EC- Rapide Rapide 1 1 EC- EC- EC- EC- Rapide1 Rapide 1 Rapide 0 Rapide Sortie SG 0 SG 1 SG 2 SG 3 SG4 SG5 Generales Sortie SP 0 SP 1 Pulses SP 0 (-CW) SP 1 (-CCW) (+CW) (+CCW) (CW/CCW) Sortie Pulses SP 0 SP 1 SP 0 SP 1 (pulse/direction) (+pulse) (-pulse) Sortie PWM PWM0 PWM 1 Fonction POR 0 POR 0 POR 1 POR 1 POR 0 POR POR 0 POR 1 recherche Signal Prox Signal Prox INP INP ECRS ECRS d origine Origine origine Origine origine T T (direction ) (direction ) Dans ce condensé, nous traiterons de la sortie pulses : câblage, configuration et fonctionnalités. Les principales caractéristiques des sorties pulses sont : 2 sorties pulses simultanées Signaux CW/CCW ou Pulses+direction Fréquence de sortie : 100kHz max Plage d ACC/DEC : 1Hz à 2kHz (toutes les 4ms) Type de coordonnées : Absolue ou relative Nombre de pulses : à 7FFFFFFF ( ) en relatif à 7FFFFFFFF ( à ) Mode de sortie : continu (contrôle de vitesse) / indépendant (contrôle de position) Instruction : PULS, SPED, PLS2, ACC, INI Fonction de recherche d origine : ORG S.MONGRAND/STA/JUIN /22

5 2. Câblage 2.1 Repérage du connecteur La CPU dispose d un connecteur 40 points (2x20 broches) donnant accès à toutes les E/S détaillées dans le tableau du paragraphe 1. Les broches sont distribuées de la façon suivante : IN0 : broches 1, 3, 5 (24V, LD+, 0V/LD- respectivement) IN1 : broches 2, 4, 6 IN2 : broches 7, 9,11 IN3 : broches 8, 10, 12 IN4 : broches 13, 15, 17 IN5 : broches 14, 16, 18 IN6 : broches 19, 21, 23 IN7 : broches 20, 22, 24 IN8 : broches 25, 27, 29 IN9 : broches 26, 28, 30 Câblage des entrées OUT0 : broche 31 OUT1 : broche 32 OUT2 : broche 33 OUT3 : broche 34 OUT4 : broche 35 OUT5 : broche 36 Alimentation des sorties (V+) : broche 37 Commun des sorties (COM) : broches 39 & 40 S.MONGRAND/STA/JUIN /22

6 Câblage des sorties 2.2 Connexions Sorties pulses : schéma de connexion du CJ1M-CPU22/23 avec un servodriver entrées pulses OMRON Remarque : la résistance de 1.6k permet de limiter le courant sur les entrées pulses du driver. Entrées / Sorties pour la recherche d origine La fonction recherche d origine demande de connecter les E/S suivantes : Entrées : signal d origine (Z codeur), signal de proximité d origine et signal en position (INP). Ces signaux sont renvoyés par le driver ou des capteurs externes. Sortie : reset du compteur d erreur (ECRST) sur le driver S.MONGRAND/STA/JUIN /22

7 Câblage des entrées pour la fonction recherche d origine : 2.3 Câblage avec les drivers OMRON Il existe 3 modes de fonctionnements qui dépendent des signaux qui sont ramenés entre le CJ1M et le driver. Il existe des systèmes de pré-câblages pour relier les servomoteurs OMRON avec le CJ1M Signification des modes de fonctionnements (voire aussi 4.2.1) Mode 0 : mode basique. Utiliser pour les moteurs pas à pas. Mode 1 : mode réservé pour les servomoteurs OMRON. Lors d une recherche d origine, la sortie pulse est stoppée quand l entrée Z codeur change d état et le signal ECRST (RAZ du compteur d erreur) est activé. Mode 2 : idem mode1 avec en plus utilisation du signal INP pour la recherche d origine Références des systèmes de précâblage Câble API - Bornier Câble Bornier - Driver Bornier S.MONGRAND/STA/JUIN /22

8 Tableau récapitulatif pré câblage Type driver Câble API- Bornier Bornier R88D-UEP / SMARTSTEP XW2Z-xxxJ-A26 XW2B-20J6-8A (1 axe) XW2B-40J6-9A (2 axes) R88D-UP XW2Z-xxxJ-A27 XW2B-20J6-8A (1 axe) XW2B-40J6-9A (2 axes) R88D-UT/ XW2Z-xxxJ-A27 XW2B-20J6-8A (1 axe) R88D-W XW2B-40J6-9A (2 axes) Câble Bornier-API XW2Z-xxxJ-B5 XW2Z-xxxJ-B1 XW2Z-xxxJ-B4 3. Instructions de programmations Il existe cinq instructions pour programmer les sorties pulses du CJ1M-CPU22/23. Ces instructions sont équivalentes à celles d un CQM1-CPU43 / CQM1H-PLB21 mais comportent néanmoins quelques variantes. PULS (886) : envoi d un nombre de pulses sans rampes d ACC/DEC SPED (885) : envoi de pulses à une fréquence donnée ACC (888) : envoi de pulses avec rampes d ACC/DEC PLS2 (887) : envoi de pulses avec gestion de profil en trapèze INI (880) : stoppe la génération de pulses / changement de la position courante Nouveautés : Le CJ1M-CPU22/23 possède une nouvelle fonction pour gérer la recherche et retour à l origine : ORG (880) Possibilité d envoyer plusieurs fonctions PLS2 pour changer la position à la volée Contrôle triangulaire avec la fonction PLS2 (voir 3.1.3)) Possibilité d enchaîner un PLS2 après une fonction ACC (ex : fonction INTERRUPT FEEDING ACC pour le contrôle en vitesse sur événement, envoi PLS2 pour passer en positionnement) Possibilité de travailler en relatif ou absolu avec la fonction ORG Gestion automatique du sens de déplacement avec la fonction PLS2 quand on travaille en absolu Spécifications des sorties pulses : Mode de sortie Fréquence de sortie Rampes d ACC/DEC Nombre de pulses Méthode sorties pulses Changements On-line Mode continu (contrôle de vitesse) Mode indépendant (contrôle en position) De 1Hz à 100Hz par unité de 1Hz De 100Hz à 4kHz par unité de 10Hz De 4kHz à 100kHz par unité de 100Hz De 1Hz à 2kHz par unité de 1Hz Coordonnées relatives : à 7FFF FFFF ( ) Coordonnées absolues : à 7FFF FFFF ( à ) CW/CCW ou Pulse + direction Position, vitesse et ACC/DEC S.MONGRAND/STA/JUIN /22

9 3.1 Détails des instructions Se reporter au manuel du CJ1M n W Instruction SPED (885) La fonction SPED est utilisée pour spécifier la fréquence de sortie des pulses. En mode continu, SPED envoi des pulses à une fréquence fixe. En mode indépendant, SPED est utilisée avec l instruction PULS (cf 3.1.2) Instruction PULS (886) L instruction PULS est utilisée pour déterminer le nombre de pulses à envoyer. PULS doit être utilisée en combinaison avec SPED. S.MONGRAND/STA/JUIN /22

10 Envoi de 5000 pulses en absolu à la fréquence de 50kHz sur le port Instruction PLS2 (887) L instruction PLS2 est utilisée pour générer des profils en trapèzes avec gestion des pentes d ACC/DEC, fréquence de départ, fréquence cible et position cible. La pente d accélération est fonction du taux d ACC rentré dans S. Toutes les 4ms, la fréquence augmente de ce taux jusqu à la fréquence cible Le point de décélération est calculé à partir de la position cible ainsi que du taux de décélération. Toutes les 4 ms, la fréquence décroît de ce taux Lorsque les déplacements se font en absolu, la fonction PLS2 gère automatiquement le sens de déplacement S.MONGRAND/STA/JUIN /22

11 Déplacement 1/3 1/3 1/3 en trapèze en relatif en CW : Position cible : pulses Temps d ACC/DEC : 2000 ms Temps de palier : 2000 ms Fréquence cible : pps Fréquence de départ : 0 pps Calcul du taux d ACC/DEC : x 4 / 2000ms=200 Le CJ1M-CPU22/23 dispose d une fonction notée contrôle triangulaire. Lorsqu un profil en trapèze est généré par une fonction PLS2, si les pentes d ACC/DEC sont trop longues, le système n as pas le temps d atteindre la fréquence cible. Le CJ1M-CPU22/23 adapte automatiquement le mouvement pour atteindre la position cible. Dans l exemple précédent, si la position cible passe de à , le CJ1M va générer un profil en vitesse comme suit : Vitesse : 2000 t/mn Vitesse : 3000 t/mn S.MONGRAND/STA/JUIN /22

12 3.1.4 Instruction ACC (888) L instruction ACC est utilisée pour générer des pulses à une fréquence donnée avec gestion des pentes d ACC/DEC. Deux modes de fonctionnements, indépendant ou positionnement. En mode positionnement, ACC est utilisée avec PULS pour spécifier la position. ACC peut également être lancé à la volée pour changer les fréquences et les pentes d ACC/DEC (ex :gestion de profil en S). Comme pour la fonction PLS2, la fréquence de sortie change toutes les 4ms avec le taux d ACC/DEC paramétré. Lancement de 2 fonctions ACC en mode indépendant, sens CW sur le port 1 : ACC n 1 : taux=20hz/4ms Fréquence=5000Hz ACC n 2 : taux=10hz/4ms Fréquence=2500Hz Instruction INI (880) L instruction INI permet l arrêt de la génération des pulses sur un port. Pas de gestion de décélération avec cette fonction. L instruction INI est également utilisée pour les fonctions de comptage de la CPU22/23 (se reporter à la documentation de l automate pour plus de détails). S.MONGRAND/STA/JUIN /22

13 3.1.6 Instruction ORG (889) L instruction ORG est spécifiques à la CPU22/23 du CJ1M. Elle permet d exécuter les fonctions de recherche et de retour à l origine. (cf pour le paramétrage avec Cx-programmer) 4. Mise en œuvre du CJ1M-CPU22/23 Ce chapitre se propose de détailler la mise en œuvre du CJ1M-CPU22/23 en utilisant 2 axes types SMARTSTEP et pré câblage. Ces explications restent valables dans le cas de configuration 1 axe ou avec des servomoteurs types UP/UT/W. L utilisation du CJ1M-CPU22/23 avec le pré câblage et les drivers OMRON limite les fonctionnalités Comptage rapide, entrées interruptives ainsi que l utilisation de certaines instructions qui ne sont pas abordées dans ce document. Pour plus de détails, se référer au manuel W Câblage En configuration 2 axes, utiliser le bornier XW2B-40J6-9A avec 2 câbles XW2Z-100J-B5 pour relier les drivers au bornier. Le câble XW2Z-100J-A27 permet de relier la CPU au bornier. S.MONGRAND/STA/JUIN /22

14 4.1.1 Détails du bornier XW2B-40J6-9A Le bornier permet de relier les capteurs de proximité d origine, les ordre de RUN (servo-lock des moteurs) ainsi que des signaux propres au driver pour les 2 axes. Borne n Fonction 0,1,2,3,4,5,6,11, Commun 0V 12,13,14,15 7 RESET erreur sur axe X (active l entrée RESET du driver) 8 0v de la sortie ALM du driver RESET erreur sur axe Y (active l entrée RESET du driver) 17 0v de la sortie ALM du driver vdc IN6 : entrée compteur rapide n 1 phase A 23 IN7 : entrée compteur rapide n 1 phase B 24 Entrée proximité d origine sur l axe X 25 Entrée RUN sur l axe X Entrée multifonction MING (active l entrée MING du driver indisponible sur SMARTSTEP) 28 Sortie ALM du driver 29 Sortie BKIR du driver Connecter la bobine qui active le frein sur cette borne. Dès que l entrée RUN est activée, le frein est désactivé automatiquement IN8 : entrée compteur rapide n 0 phase A 32 IN9 : entrée compteur rapide n 0 phase B 33 Entrée proximité d origine sur l axe Y 34 Entrée RUN sur l axe Y Entrée multifonction MING (active l entrée MING du driver indisponible sur SMARTSTEP) 37 Sortie ALM du driver 38 Sortie BKIR du driver Connecter la bobine qui active le frein sur cette borne. Dès que l entrée RUN est activée, le frein est désactivé automatiquement S.MONGRAND/STA/JUIN /22

15 4.1.2 Signification des leds sur la CPU22/23 du CJ1M En façade de la CPU22/23, il y a 16 leds qui indiquent le statut des ports 0 et 1. Avec le pré câblage et les drivers OMRON, les signaux (cf tableau) sont ramenés sur la CPU. L image de l état des leds se retrouve dans les canaux CIO2960 pour les entrées et CIO2961 pour les sorties comme suit: IN0 CIO Origine port 0 * IN1 CIO Capteur de proximité origine port 0 IN2 CIO Origine port 1 * IN3 CIO Capteur de proximité origine port 1 IN4 CIO Signal INP port 0 Axe X * IN5 CIO Signal INP port 1 Axe Y * IN6 CIO Phase A - compteur rapide 1 IN7 CIO Phase B - compteur rapide 1 IN8 CIO Phase A - compteur rapide 0 IN9 CIO Phase B - compteur rapide 0 OUT0 CIO Sortie pulses CW port 0 OUT1 CIO Sortie pulses CCW port 0 OUT2 CIO Sortie pulses CW port 1 OUT3 CIO Sortie pulses CCW port 1 OUT4 CIO RAZ compteur erreur port 0 axe X * OUT5 CIO RAZ compteur erreur port 1 axe Y * * : cf annexe 01 pour le câblage de ces signaux avec un driver OMRON. (le pré câblage ramène tous ces signaux : Z, INP, ECRST) Flags pour la fonction sortie pulses du CJ1M-CPU22/23 La zone AR dispose d un certain nombre de canaux/bits réservé pour le fonctionnement des sorties pulses. (la zone dédiée aux compteurs rapides/entrées interruptives n est pas détaillée) PORT 0 Nom Description PORT 1 A277-A276 Valeur courante Nombre de pulses envoyées (absolu ou relatif A279-A278 A ACC/DEC Indique une phase d Acc/Dec avec ACC/PLS2 A : vitesse constante 1 :Acc ou Dec A Dépassement Dépassement sur la valeur courante A : normal 1 : dépassement A Nbre pulse spécifié Indique si le nbre de pulses a été spécifié avec A l instruction PULS A Position ok Indique que l envoi de pulses est terminé A : positionnement pas terminé 1 : positionnement terminé A Pulses en cours Envoi de pulses en cours A : stop 1 : génération de pulses A Pas d origine 1 : origine non établie A : origine établie A A l origine 0 : pas à l origine A : à l origine A Erreur durant la sortie de pulses 1 : Erreur durant l envoi de pulses voire code d erreur dans A444 A S.MONGRAND/STA/JUIN /22

16 PORT 0 Nom Description PORT 1 A444 Code erreur Quand une erreur durant l envoi des pulses apparaît, A445 ce canal contient le code d erreur (voire tableau code erreur ci-après) A Reset valeur 1 : RAZ de la valeur courante des sorties pulses A courante A Limite CW * Fin_De_Course sens CW utilisé pour la recherche A d origine. A Limite CCW * Fin_De_Course sens CCW utilisé pour la recherche d origine. A * les limites CW/CCW A540.08/A et A541.08/A pour les ports 0 et 1 sont des limites softs. Pour activer ces flags, il faut mettre une condition (venant de capteurs reliés sur une carte d entée par exemple) dans le programme automate pour activer ces flags. Code d erreur Nom Description 0100 Limite CW active 0101 Limite CCW active 0200 Problème détection Proximité d origine Le paramétrage de la recherche d origine indique l usage d un capteur de Proximité d origine 0201 Pas de signal d origine Problème sur le signal origine 0202 Erreur signal d origine En mode 0 : pendant la phase de décélération après détection du Proximité d origine, on détecte le signal d origine 0203 Limites CW/CCW actives Impossible d exécuter la recherche d origine car les FDC CW/CCW sont actifs en même temps 0204 Limites CW/CCW et signal Proximité d origine actif Impossible d exécuter la recherche d origine car les FDC CW/CCW et le proximité sont actifs en même temps 0205 Fin de course actif pendant la recherche d origine 206 Idem 300 Time out Le signal INP venant du driver n est pas actif S.MONGRAND/STA/JUIN /22

17 4.2 Fonction recherche d origine La fonction de recherche d origine du CJ1M-CPU22/23 doit être paramétrée avec le logiciel Cxprogrammer Recherche d origine : paramétrage avec Cx-programmer Pour paramétrer la recherche d origine, il faut écrire des valeurs dans des adresses systèmes accessibles par une console ou par le menu Paramètres API (adresses 256 à 268) de Cx-Programmer. C est cette méthode qui va être détaillée. Créer un projet API avec un CJ1M-CPU22/23 Aller dans le menu Paramètres API et sélectionner les onglets Définition de l origine 1 Rentrer les différents paramètres comme suit : Logique des signaux Une fois que le signal d origine est trouvé, possibilité de décaler le zéro d une valeur de compensation Sens de la recherche origine : CW ou CCW Méthode de détection Méthode 0 : lecture du signal origine après front montant /front descendant du Proximité d origine Méthode 1 : lecture du signal origine après front montant du Proximité d origine Méthode 2 : le système n utilise pas le signal proximité d origine Opération recherche Invers1 : durant la phase de recherche d origine, si l axe tape un FDC, il inverse son sens de déplacement Invers2 : durant la phase de recherche d origine, si l axe tape un FDC, l axe stoppe son mouvement Mode opération Mode 0 : mode pour moteur pas-à-pas Mode 1 : utilise le Z codeur du moteur comme signal d origine + signal ECRST Mode 2 : utilise le Z codeur du moteur comme signal d origine + Ssignal ECRST + le signal INP S.MONGRAND/STA/JUIN /22

18 Les modes 1 et 2 sont spécialement adaptés pour fonctionner avec le pré câblage et les servomoteurs OMRON. Ils permettent d utiliser la phase Z du codeur des moteurs comme origine et d utiliser le signal INP Mise en œuvre de la recherche d origine Il a été vu au précédent que les limites pour la recherche d origine étaient softs. Câbler les fins de courses sur une carte d entrée (ex : CJ1-ID211) et rajouter des conditions dans le programme automate. Voire le pour exécuter une recherche d origine comme indiquée sur la figure. Le capteur de proximité d' origine est câblé sur le bornier. S.MONGRAND/STA/JUIN /22

19 5. Exemples Ce paragraphe donne deux exemples d utilisation du CJ1M pour gérer le fonctionnement des sorties pulses. 5.1 Exemple 1 : Fonctions JOG avec gestion des capteurs de fin de courses Ce programme permet de gérer les commandes de marche en pas-à-pas en envoyant des pulses sur le port 0 dans les deux sens avec gestion de l arrêt quand on atteint un capteur de Fin de Course. S.MONGRAND/STA/JUIN /22

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21 5.2 Exemple 2 :fonction INTERRUPT FEEDING Utilisation des instructions ACC et PLS2 pour réaliser une fonction INTERRUPT FEEDING (passage d un contrôle en vitesse à un contrôle en position sur événement) Contrôle en vitesse sur le port 1 fréquence des pulses=25 khz Acc de 64Hz/4ms Entrée interruptive : événement pour passage en contrôle en position Déplacement de 8192 pulses avec pente de décélération de 512 Hz/4ms S.MONGRAND/STA/JUIN /22

22 ANNEXE 1 : Détails câblage CJ1M-CPU22/23 et drivers types SMARTSTEP / UEP Avec le pré câblage type XW2B, les signaux INP, Z, ECRST, +/-CW, +/-CCW sont reliés au CJ1M à travers le bornier. S.MONGRAND/STA/JUIN /22