Unité motrice MTR-DCI

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1 Unité motrice MTR-DCI Description Type MTR-DCI-...-PB Description fr 1209a [763207]

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3 Contenu et consignes générales de sécurité Version originale... de Edition... fr 1209a Désignation... P.BE-MTR-DCI-PB-FR Référence Festo AG & Co. KG, D Esslingen, 2012 Internet : service_international@festo.com Toute communication ou reproduction de ce document, sous quelque forme que ce soit, et toute exploitation ou communication de son contenu sont interdites, sauf autorisation écrite expresse. Tout manquement à cette règle est illicite et expose son auteur au versement de dommages et intérêts. Tous droits réservés pour le cas de la délivrance d'un brevet, d'un modèle d'utilité ou d'un modèle de présentation. I

4 Contenu et consignes générales de sécurité II

5 Contenu et consignes générales de sécurité Table des matières Utilisation conforme à la destination... Consignes de sécurité... Utilisateurs... Service après-vente... Fourniture... Instructions importantes d'utilisation... Documentation de l'unité motrice MTR-DCI... Informations relatives à la version... Concepts et abréviations spécifiques aux produits... Concepts et abréviations spécifiques au PROFIBUS... VII VIII IX IX IX X XII XIII XIV XVII 1. Présentation du système Positionnement avec des entraînements électriques Composants Fonctions de commande et de régulation Sécurité de fonctionnement Système de mesure de base Points de base et zone de déplacement Signes et sens Déplacement de référence Profil Festo de manipulation et de positionnement (FHPP) Montage Consignes générales Dimensions de l'unité motrice Montage des axes électriques Installation Aperçu de l'installation Miseàlaterre III

6 Contenu et consignes générales de sécurité 3.3 Alimentation électrique Exigences concernant l'alimentation électrique Alimentation commune en tension sous charge et logique (pas pour MTR-DCI-32) Alimentation séparée en tension sous charge et logique Interface série Entrée pour un capteur de référence externe Raccordement de la commande de niveau supérieur Câble de bus de terrain Débit binaire du bus de terrain et longueur du bus de terrain Terminaison de bus Pupitre de commande (MTR-DCI-...-H2) Structure et fonctionnement du pupitre de commande Structure des menus Appel du menu principal Menu [Diagnostic] Menu [Settings] Menu [Positioning] Commande de menu [HMI control] Mise en service Procéduredemiseenservice Mise en service avec le pupitre de commande (uniquement MTR-DCI-...H2) Sélection du type d'axe Réglage des paramètres de déplacement de référence Exécution d'un déplacement de référence Apprentissage du point zéro de l'axe AZ et des positions de fin de course logicielles Apprentissage des enregistrements de déplacement Déplacement d'essai Réglage de l'adresse PROFIBUS IV

7 Contenu et consignes générales de sécurité 5.3 Mise en service avec FCT Lancement du FCT Procédure Aperçu pour la mise en service avec le PROFIBUS Configuration Installation du fichier des caractéristiques d'appareil (fichier GSD) et des fichiers des icônes Configuration I/O Configuration avec STEP Paramétrage au démarrage Contrôle d'accès Commandes Aperçu des méthodes de commande et de paramétrage DPV DPV Profil Festo de manipulation et de positionnement (FHPP) Modes de fonctionnement pris en charge Structure des données I/O cycliques Exemples pour les octets de commande et d'état Fonctions de l'entraînement Système de mesure de base Déplacement de référence Mode test pas à pas Apprentissage via bus de terrain Sélection d'enregistrement : exécuter l'enregistrement Fonctionnement direct : définition d'une position ou force Surveillance d'arrêt Consignes de fonctionnement V

8 Contenu et consignes générales de sécurité 6. Fonctionnement, maintenance et diagnostic Aperçu des possibilités de diagnostic Indications de l'état par LED Messages d'incident Aperçu Description des erreurs et avertissements Mémoire de diagnostic Diagnostic via PROFIBUS-DP Diagnostic via le canal de paramètres A. Annexe technique... A-1 A.1 Caractéristiques techniques... A-3 A.2 Accessoires... A-6 A.3 Caractéristiques du moteur... A-7 A.4 Conversion des unités de mesure... A-13 B. Informations complémentaires... B-1 B.1 Paramétrage... B-3 B.1.1 Canal de paramètres Festo (FPC) pour données cycliques (données d'i/o)... B-3 B.1.2 Identificateurs d'instruction, identificateurs de réponse et numéros d'erreur... B-5 B.1.3 Règles pour le traitement de l'instruction/la réponse... B-8 B.1.4 Groupes de paramètres... B-12 B.1.5 Vue d'ensemble des paramètres... B-13 B.1.6 Représentation des entrées de paramètres... B-20 B.1.7 Caractéristiques d'appareil... B-21 B.1.8 Diagnostic... B-25 B.1.9 Données du processus... B-29 B.1.10 Tableau des enregistrements de déplacement (liste des enregistrements)... B-30 B.1.11 Données de projet... B-34 B.1.12 Paramètres d'axe entraînements électriques 1... B-41 VI

9 Contenu et consignes générales de sécurité B.2 Interpréteur de commande (Command Interpreter = CI)... B-55 B.2.1 Procédure pour la transmission de données... B-56 B.2.2 Commandes CI... B-59 B.2.3 Objets CI (aperçu)... B-63 B.2.4 Objets CI supplémentaires... B-71 B.3 Machine d'état FHPP... B-85 B.3.1 Mise en service... B-87 B.3.2 Positionnement... B-88 C. Index... C-1 VII

10 Contenu et consignes générales de sécurité VIII

11 Contenu et consignes générales de sécurité Utilisation conforme à la destination L'unité motrice MTR-DCI-... est un servomoteur intelligent constitué d'un moteur à courant continu, d'un réducteur planétaire, d'un codeur et d'une électronique de commande intégrée. Des couples élevés pour une vitesse faible sont caractéristiques pour les fonctions d'asservissement. Le MTR-DCI est optimisé pour l'utilisation avec des axes de Festo (p. ex. DMES-... ou DNCE-...). Le présent manuel décrit les fonctions de base du MTR-DCI et l'interface PROFIBUS. L'unité MTR-DCI ainsi que les modules et câbles qui peuvent y être raccordés doivent toujours être utilisés de la manière suivante : conformément à l'usage prévu, dans le domaine industriel, dans un état fonctionnel irréprochable, dans leur état d'origine sans modification (les transformations ou modifications décrites dans la documentation accompagnant le produit sont autorisées). Respecter les consignes de sécurité et utiliser tous les blocs et les modules conformément à l'usage prévu par la documentation. Respecter toutes les normes indiquées ainsi que les prescriptions des organismes professionnels, les réglementations nationales en vigueur et les règles VDE. Respecter les valeurs limites de tous les composants additionnels (p.ex. capteurs, actionneurs). IX

12 Contenu et consignes générales de sécurité Consignes de sécurité Il est impératif, lors de la mise en service et de la programmation des systèmes de positionnement, de respecter les consignes de sécurité figurant dans ce manuel ainsi que dans les notices d'utilisation des autres composants utilisés. L'utilisateur doit veiller à ce que personne ne stationne dans la sphère d'influence des actionneurs connectés ou du système d'axes. La zone éventuellement dangereuse doit être protégée par des mesures appropriées comme des barrières ou des panneaux d'avertissement. Avertissement Les axes électriques peuvent se déplacer à grande vitesse et avec une force importante. Ils peuvent alors occasionner des collisions qui risquent de causer de graves blessures ou de détruire des composants. Assurez-vous que personne ne peut intervenir dans la sphère d'influence des axes ainsi que d'autres actionneurs reliés et qu'aucun objet ne se trouve dans la zone de déplacement tant que le système est raccordé aux sources d'énergie. Avertissement Les erreurs de paramétrage peuvent provoquer des blessures corporelles ainsi que des dommages matériels. N'activez le régulateur que lorsque le système d'axes a été installé et paramétré de façon correcte. X

13 Contenu et consignes générales de sécurité Utilisateurs Ce manuel s'adresse exclusivement aux spécialistes des techniques d'asservissement et d'automatisation, possédant une première expérience de l'installation, de la mise en service, de la programmation et du diagnostic sur les systèmes de positionnement. Service après-vente En cas de problème technique, merci de vous adresser au serviceaprès-ventefestoleplusprocheoud'envoyerun courrier électronique à l'adresse suivante : service_international@festo.com Fourniture Les éléments fournis avec l'unité motrice MTR-DCI sont les suivants : Unité motrice avec contrôleur intégré, en option avec pupitre de commande PackdecommandesurCD-ROM: Notice d'utilisation (descriptions) Festo Configuration Tool avec PlugIn MTR-DCI Notice d'utilisation (notice simplifiée). Les accessoires suivants sont disponibles (voir Annexe A.2) : Câble de connexion et connecteur de bus de terrain Câble de programmation Notice d'utilisation sur papier. XI

14 Contenu et consignes générales de sécurité Instructions importantes d'utilisation Catégories de dangers Ce manuel prévient des dangers pouvant résulter de l'utilisation non conforme du produit. Ces instructions sont accompagnées d'un mot d'avertissement (avertissement, attention, etc..), sont imprimées avec un effet d'ombre et repérées par un pictogramme. On distingue les indications de dangers suivantes : Avertissement... signifie qu'il existe un risque de dommages corporels ou matériels graves en cas de non-respect. Attention... signifie qu'il existe un risque de dommages corporels ou matériels en cas de non-respect. Nota... signifie qu'il existe un risque de dommages matériels en cas de non-respect. Composants sensibles aux charges électrostatiques : une manipulation non conforme risque d'entraîner l'endommagement de ces composants. XII

15 Contenu et consignes générales de sécurité Marquage d'informations spéciales Les pictogrammes suivants signalent les passages de texte contenant des informations spéciales. Pictogrammes Information : Recommandations, astuces et renvois à d'autres sources d'informations Accessoires : indications concernant des accessoires nécessaires ou pouvant être utiles Environnement : informations relatives à une utilisation des produits respectueuse de l'environnement Signes d'énumération Les points d'énumération accompagnent une liste d'opérations qui peuvent se dérouler dans un ordre quelconque. 1. Les chiffres sont utilisés lorsque les opérations doivent être effectuées dans l'ordre indiqué. Les tirets précèdent des énumérations d'ordre général. XIII

16 Contenu et consignes générales de sécurité Documentation de l'unité motrice MTR-DCI Le présent manuel contient des informations sur le fonctionnement, le montage, l'installation et la mise en service des servomoteurs électriques avec l'unité motrice MTR-DCI-...-PB (interface PROFIBUS). Vous trouverez des informations concernant des composants additionnels, comme p. ex. les capteurs de référence, dans les notices d'utilisation respectives des produits concernés. Type Nom Contenu Pack d'utilisation avec notice simplifiée + descriptions sur CD-ROM Description Système d'aide du logiciel Notices d'utilisation Instructions de montage P.BP-MTR-DCI Unité motrice MTR-DCI avec interface PROFIBUS P.BE-MTR-DCI-PB-DE P.BE-MTR-DCI-PB-EN P.BE-MTR-DCI-PB-FR P.BE-MTR-DCI-PB-IT P.BE-MTR-DCI-PB-ES P.BE-MTR-DCI-PB-SV Aidedu Festo Configuration Tool (incluse dans le logiciel FCT) Axes, p. ex. DMES-... /DNCE-... Adaptateur de bus de terrain FBA-... conformément au chapitre Accessoires Description sommaire : Consignes importantes de mise en service et premières informations Descriptions sur CD-ROM : relatifs à l'unité moteur MTR-DCI-... (contenu comme décrit ci-après) Installation, mise en service et diagnostic des axes électriques avec l'unité motrice MTR-DCI ; communication via l'interface PROFIBUS. Descriptions des fonctions du progiciel de configuration Festo Configuration Tool (FCT) Montage et mise en service Raccordement et affectation des broches Tab. 0/1 : Documentation relative au MTR-DCI XIV

17 Contenu et consignes générales de sécurité Informations relatives à la version Version de matériel Version de firmware Indique la version du système mécanique et du système électronique de l'unité MTR-DCI. Indique la version du système d'exploitation de l'unité MTR-DCI. Pour trouver les données relatives à la version : Version de matériel et version de firmware dans Festo Configuration Tool lorsque la liaison d'appareils vers l'unité MTR-DCI est active sous Caractéristiques de l'appareil Version de firmware sur le pupitre de commande sous [Diagnostic] [SW-Information] Version de firmware Nouveauté? Quel PlugIn FCT? A partir de version V1.00 prend en charge les tailles indiquées de MTR-DCI-PB en combinaison avec les axes suivants de Festo : Unité motrice axes MTR-DCI DMES-18; DNCE-32 MTR-DCI DMES-25; DNCE-32/40 MTR-DCI DMES-40; DNCE-40/63 MTR-DCI DMES-63; DNCE-63 MTR-DCI V2.0 Tab. 0/2 : Versions firmware XV

18 Contenu et consignes générales de sécurité Concepts et abréviations spécifiques aux produits Les concepts et abréviations suivants, caractéristiques du produit, seront utilisés dans ce manuel : Concept/abréviation Signification API Commande à mémoire programmable ; abrév. : commande (angl. : PLC : programmable logic controller). Axe Capteur de référence CEM Codeur Contrôleur Déplacement de référence Enregistrement de déplacement Entraînement Festo Configuration Tool (FCT) Composant mécanique de l'entraînement, qui convertit les tours du moteur dans un mouvement de déplacement d'une charge utile. Un axe (p.ex. l'axe linéaire DMES-...) permet le montage et le guidage de la charge utile et le montage d'un capteur de référence. Capteur externe servant à déterminer le point de référence et étant raccordé directement au contrôleur. Compatibilité électromagnétique Emetteur d'impulsions optique (indicateur de la position du rotor sur l'arbre moteur du MTR-DCI). Les signaux électriques produits sont envoyés au contrôleur, qui calcule alors la position et la vitesse sur la base des signaux reçus. Electronique qui analyse les signaux de capteurs, calcule les déplacements et les forces et prépare l'alimentation électrique pour le moteur via l'électronique de puissance. Le déplacement de référence permet de déterminer le point de référence et donc l'origine du système de mesure de base de l'axe. Commande de déplacement définie dans le tableau des enregistrements de déplacement et composée des éléments suivants : Numéro de l'enregistrement de déplacement, Base absolue ou relative de la position cible, Position cible Vitesse de déplacement Actionneur complet composé d'un contrôleur, d'un moteur, d'un système de mesure, le cas échéant d'un réducteur et d'un axe Progiciel de mise en service avec une gestion unique des données et du projet pour tous les types d'appareil pris en charge. Les caractéristiques spéciales d'un type d'appareil sont prises en charge par des PlugIns avec les descriptions et boîtes de dialogue nécessaires. XVI

19 Contenu et consignes générales de sécurité Concept/abréviation Fin de course logicielle HMI Homing mode I O I/O Méthodededéplacement de référence Mode d'apprentissage (Mode d'apprentissage) Signification Limite de course programmable (point de référence = point zéro de l'axe) Fin de course logicielle, positive : positionlimitemax.delacoursedanslesenspositif;nedoitpasêtre dépassée lors des positionnements. Fin de course logicielle, négative : position limite min. dans le sens négatif ; ne doit pas être dépassée par le bas lors des positionnements. Human Machine Interface (interface homme-machine IHM), correspond, sur l'unité MTR-DCI, au pupitre de commande avec écran LCD et 4 touches de commande. Mode de fonctionnement dans lequel un déplacement de référence est exécuté. Entrée Sortie Entrée et/ou sortie Méthode pour trouver la position du point de référence REF : contre une butée fixe ou à l'aide du capteur de référence. Mode de fonctionnement pour le réglage des positions par l'accostage de la position cible, p. ex. lors de la création d'enregistrements de déplacement. Mode de fonctionnement Est utilisé dans les situations suivantes : Type d'accès : sélection d'enregistrement, fonctionnement direct Etat logique interne du contrôleur : Profile Position Mode (mode de positionnement), Profile Torque Mode (mode servo), Homing Mode, Demo Mode,... Mode de positionnement Mode servo Mode test pas à pas En mode de positionnement, une position cible est prédéfinie qui doit être accostée par le moteur. Des modifications de position sont détectées par le codeur incrémental interne (codeur optique). Lorsque le point de départ est connu, la position réelle de la charge utile résulte du rapport de réduction et, le cas échéant, de la constante d'avance. Commande de la force parrégulationducourant.la commande d'uncouple moteur a lieu indirectement via la régulation du courant. Toutes les indications concernant les forces/couples se rapportent au couple nominal du moteur (par rapport au courant nominal du moteur). La force effective sur l'axe doit êtredéterminée/contrôléeetrégléelorsdelamiseenserviceàl'aidede dispositifs de mesure externes. Déplacement manuel en sens positif ou négatif. XVII

20 Contenu et consignes générales de sécurité Concept/abréviation Point de référence (REF) Point zéro de l'axe (AZ) Point zéro du projet (PZ) Référencement Signal 0 Signal 1 Tension sous charge, tension logique Unité motrice Signification Le point de référence définit un emplacement ou une position connu dans la course de l'entraînement. Il est le point de base fondamental pour le système de base de mesure. Le point zéro de l'axe AZ se réfère au point de référence REF. Les fins de courses logicielles et le point zéro du projet PZ se rapportent à AZ. Point de base de mesure pour toutes les positions dans les instructions de positionnement (Project Zero point). Le point zéro du projet constitue la base pour toutes les données de position absolues (p. ex. dans le tableau d'enregistrements de déplacement ou pour la commande directe via l'interface de commande ou de diagnostic). Le point de base pour le point zéro du projet est le point zéro de l'axe. Ancrage du système de mesure de base de l'axe sur un capteur de référence ou une butée fixe. Une tension de 0 V est présente sur l'entrée ou la sortie (logique positive, correspond à LOW). Une tension de 24 V est présente sur l'entrée ou la sortie (logique positive, correspond à HIGH). La tension sous charge alimente l'électronique de puissance du contrôleur et, par là, le moteur. La tension logique alimente la logique d'analyse et de commande du contrôleur. Unité intégrée se composant d'un contrôleur, d'un moteur, d'un système de mesure et le cas échéant d'un engrenage (p. ex. unité motrice MTR-DCI). Tab. 0/3 : Liste des termes et des abréviations XVIII

21 Contenu et consignes générales de sécurité Concepts et abréviations spécifiques au PROFIBUS Concept/abréviation 0x1234 ou 1234h AK BCD Canal de paramètres (PKW) Cohérence Données utiles Fichier GSD/GSG FPC Identificateur de la réponse (AK) Identificateur de l'instruction (AK) Identificateur du paramètre (PKE) LSB MSB Numéro du paramètre (PNU) Octet PKE Signification Les nombres hexadécimaux sont repérés par un 0x en préfixe ou en h en postfixe. Voir sous identificateur de la réponse ou identificateur de l'instruction Nombre décimal en codage binaire (binary coded decimal). Partie du télégramme servant à la transmission de paramètres (PKW, Parameter-Kennung-Wert = valeur de l'identificateur du paramètre). Plage de données définie comme cohérente, et transmise de manière cohérente, c.-à-d. dans un cycle de bus. Données du télégramme sans les données de trame du protocole. La longueur des données utiles est définie avec la configuration de l'abonné du bus. Fichier des caractéristiques d'appareil dans lequel sont enregistrées toutes les propriétés distinctives de l'esclave (p. ex. nombre d'i/o, nombre d'octets de diagnostic, etc.). Festo Parameter Channel Partie du canal de paramètres dans le télégramme de réponse qui indique le type de réponse d'un traitement de paramètre. Partie du canal de paramètres dans le télégramme d'ordre qui indique le type d'instruction du traitement de paramètre. Composant du canal de paramètres (PKW) qui contient l'identificateur de l'instruction ou de la réponse (AK) et le numéro de paramètre (PNU). Least Significant Bit (bit du plus faible poids) Most Significant Bit (bit du poids le plus fort) Les paramètres pouvant être transmis via le canal de paramètres sont appelés à l'aide du numéro de paramètre (PNU). Le numéro du paramètre est une composante de l'identificateur du paramètre (PKE) et sert à l'identification ou à l'adressage de chaque paramètre. 8 bits ; type de base pour les télégrammes PROFIBUS. Voir sous identificateur du paramètre XIX

22 Contenu et consignes générales de sécurité Concept/abréviation PKW PNU Répéteur Segment de bus Sous-index (IND) Télégramme de réponse Télégramme d'ordre Signification Voir sous canal de paramètres Voir sous numéro du paramètre Equipement d'amplification des signaux de bus et de couplage de segments sur des distances importantes. Câble de busentre deux résistancesde terminaison. Unsegment de bus contient 32 abonnés max. Un système PROFIBUS se compose d'au moins un segment de bus avec au moins 2 abonnés. Des segments supplémentaires peuvent être raccordés à l'aide de répéteurs. Composanteducanaldeparamètresquiadresseunélémentd'un paramètre Array (sous-paramètre). Télégramme envoyé par l'esclave en direction du maître (réponse de l'esclave). Télégramme envoyé parle maître endirectionde l'esclave (instruction du maître). Tab. 0/4 : Liste des concepts et des abréviations PROFIBUS XX

23 Présentation du système Chapitre 1 Présentation du système 1-1

24 1. Présentation du système Table des matières 1.1 Positionnement avec des entraînements électriques Composants Fonctions de commande et de régulation Sécurité de fonctionnement Système de mesure de base Points de base et zone de déplacement Signes et sens Déplacement de référence Profil Festo de manipulation et de positionnement (FHPP)

25 1. Présentation du système 1.1 Positionnement avec des entraînements électriques Composants 1 Commande séquentielle et accès aux paramètres via la commande de niveau supérieur/ maître de bus de terrain 2 Niveau logiciel : mise en service avec le logiciel Festo Configuration Tool 1 2 I/O CANopen Profibus DeviceNet 3 RS232 3 Niveau actionneur avec Unitéde moteur Accouplement Carter d'accouplement Axe Fig. 1/1 : Principe d'un système de positionnement avec le MTR-DCI L'unité motrice MTR-DCI-PB avec PROFIBUS permet le positionnement de l'axe de rotation ou linéaire connecté, en fonction du Festo Handling and Positioning Profile 1-3

26 1. Présentation du système LeparamétrageetlamiseenserviceduMTR-DCIpeuvent s'effectuer : à l'aide du progiciel FCT via l'interface RS232 de votre PC, à l'aide du pupitre de commande optionnel avec écran et 4 touches de fonction (uniquement type MTR-DCI-...-H2) ou via PROFIBUS. Fonctions HMI FCT PROFIBUS Paramétrage Choix du type d'axe et des paramètres de l'axe Prédéfinition d'un coefficient de réduction (pour réducteurs externes) Importation/exportation de données de configuration Enregistrement de différentes configurations dans les projets x x x x x x x x (x) Enregistrements de déplacement Création d'un leau des enregistrements de déplacement avec numéro d'enregistrement, position cible, mode de positionnement, vitesse de déplacement, accélération x x x Mise en service Déplacement de référence Mode test pas à pas Apprentissage de positions Déplacement par pas individuels Lancement et arrêt des opérations de positionnement pendant la mise en service Fonctions de test étendues p. ex. affichages de l'état Test ou démonstration des enregistrements de déplacement x x x x (x) x x x x x x x x x x x x x x x Diagnostic/ maintenance Lecture et affichage des données de diagnostic x x 1-4

27 1. Présentation du système La saisie et l'affichage de tous les paramètres s'effectuent en fonction des unités de mesure réglées. Unités de mesure Pupitre de commande FCT Profibus Axe linéaire Métrique Unités de mesure métriques, par ex. mm, mm/s, mm/s 2 x x Pouces 1) Unités de mesure impériales, par ex. pouce, pouce/s, pouce/s 2 x Pas de progression Unités de mesure sur la base de pas de progression, par ex. inc, inc/s, inc/s 2 x Axe de rotation Degrés Mesurage angulaire 360 = 1 tour par ex. deg, deg/s, deg/s 2 x x Rotations 2) Nombre de rotations x par ex. tours, tr/min, tr/min 2 Pas de progression Unités de mesure sur la base de pas de progression, par ex. inc, inc/s, inc/s 2 x 1) Seulement avec FCT lors de la création d'un projet. 2) Réglage uniquement avec le pupitre de commande [Settings] [Axis type] [Rotation axis] Le réglage des unités de mesure n'a d'incidence que sur l'affichage. Tous les paramètres sont enregistrés en interne en incréments dans le régulateur (inc, inc/s, inc/s 2...) et ne sont convertis que lors de l'écriture ou la lecture. Les mesures transmises via RS232 ou PROFIBUS sont basées sur les valeurs incrémentielles (conversion, voir Annexe A.4). 1-5

28 1. Présentation du système 1.2 Composants Pour configurer un axe électrique avec le MTR-DCI, les composants suivants sont nécessaires : Unité de moteur MTR-DCI Axe Accouplement avec carter d'accouplement Câble d'alimentation Câble de programmation Adaptateur de bus de terrain Câble de bus de terrain Capteur de référence Accessoires Moteur avec contrôleur, disponible en 4 tailles, en option avec le pupitre de commande (type...-h2). Par le biais de divers rapports de réduction, il est possible de répondre à différentes exigences relatives au couple et à la vitesse de sortie (de l'actionneur) (voir Annexe A.1). Des couples élevés pour une vitesse faible sont caractéristiques pour les fonctions d'asservissement. Avec le rapport de réduction le plus faible, la vitesse de déplacement de l'axe peut être augmentée pour une force réduite en conséquence. Axes linéaires ou de rotation conformément au catalogue Pour l'extension axiale des axes de Festo, par ex. de type DMES... ou de type DNCE..., des accouplements et des carters d'accouplement sont disponibles en option. L'assemblage de l'unité motrice avec l'axe se fait par le biais d'un raccord de serrage dans le carter d'accouplement. Il n'est alors pas nécessaire d'utiliser des brides de moteur supplémentaires. D'autres informations sont disponibles dans le manuel d'utilisation de l'axe. Pour l'alimentation électrique du MTR-DCI par un bloc d'alimentation. L'alimentation électrique du système électronique (tension logique) peut également avoir lieu séparément de la tension sous charge (voir paragraphe 3.3). Pour le paramétrage du MTR-DCI lors de la mise en service à l'aide de FCT Pour l'alimentation électrique séparée de la logique. Indice de protection IP 54. Voir paragraphes et A.2. Pour le fonctionnement du MTR-DCI à une commande de niveau supérieur (API/PCI). Capteur selon annexe A.2. Festo propose des accessoires conçus spécialement pour les systèmes de positionnement (voir la gamme ou le catalogue Festo). 1-6

29 1. Présentation du système 1.3 Fonctions de commande et de régulation Le contrôleur effectue principalement les tâches suivantes : commande via FHPP indication des valeurs de consigne régulation des valeurs suivantes : position, vitesse, accélération, courant. 1 Contrôleur de moteur 3 2 Régulateur Générateur de valeur de consigne P 4 PI P M 4 Régulateur de position Régulateur de vitesse 1 6 Régulateur de courant 7 Etage de sortie 8 Transformateur de signaux Fig. 1/2 : Représentation schématique d'un régulateur en cascade Profile Position Mode Mode de positionnement Mode de fonctionnement pour l'exécution d'un enregistrement de déplacement ou d'une instruction directe de positionnement avec régulation de position (closed loop position control). La position cible définit dans quelle position le régulateur d'actionneur doit se déplacer. La position cible est interprétée comme une indication absolue ou relative. La position cible réglée est transmise au générateur de valeur de consigne. Celui-ci crée une valeur de consigne de position pour le régulateur de position. Le réglage actuel notamment de la vitesse, de l'accélération, de la décélération est pris en compte pour la régulation de position. 1-7

30 1. Présentation du système Des modifications de position sont détectées par le codeur incrémental interne (codeur optique). Lorsque le point de départ est connu, la position réelle résulte du rapport de réduction et/ou du pas de vis. Profile Torque Mode Homing Mode Mode servo. Servocommande (open loop transmission control) par régulation du courant de moteur. Ce mode de fonctionnement permet d'indiquer au régulateur une valeur de consigne de couples externe (par rapport au courant nominal du moteur). La servocommande s'effectue indirectement via la régulation du courant moteur. Toutes les indications concernant les forces/couples se rapportent au couple nominal du moteur ou au courant nominal du moteur. Déplacement de référence. Exécution d'une opération de positionnement permettant de déterminer le point de référence et donc l'origine du système de mesure de base de l'axe, par ex. via le capteur de référence à l'intérieur du déplacement possible ou par analyse de surintensité lors du déplacement jusqu'en butée. Les fonctions supplémentaires suivantes sont disponibles pour la mise en service, les tests ou la démonstration par l'intermédiaire du pupitre de commande du MTR-DCI-...-H2 : Déplacement de positionnement pour déterminer la position cible d'un enregistrement de déplacement (mode d'apprentissage), [Settings] [Position set] Déplacement de positionnement pour tester tous les enregistrements de déplacement du tableau des enregistrements de déplacement [Demo posit tab]. Déplacement de positionnement pour tester un enregistrement de déplacement défini du tableau des enregistrements de déplacement [Move posit set]. 1-8

31 1. Présentation du système 1.4 Sécurité de fonctionnement Un système de capteur et des fonctions de surveillance importantes assurent la sécurité du fonctionnement : Surveillance i 2 t Surveillancedelatempérature(mesuredelatempérature du moteur et de la température des étages de sortie de puissance) Surveillance du courant Surveillancedelatension Détection d'erreurs dans l'alimentation électrique interne. MTR-DCI : Détection de surtensions dans le circuit intermédiaire ; résistances de freinage intégrées. Surveillance des erreurs de poursuite Détection des fins de course logicielles. Tenir compte des points suivants : Par la disposition des capteurs de fin de course et le cas échéant en apposant en plus des butées mécaniques, veillez à ce que l'axe se trouve toujours à l'intérieur de la zone de déplacement autorisée. 1-9

32 1. Présentation du système Avertissement Dans le cadre du dispositif d'arrêt D'URGENCE, vérifiez les mesures à prendre pour garantir la sécurité de votre installation en cas d'arrêt D'URGENCE. Si votre utilisation nécessite un circuit d'arrêt D'UR- GENCE correspondant, utiliser des capteurs de fin de course de sécurité distincts supplémentaires (par ex. contacts normalement fermés branchés en série) Pour annuler le signal ENABLE sur l'interface de commande, Le cas échéant pour couper la tension sous charge. 1-10

33 1. Présentation du système 1.5 Système de mesure de base Pour la mise en service, un système de base de mesure pour la prise de référence des coordonnées de base doit être défini. Le système de base de mesure définit toutes les positions (absolues) qui peuvent être accostées Points de base et zone de déplacement Point de référence REF Point zéro de l'axe AZ Point zéro du projet PZ Fins de course logicielles La définition du système de base de mesure s'effectue par : 1. Déplacement de référence pour la détermination du point de référence 2. Réglage du point zéro (décalage du point zéro de l'axe et du point zéro du projet) 3. Limitation de la zone de déplacement (fins de course logicielles). Il ancre le système de mesure de base selon la méthode de déplacement de référence sur un capteur de référence ou une butée fixe. (voir aussi le paragraphe Déplacement de référence ). Il est décalé d'une distance définie par rapport au point de référence REF (décalage du point zéro de l'axe). Il s agit d un point de base libre choisi par l utilisateur dans la course utile auquel se rapportent aussi bien la position réelle que les positions finales issues du tableau d enregistrements de déplacement. Le point zéro du projet est décalé d'une distance définie par rapport au point zéro de l'axe AZ (décalage du point zéro du projet).lepointzéroduprojetpznepeutêtrerégléquevia FCT, l'objet CI21F4 h ou FHPP PNU 500 (pas sur le pupitre de commande). Le réglage des fins de course logicielles permet de limiter la zone de déplacement admissible (course utile). Les fins de course logicielles se rapportent au point zéro de l'axe. Si la position cible d'un ordre de déplacement se trouve hors des fins de course logicielles, l'ordre de déplacement n'est pas exécuté et un état d'erreur est défini. 1-11

34 1. Présentation du système Systèmedemesuredebase Axe linéaire avec méthode de déplacement de référence : Butée fixe e f Axe de rotation avec méthode de déplacement de référence : Capteur de référence REF AZ PZ a b, c d e f Point de référence : point déterminé pendant le déplacement de référence : capteur de référence ou butée. Point zéro de l'axe : point de base pour le point zéro du projet et pour les fins de course logicielles. Point zéro du projet : point de référence pour la position réelle et les positions absolues du tableau d'enregistrements de déplacement. Décalage du point zéro de l'axe : distance entre le point zéro de l'axe AZ et le point de référence REF Décalage des fins de course logicielles : limitent la zone de déplacement admissible (course utile). Décalage du point zéro du projet : distance du AZ Course utile : zone de déplacement admissible Course nominale de l'axe utilisé Tab.1/1: Systèmedemesuredebase 1-12

35 1. Présentation du système Point de référence Consigne de calcul Point zéro des axes AZ =REF+ a Point zéro du projet PZ =AZ+ d =(REF+ a) + d Fin de course logicielle inférieure Fin de course logicielle supérieure LSE =AZ+ b =(REF+ a) + b USE =AZ+ C =(REF+ a) + C Tab. 1/2: Consignes de calcul système de mesure de base avec systèmes de mesure incrémentaux Signes et sens Tous les décalages et toutes les valeurs de position sont des vecteurs (dotés d'un signe). Le sens d'action +/- des vecteurs peut être attribué au sens de rotation de l'arbre du moteur (vue sur l'arbre du moteur). Dans le réglage d'usine, + correspondausensderotationdanslesensdesaiguilles d'une montre et - au sens de rotation dans le sens inverse des aiguilles d'une montre. L'attribution peut être inversée sur le pupitre de commande (voir chapitre 4.4) ou via FCT. Ceci peut présenter un avantage lors de l'utilisation d'engrenages conique ou à courroie dentée. Après inversion du sens, un déplacement de référence doit de nouveau être effectué. Le sens dans lequel la charge utile se déplace dépend de l'engrenage, du type de broche (avec rotation à gauche/à droite), du signe des positions prédéfinies (+/-) et du sens d'action réglé : 1-13

36 1. Présentation du système Sens d'action réglé à l'usine 2 Inversion du sens en modifiant le sens d'action Fig. 1/3: Réglage du sens d'action (basé sur l'exemple MTR-DCI + DMES, engrenage axial, broche avec rotation vers la droite) 1-14

37 1. Présentation du système Déplacement de référence Pour les actionneurs avec système de mesure incrémentiel, un déplacement de référence doit toujours être effectué après la mise sous tension. Cela est déterminé par le paramètre Déplacement de référence nécessaire (PNU 1014, CI 23F6h) spécifique à l'actionneur. Les modes du déplacement de référence suivants sont admis : recherche de la butée dans le sens négatif ; recherche de la butée dans le sens positif ; recherche capteur de référence dans le sens positif ; recherche capteur de référence dans le sens négatif (par défaut). Pour la recherche du point de référence et le positionnement de l'actionneur au point zéro de l'axe, il est possible de régler deux vitesses différentes. Déroulement du déplacement de référence : 1. recherche du point de référence selon la méthode configurée 2. Déplacement du point de référence au point zéro de l'axe AZ (décalage du point zéro de l'axe) 3. Réglage au point zéro de l'axe : position actuelle = 0 décalage du point zéro du projet PZ Une fois un déplacement de référence effectué avec succès, l'actionneur se trouve au point zéro de l'axe AZ. Lors de la première mise en service ou après la modification de la méthode de déplacement de référence, le décalage du point zéro de l'axe = 0 ; l'actionneur est alors situé après le déplacement de référence sur le point de référence REF. 1-15

38 1. Présentation du système Recherche butée fixe Avec cette méthode de déplacement de référence, l'actionneur se déplace tout d'abord à la vitesse de recherche dans le sens négatif ou positif jusqu'à ce qu'il atteigne une butée fixe. Lorsque la butée est atteinte, le courant moteur augmente. Une fois le courant moteur max. atteint, le moteur étant arrêté, le MTR-DCI détecte l'atteinte de la butée et ainsi la position de référence. Comme l'axe ne doit pas rester sur la butée, le décalage du point zéro de l'axe doit être 0 (min. 0,25 mm). + 1 REF (-) AZ 2 AZ REF (+) 1 Butée dans le sens négatif 2 Butéedanslesenspositif Fig. 1/4: Méthode de déplacement de référence Recherche butée fixe 1-16

39 1. Présentation du système Recherche Capteur de référence Avec cette méthode de déplacement de référence, l'actionneur se déplace tout d'abord avec une vitesse de recherche dans le sens négatif ou positif jusqu'à ce qu'il atteigne le capteur de fin de course. Il revient ensuite en arrière à vitesse rampante : la position de référence se trouve sur le point auquel le capteur de référence est de nouveau inactif lors de la procédure d'arrêt. 1 + REF (-) AZ 2 AZ REF (+) 1 Capteur de référence dans le sens négatif 2 Capteur de référence dans le sens positif Fig. 1/5: Méthode de déplacement de référence Recherche capteur de référence Si l'actionneur est déjà positionné sur le capteur de référence lors du lancement du déplacement de référence, il se déplacera directement dans le sens opposé du capteur de référence. L'actionneur se déplace ensuite comme d'habitude sur le point zéro de l'axe. 1-17

40 1. Présentation du système 1.6 Profil Festo de manipulation et de positionnement (FHPP) Pour toutes les tâches de manipulation et de positionnement, Festo a développé un profil de données optimisé, le Festo Handling and Positioning Profile (FHPP). Le FHPP permet une commande et programmation unique pour les différents systèmes de bus de terrain et contrôleurs de Festo. Il définit pour l'utilisateur d'une manière homogène les modes de fonctionnement, la structure des données I/O, les objets de paramètres et la commande séquentielle.... Communication avec le bus de terrain Sélection d'enregistrement Fonctionnement direct Canal de paramètres > n Mode Position Vitesse Accès libre à tous les paramètres lors de la lecture ou de l'écriture... Fig. 1/6 : Principe FHPP Pour de plus amples informations concernant le FHPP, reportez-vousauparagraphe

41 1. Présentation du système Octets de commande et d'état La communication via le bus de terrain s'effectue par l'intermédiaire de 8 octets de commande et d'état. Les fonctions et messages d'état nécessaires pendant le fonctionnement peuvent être directement pilotés, le plus souvent par des opérations de bits individuels. Sélection d'enregistrement En mode de fonctionnement sélection d'enregistrement, des enregistrements de déplacement peuvent être exécutés qui sont enregistrés dans le MTR-DCI. Lors de la mise en service, jusqu'à 31 enregistrements de déplacement sont paramétrés avec le Festo Configuration Tool ou appris via le pupitre de commande. Fonctionnement direct En mode de fonctionnement direct, les données de déplacement essentielles sont transmises directement via les octets de commande. Les positions cibles et les vitesses peuvent être déterminées et définies pendant le temps d'exécution par l'automate en fonction de l'état de fonctionnement. Aucune limitation par le nombre d'enregistrements de déplacement. Une alternative consiste à prescrire un couple (ou une force) que le MTR-DCI doit fournir par rapport au courant nominal du moteur. Canal de paramètres Festo (FPC) Le canal de paramètres permet à l'automate de niveau supérieur d'accéder à toutes les valeurs de paramètres du contrôleur via le bus de terrain. 8 octets de commande et d'état supplémentaires sont utilisés à ce fin. 1-19

42 1. Présentation du système 1-20

43 Montage Chapitre 2 Montage 2-1

44 2. Montage Table des matières 2.1 Consignes générales Dimensions de l'unité motrice Montage des axes électriques

45 2. Montage 2.1 Consignes générales Avertissement Risque d'électrocution, de courts-circuits ou de déplacements inopinés de l'entraînement! Avant toute intervention de montage, d'installation et de maintenance, coupez la ou les alimentation(s) électrique(s). Nota Manipulez les modules et les composants avec soin. Portez une attention particulière aux points suivants : Ne pas créer pas de déformation ou de contrainte mécanique lors de l'assemblage par vis. Positionner correctement les vis (ceci évite d'endommager les filetages). Respecter les couples de serrage prescrits. Eviter le décalage entre les modules. Les surfaces de raccordement doivent être propres (pour éviter les faux contacts). 2-3

46 2. Montage 2.2 Dimensions de l'unité motrice 13 T1 H1 D4 D2 D3 D1 H0 H2 5 L1 L5 L2 L4 L3 B1 B2 Dimensions [mm] Rapport de réduction G7/G14 G7 G14 G7 G14 G7/G14/G22 Diamètre bride/arbre D D1 D2 D3 D4 21,5 h8 6 h7 42 g10 42 ±0,1 25 h8 8 h7 52 g10 52 ±0,1 32 h8 12 h7 62 g10 62 ±0,1 40 j7 14 h7 Hauteur H H0 H1 H2 65,3 ±0,4 21,6 ±0,15 41,5 ±0,3 70,8 ±0,4 26,5 ±0,6 54,5 ±0,4 94,8 ±0,4 37 ±0,9 76,5 ±0,4 128 ±0,5 60,8 ±0, ±0,5 Longueur L L1 L2 L3 L4 175,5±1 18,7 ±0,6 2,5 ±0,3 176 ±1 33,3 ±1 25 ±1 2 ±0,2 176 ±1 46,3 ±1 25 ±1 2 ±0,2 194 ±1 39 ±1 33 ±1 3 ±0,3 194 ±1 53 ±1 33 ±1 3 ±0,3 270 ±1 47 ±1 39 ±1 5 ±0,3 Largeur B B1 B2 33,8 ±0,3 46,3 ±0,4 44,8 ±0,4 53,3 ±0,4 63,8 ±0,4 69,5 ±0,4 105,1 ±0,4 105,1 ±0,4 Profondeur T T1 6 M3 : 7/M4 : Tab. 2/1 : Dimensions de l'unité motrice 2-4

47 2. Montage 2.3 Montage des axes électriques Pour le montage de l'axe électrique, respectez les documentations de l'axe utilisé et des composants additionnels. Avertissement Lors d'un montage vertical ou incliné de l'axe, risque de blessures en cas de chute de masses. Utilisez l'unité motrice de préférence avec des axes à vis autobloquants ou à freinage automatique. Cela permet d'éviter, en cas de coupure de courant, la chute soudaine de la masse utile. Pour DMES-... : Vérifiez si des mesures de sécurité supplémentaires externes en cas de rupture de l'écrou de broche sont nécessaires (p. ex. cliquets de retenue ou goujons mobiles). Assurez vous que : l'entraînement est monté de manière fixe et qu'il n'est pas déformé, la zone de travail dans laquelle se déplacent l'axe et la charge utile a des dimensions suffisantes également pour le fonctionnement avec charge utile, la charge utile n'entre pas en collision avec un composant de l'axe lors du déplacement du chariot en fin de course. Veillez à respecter les valeurs maximales admissibles pour les grandeurs caractéristiques suivantes : Le point de base des forces et des couples est le milieu de l'arbre (L3, voir Tab. 2/1). 2-5

48 2. Montage L3 L3 x 0,5 F x F y Fig. 2/1 : Forces et couples Forces et couples MTR-DCI-...-G7 à 1 étage Sollicitation radiale de l'arbre Sollicitation axiale de l'arbre Couple admissible maximum de sortie d'arbre du réducteur 1) F y [N] F x [N] Mx [Nm] , , , MTR-DCI-...-G14/G22 à 2 étages Sollicitation radiale de l'arbre Sollicitation axiale de l'arbre Couple admissible maximum de sortie d'arbre du réducteur 1) F y F x M x [N] [N] [Nm] , , , ) 1) Pour un facteur d'exploitation cb = 1,0 (3 heures de service par jour, pas d'à-coups, direction de rotation constante). En règle générale, le couple de sortie du réducteur de l'unité motrice est significativement inférieur, voir Annexe technique A, caractéristiques mécaniques. 2) MTR-DCI G22 : dans la phase de démarrage, des couples de pointe atteignant 37 Nm à un courantdepointede20a. Tab. 2/2 : Sollicitation admissible de l'arbre réducteur 2-6

49 2. Montage Nota L'unité motrice MTR-DCI G22 peut atteindre des couples de pointe de 37 Nm à un courant de pointe de 20 A dans la phase de démarrage. Par le calcul de la sollicitation dynamique, vérifiez que le couple de sortie maximal admissible de l'arbre réducteur ne soit pas non plus dépassé dans la phase de démarrage (le cas échéant en réduisant la charge). Pour le montage de l'unité MTR-DCI un dispositif d'entraînement mécanique (châssis de machine), utilisez le filetage avant sur le réducteur (voir Fig. 2/2). Afin de minimiser le décalage des arbres : Positionnez l'axeàl'aidedudiamètredecentrage(d1oud3,voir Tab. 2/1) par rapport à l'axe de rotation du mécanisme àentraîner. Fixezl'unitémotriceàl'aidede4visetserrezles4vis aux couples prescrits. L'unité motrice MTR-DCI-32 dispose d'un total de 6 filetages pour différentes variantes de moteur (axial, parallèle). Seules 4 vis sont utilisées. Taille Filetage/prof. Couple de serrage MTR-DCI M3 6mm 1,2 Nm MTR-DCI M3 7mm 1,2 Nm M4 10 mm 2,9 Nm MTR-DCI M5 10 mm 5,9 Nm MTR-DCI M5 10 mm 5,9 Nm Tab.2/3: Couplesdeserrage 2-7

50 2. Montage Pour le montage des axes de Festo, p. ex. de type DMES ou DNCE, des accouplements et des carters d'accouplement sont disponibles en option. L'assemblage de l'unité motrice avec l'axe se fait par le biais d'un raccord de serrage dans le carter d'accouplement. Il n'est alors pas nécessaire d'utiliser des brides de moteur supplémentaires. Vous trouverez d'autres informations dans l'annexe A.2 et dans le manuel d'utilisation de l'axe. MTR-DCI MTR-DCI Ø32 4x 90 Ø36 Ø32 4x 90 M3 x6 (6) M 4 x10(4x) M 3 x7 (4x) MTR-DCI MTR-DCI Ø40 Ø50 4X 90 4x 90 M 5 x10(4x) M 5 x10(4x) Fig. 2/2 : Montage de l'entraînement sur des filetages avant (fixation directe) 2-8

51 Installation Chapitre 3 Installation 3-1

52 3. Installation Table des matières 3.1 Aperçu de l'installation Miseàlaterre Alimentation électrique Exigences concernant l'alimentation électrique Alimentation commune en tension sous charge et logique (pas pour MTR-DCI-32) Alimentation séparée en tension sous charge et logique Interface série Entrée pour un capteur de référence externe Raccordement de la commande de niveau supérieur Câble de bus de terrain Débit binaire du bus de terrain et longueur du bus de terrain Terminaison de bus

53 3. Installation 3.1 Aperçu de l'installation Avertissement Risque d'électrocution, de courts-circuits ou de déplacements inopinés de l'entraînement! Avant toute intervention de montage, d'installation et de maintenance, coupez la ou les alimentation(s) électrique(s). Attention Des boucles de terre ou de masse peuvent entraîner l'inefficacité des mesures de protection CEM et des courants compensateurs élevés peuvent détruire l'unité motrice. Raccordez seulement un blindage de câble à la terre du système FE (de préférence, le blindage du câble d'alimentation). Le raccord GND ne doit pas être relié au carter, au blindageouàlaterredusystèmefe! Attention Des câbles de confection incorrecte peuvent endommager l'électronique et déclencher des mouvements imprévus du moteur. Pour le câblage du système, utiliser les câbles indiqués dans les accessoires (voir Tab. 3/2). Ceci est indispensable pour garantir le parfait fonctionnement du système. 3-3

54 3. Installation 1 Paramétrage 2 Capteur de référence 3 Automate API 4 Alimentation électrique Fig. 3/1 : Raccordements à l'unité MTR-DCI Raccordement à l'unité MTR-DCI 1 Paramétrage M8x1 à 4 pôles Connecteur femelle Description Interface RS232 série pour le paramétrage, la mise en service et le diagnostic avec FCT 2 Capteur de référence M8x1 à 3 pôles Connecteur femelle Entrée du capteur pour type de commutateur contact à fermeture (N.O. - normally open) modèle PNP 3 Automate API Sub-D, à 9 pôles Connecteur femelle Interface pour le raccordement à la commande API souhaitée 4 Alimentation électrique Sub-D, à 2 pôles Connecteur(s) mâle(s) Raccord avec 2 contacts de puissance Tab. 3/1 : Description des raccords Sur les connecteurs non affectés, il existe en cas de contact un risque d'endommagement par décharge d'électricité statique sur l'unité MTR-DCI ou d'autres pièces de l'installation. Pour éviter ces décharges, utilisez des capuchons de protection sur les raccords inutilisés. 3-4