Motrona SI220 Omaniku manuaal

Bränd: Motrona

Mudel: SI220

Tüüp: Omaniku manuaal

Bedienungsanleitung

motrona GmbH, Zeppelinstraße 16, DE - 78244 Gottmadingen, Tel. +49 (0) 7731 9332-0, Fax +49 (0) 7731 9332-30, [email protected], www.motrona.de

SI220

SinCos Interpolator für Drehimpulsgeber und Messsysteme mit SinCos Ausgang

Produkteigenschaften:

 Wandelt sinusförmige Signale mit Standardpegel 1Vss in Inkremental-Rechtecksignale

 Ausgänge A, /A, B, /B, Z, /Z (RS422 / HTL)

 Einstellbarer Multiplikator für Interpolationen im Bereich 1 : 5 bis 1 : 50

 Einstellbarer Teiler 1 : 1 bis 1 : 255 zur Reduzierung der Ausgangsfrequenz

 Sinus-Eingangsfrequenz 0 bis 400 kHz

 Rechteck-Ausgangsfrequenz bis 4 MHz

 Zuschaltbares Glitch-Filter

 Geräteversorgung 18 bis 30 VDC

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Die deutsche Beschreibung ist verfügbar unter:

https://www.motrona.com/fileadmin/files/bedienungsanleitungen/Si220_d.pdf

The English description is available at:

https://www.motrona.com/fileadmin/files/bedienungsanleitungen/Si220_e.pdf

La description en français est disponible sur:

https://www.motrona.com/fileadmin/files/bedienungsanleitungen/Si220_f.pdf

Version: Beschreibung:

Si220_01a/Nov. 23/af/mbo Erste Version / Auflage

Rechtliche Hinweise:

Sämtliche Inhalte dieser Gerätebeschreibung unterliegen den Nutzungs- und Urheberrechten der

motrona GmbH. Jegliche Vervielfältigung, Veränderung, Weiterverwendung und Publikation in

anderen elektronischen oder gedruckten Medien, sowie deren Veröffentlichung im Internet, bedarf

einer vorherigen schriftlichen Genehmigung durch die motrona GmbH.

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Inhaltsverzeichnis

Allgemeine Sicherheitshinweise .................................................................................. 4

Bestimmungsgemäße Verwendung ............................................................................. 4

Installation .................................................................................................................... 5

Störsicherheit ............................................................................................................... 6

Reinigungs-, Pflege- und Wartungshinweise ............................................................... 6

Übersicht der Anschlüsse ........................................................................................... 11

SinCos-Eingänge (X3) ................................................................................................. 12

HTL / RS422-Impuls-Ausgänge (X2) ........................................................................... 13

Control Ein- und Ausgang (X1) .................................................................................... 13

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Sicherheit und Verantwortung

Allgemeine Sicherheitshinweise

Diese Beschreibung ist wesentlicher Bestandteil des Gerätes und enthält wichtige Hinweise

bezüglich Installation, Funktion und Bedienung. Nichtbeachtung kann zur Beschädigung oder zur

Beeinträchtigung der Sicherheit von Menschen und Anlagen führen!

Bitte lesen Sie vor der ersten Inbetriebnahme des Geräts diese Beschreibung sorgfältig durch,

und beachten Sie alle Sicherheits- und Warnhinweise! Bewahren Sie diese Beschreibung für

eine spätere Verwendung auf.

Voraussetzung für die Verwendung dieser Gerätebeschreibung ist eine entsprechende

Qualifikation des jeweiligen Personals. Das Gerät darf nur von einer geschulten Elektrofachkraft

installiert, gewartet, angeschlossen und in Betrieb genommen werden.

Haftungsausschluss: Der Hersteller haftet nicht für eventuelle Personen- oder Sachschäden, die

durch unsachgemäße Installation, Inbetriebnahme, Bedienung sowie aufgrund von

menschlichen Fehlinterpretationen oder Fehlern innerhalb dieser Gerätebeschreibung auftreten.

Zudem behält sich der Hersteller das Recht vor, jederzeit - auch ohne vorherige Ankündigung -

technische Änderungen am Gerät oder an der Beschreibung vorzunehmen. Mögliche

Abweichungen zwischen Gerät und Beschreibung sind deshalb nicht auszuschließen.

Die Sicherheit der Anlage bzw. des Gesamtsystems, in welche(s) dieses Gerät integriert wird,

obliegt der Verantwortung des Errichters der Anlage bzw. des Gesamtsystems.

Es müssen während der Installation sowie bei Wartungsarbeiten sämtliche allgemeinen sowie

länderspezifischen und anwendungsspezifischen Sicherheitsbestimmungen und Standards

beachtet und befolgt werden.

Wird das Gerät in Prozessen eingesetzt, bei denen ein eventuelles Versagen oder eine

Fehlbedienung die Beschädigung der Anlage oder eine Verletzung von Personen zur Folge

haben kann, dann müssen entsprechende Vorkehrungen zur sicheren Vermeidung solcher

Folgen getroffen werden.

Bestimmungsgemäße Verwendung

Dieses Gerät dient ausschließlich zur Verwendung in industriellen Maschinen und Anlagen.

Hiervon abweichende Verwendungszwecke entsprechen nicht den Bestimmungen und obliegen

allein der Verantwortung des Nutzers. Der Hersteller haftet nicht für Schäden, die durch eine

unsachgemäße Verwendung entstehen.

Das Gerät darf nur ordnungsgemäß eingebaut und in technisch einwandfreiem Zustand -

entsprechend der technischen Daten (siehe Kapitel 12) - eingesetzt und betrieben werden. Das

Gerät ist nicht geeignet für den explosionsgeschützten Bereich sowie Einsatzbereiche, die in

DIN EN 61010-1 ausgeschlossen sind.

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Installation

Das Gerät darf nur in einer Umgebung installiert und betrieben werden, die dem zulässigen

Temperaturbereich entspricht. Stellen Sie eine ausreichende Belüftung sicher und vermeiden

Sie den direkten Kontakt des Gerätes mit heißen oder aggressiven Gasen oder Flüssigkeiten.

Vor der Installation sowie vor Wartungsarbeiten ist die Einheit von sämtlichen

Spannungsquellen zu trennen. Auch ist sicherzustellen, dass von einer Berührung der

getrennten Spannungsquellen keinerlei Gefahr mehr ausgehen kann.

Geräte, die mittels Wechselspannung versorgt werden, dürfen ausschließlich via Schalter bzw.

Leistungsschalter mit dem Niederspannungsnetz verbunden werden. Dieser Schalter muss in

Gerätenähe platziert werden und eine Kennzeichnung als Trennvorrichtung aufweisen.

Eingehende sowie ausgehende Leitungen für Kleinspannungen müssen durch eine doppelte

bzw. verstärkte Isolation von gefährlichen, stromführenden Leitungen getrennt werden (SELV

Kreise). Sämtliche Leitungen und deren Isolationen sind so zu wählen, dass sie dem

vorgesehenen Spannungs- und Temperaturbereich entsprechen. Zudem sind sowohl die geräte-

als auch länderspezifischen Standards einzuhalten, die in Aufbau, Form und Qualität für die

Leitungen gelten. Angaben über zulässige Leitungsquerschnitte für die

Schraubklemmverbindungen sind den technischen Daten (siehe Kapitel 12) zu entnehmen.

Vor der Inbetriebnahme sind sämtliche Anschlüsse. bzw. Leitungen auf einen soliden Sitz in den

Schraubklemmen zu überprüfen. Alle (auch unbelegte) Schraubklemmen müssen bis zum

Anschlag nach rechts gedreht und somit sicher befestigt werden, damit sie sich bei

Erschütterungen und Vibrationen nicht lösen können.

Überspannungen an den Anschlüssen des Gerätes sind auf die Werte der

Überspannungskategorie II zu begrenzen.

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Störsicherheit

Alle Anschlüsse sind gegen elektromagnetische Störungen geschützt.

Es ist jedoch zu gewährleisten, dass am Einbauort des Gerätes möglichst geringe kapazitive oder

induktive Störungen auf das Gerät und alle Anschlussleitungen einwirken.

Hierzu sind folgende Maßnahmen notwendig:

 Für alle Ein- und Ausgangssignale ist grundsätzlich geschirmtes Kabel zu verwenden

 Steuerleitungen (digitale Ein- und Ausgänge, Relaisausgänge) dürfen eine Länge von 30 m

nicht überschreiten und das Gebäude nicht verlassen.

 Die Kabelschirme müssen über Schirmklemmen großflächig mit Erde verbunden werden

 Die Verdrahtung der Masse-Leitungen (GND bzw. 0 V) muss sternförmig erfolgen und darf

nicht mehrfach mit Erde verbunden sein

 Das Gerät sollte in ein metallisches Gehäuse und möglichst entfernt von Störquellen

eingebaut werden

 Die Leitungsführung darf nicht parallel zu Energieleitungen und anderen störungsbehafteten

Leitungen erfolgen

Siehe hierzu auch das motrona Dokument „Allgemeine Regeln zu Verkabelung, Erdung und

Schaltschrankaufbau“. Dieses finden Sie auf unserer Homepage unter dem Link

https://www.motrona.com/de/support/allgemeine-zertifikate.html

Reinigungs-, Pflege- und Wartungshinweise

Zur Reinigung der Frontseite verwenden Sie bitte ausschließlich ein weiches, leicht

angefeuchtetes Tuch. Für die Geräte-Rückseite sind keinerlei Reinigungsarbeiten vorgesehen

bzw. erforderlich. Eine außerplanmäßige Reinigung obliegt der Verantwortung des zuständigen

Wartungspersonals, bzw. dem jeweiligen Monteur.

Im regulären Betrieb sind für das Gerät keinerlei Wartungsmaßnahmen erforderlich. Bei

unerwarteten Problemen, Fehlern oder Funktionsausfällen muss das Gerät an den Hersteller

geschickt und dort überprüft sowie ggfs. repariert werden. Ein unbefugtes Öffnen und

Instandsetzen können zur Beeinträchtigung oder gar zum Ausfall der vom Gerät unterstützten

Schutzmaßnahmen führen.

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Kompatibilitäts-Hinweis

Nachfolgend sind die wesentlichen Unterschiede vom SI220 gegenüber dem Vorgängermodell

SI251 aufgelistet:

SI220 SI251

Gehäuse

Abmessungen (B x H x T)

34 x 118 x 140 mm

(inkl. Anschlüsse)

Gewicht:

ca. 160 g

Abmessungen (B x H x T)

40 x 79 x 91 mm

(inkl. Anschlüsse)

Gewicht:

ca. 200 g

Inkremental

Ausgang

HTL / RS422

Nur ein Ausgang

Stecker, 9-pol.

Durch DIL-Schalter HTL / RS422

umschaltbar

Ausgänge parallel

SUB-D Stecker, 9-pol. (RS422)

Schraubklemmen (HTL)

Anschlussart

Spannungsversorgung Stecker, 9-pol. Schraubklemmen

Anschlussart

Control Ausgang Stecker, 9-pol. Schraubklemmen

Anschlussart

Control Eingang Stecker, 9-pol. Schraubklemmen

Geberversorgung

Durch DIL

Schalter umschaltbar

Durch externe Brücke

Einspurige SIN/COS Signale

(SIN/COS/REF) Derzeit keine Unterstützung Unterstützung

Features zum SI220:

 Automatische Generierung eines Z-Pulses pro Eingangsperiode wählbar

 Separater Z-Teiler

 Erweiterung des A/B-Teilers

 Stop Eingang für Ausgangssignale

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Allgemeines

SI220 ist ein Encoder-Interface zur Umwandlung der Ausgangssignale sogenannter Sinus-

Drehgeber und vergleichbaren Messsystemen in inkrementale Impulssignale, entsprechend

dem A/B (2 x 90°) - Standard.

Aus jeder Periode des Sinus-Cosinus-Spannungssignals wird unter Berücksichtigung eines

einstellbaren Multiplikators eine entsprechende Anzahl von Ausgangsimpulsen interpoliert.

Diese können bei Bedarf vor Ausgabe auch noch geteilt werden. Die Ausgangsimpulse stehen

sowohl am RS422 als auch mit HTL-Pegel zur Verfügung.

Die maximale sinusförmige Eingangsgeberfrequenz beträgt 400 kHz. Es sind Interpolationsraten

zwischen 5 und 50 einstellbar, d.h. das Gerät kann aus einer Sinus-Periode bis zu 50

inkrementale Impulse generieren.

Die maximale zulässige Ausgangsfrequenz beträgt 4 MHz. Bei Bedarf kann die erzeugte

Ausgangsfrequenz über einen einstellbaren Teiler 1 : 1 … 1 : 255 geteilt werden.

Unabhängig von der Interpolationsrate lässt sich auch die Interpolationszeit vorgeben, um

damit die Ausgangsfrequenz auf einen gewünschten Maximalwert zu limitieren. Zur Speisung

des SinCos-Sensors stellt das Gerät kurzschlussfeste Hilfsspannungen von 5,2 V und VIN zur

Verfügung. Ein eventueller Fehlerzustand wird über LED angezeigt und gleichzeitig über einen

Digitalausgang gemeldet. Fehler können über den eingebauten Drucktaster oder über ein

externes Signal quittiert werden.

Alle Einstellungen werden an zwei 12-poligen DIL-Schaltern vorgenommen, die von der Seite

des Gehäuses zugänglich sind. Das Gerät ist in einem Kompaktgehäuse mit

Schraubklemmanschlüssen und einem 9-poligen SUB-D-Steckern untergebracht und kann auf

Tragschiene montiert werden.

Einstellungen am DIL-Schalter sind im spannungslosen Zustand zu tätigen.

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Blockschaltbild

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Anschlüsse

Der SinCos-Sensor wird über eine 9-poligen SUB-D-Buchse angeschlossen (Buchse am Gerät).

Zur einfachen Versorgung des Sensors kann eine Spannung von wahlweise 5,2 V oder ca. 24 V

auf die SUB-D-Buchse geschaltet werden.

An den Ausgängen stehen die Impulse sowohl im RS422-Format als auch in HTL-Format (push-

pull) zur Verfügung. Die Ausgänge können wahlweise einzeln oder auch gleichzeitig benutzt

werden.

Alle Ein- und Ausgänge sowie die Geräteversorgung beziehen sich auf das

gleiche Massepotential (GND)!

Im Fehlerfall schaltet der Error-Ausgang auf HIGH. Gleichzeitig leuchtet die frontseitige, gelbe

LED. Die Quittierung eines Fehlers erfolgt über den Eingang Error Release (PNP, HTL, ein

positives Signal von 10 … 30 V bewirkt die Löschung des Fehlers), oder über den kleinen

Drucktaster an der Oberseite des Gerätes.

Das Gerät wird über die Klemmen 1 (GND) und 2 (+24V) von X1 mit einer Gleichspannung von

18 … 30 VDC versorgt.

Mit Hilfe von Input 1 kann der Ausgang unabhängig vom Eingang gestoppt werden. Wenn ein

High-Signal anliegt, sind keine Ausgangsimpulse mehr vorhanden.

Mit Hilfe von Input 2 kann der Z-Teiler ausgeschalten werden. Wenn ein High-Signal anliegt, ist

kein Z-Ausgangssignal mehr sichtbar.

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Übersicht der Anschlüsse

In jedem Falle muss sichergestellt sein, dass das Übertragungsverhalten der gesamten

Anordnung einschließlich Geber, eventueller externer Beschaltungen und Kapazitätsbelag des

Kabels ein einwandfreies Signalbild am Geräteeingang sicherstellen

(Pegel, Form, Phasenversatz A/B)

Die Höhe des Impulspegels an den Gegentaktausgängen der HTL Ausgänge entspricht dem der

Eingangsspannung an Klemmen 1 (GND) und 2 (+24V) von X1.

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Die Belegung der SUB-D-Stecker

SinCos-Eingänge (X3)

Standardgeber mit Differenzausgängen werden direkt mit den Stiften SIN+, SIN-, COS+, COS-,

REF+, REF- verbunden. Bei größeren Leitungslängen können zusätzliche Abschlusswiderstände

zwischen dem nicht invertierten und dem invertierten Signal eines jeden Kanals vorteilhaft sein

Mit Hilfe des DIL-Schalters kann der Z-Impuls auf dem Eingang umgeschaltet werden oder ein

Z-Impuls wird mit jeder Sinusperiode automatisch generiert.

Die SinCos-Signale auf der Eingangsseite sind hochsensible Analogsignale!

Daher müssen dringend sauber abgeschirmte Kabel, möglichst mit

gegeneinander verdrillten Aderpaaren verwendet werden. Die Kabellänge

sollte möglichst 5 Meter nicht überschreiten.

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HTL / RS422-Impuls-Ausgänge (X2)

Control Ein- und Ausgang (X1)

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Einstellungen

DIL-Schalter S1 dient zur Einstellung des Filters, Interpolationsfaktors sowie der Interpolationszeit

und des programmierbaren Z-Teilers.

DIL-Schalter S2 erlaubt die Zuschaltung eines programmierbaren A/B-Teilers sowie die Anwahl

von Testfunktionen.

Änderungen der Einstellung von DIL-Schaltern werden erst nach

Neuzuschaltung der Versorgungsspannung aktiv!

DIL

Schalter

Status

Bemerkung

S1.12

Ausgangssignale an X2

haben VIN Pegel (24V)

OFF

Ausgangssignale an X2

haben 5V Pegel

S2.12

Encoder

Versorgung an X3

hat VIN Pegel (24V)

OFF

Encoder Versorgung an X3

hat 5V Pegel

S2.11

Test aktiv, Error Out an X1 für

Test reserviert

OFF

Test inaktiv, Error Out an X1

hat normale Funktion

S2.10

Automatische Generierung

des REF Pulses

OFF

REF

Eingänge an X3 werden

verwendet

S2.09

Error ist nicht statisch

und

wird immer wieder gelöscht

OFF

Error ist statisch und

gespeichert

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DIL

Schalter

Interpolation und Filterung

Glitch

Filter ON

Filterung

OFF

Interpolations-Faktor

OFF

12,5

6,25

OFF

Interpolationszeit

OFF

100

OFF

400

1600

Hinweise zur Einstellung von DIL-Schalter S1:

 Verzerrungen des Eingangssignals bewirken Frequenzschwankungen am

Ausgang.

 Das Glitch-Filter erhöht die Interpolationszeit im Stillstand und bei kleinen

Frequenzen und reduziert damit die Auswirkungen des analogen

Rauschens (Ausgangssignal schwankt um einige Inkremente trotz

Stillstand des Messsystems). Die Benutzung des Glitch-Filters kann jedoch

bei schnellen Geschwindigkeitsänderungen zu vorübergehenden

Proportionalitäts-Fehlern zwischen Eingang und Ausgang führen

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Die nachstehende Tabelle zeigt die Beschränkungen von Eingangsfrequenz und Ausgangs-

Frequenz in Abhängigkeit der getroffenen Einstellungen

Interpolationsrate Interpolationszeit

Maximale

Ausgangsfrequenz

Maximale

Eingangsfrequenz

25 ns

2 MHz

400 kHz

100 ns

2 MHz

400 kHz

400 ns

625 kHz

125 kHz

1600 ns

156.25 kHz

31.25 kHz

x6,25

25 ns

2,5 MHz

400 kHz

100 ns

2,5 MHz

400 kHz

400 ns

625 kHz

100 kHz

1600 ns

156.25 kHz

25 kHz

x10

25 ns

4 MHz

400 kHz

100 ns

2,5 MHz

250 kHz

400 ns

625 kHz

62.5 kHz

1600 ns

156.25 kHz

15.625 kHz

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Interpolationsrate Interpolationszeit

Maximale

Ausgangsfrequenz

Maximale

Eingangsfrequenz

x12,5

25 ns

4 MHz

320 kHz

100 ns

2.5 MHz

200 kHz

400 ns

625 kHz

50 kHz

1600 ns

156.25 kHz

12.5 kHz

x20

25 ns

4 MHz

200 kHz

100 ns

2.5 MHz

125 kHz

400 ns

625 kHz

31.25 kHz

1600 ns

156.25 kHz

7.8125 kHz

x25

25 ns

4 MHz

160 kHz

100 ns

2.5 MHz

100 kH

400 ns

625 kHz

25 kHz

1600 ns

156.25 kHz

6.25 kHz

x40

25 ns

4 MHz

100 kHz

100 ns

2.5 MHz

62.5 kHz

400

625 kHz

15.625 kHz

1600 ns

156.25 kHz

3.90625 kHz

x50

25 ns

4 MHz

80 kHz

100 ns

2.5 MHz

50 kHz

400 ns

625 kHz

12.5 kHz

1600 ns

156.25 kHz

3.125 kH

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Frequenzteiler und Fehlermeldung

Der programmierbare Frequenzteiler erlaubt die Reduzierung der Ausgangsfrequenz um einen

vorgegebenen Teilungsfaktor zwischen 1 : 1 und 1 : 255.

Die Error-Funktion signalisiert durch aufleuchten der gelben LED und Schalten des Error-

Ausganges die folgenden Fehler:

 Drahtbruch auf einer der Leitungen SIN+, SIN-, COS+ oder COS

 Zu kleine Amplitude auf einer der oben genannten Signalleitungen

 Eingangsfrequenz zu hoch, so dass die Ausgangsfrequenz nicht mehr folgen kann. Die

Signale REF+ und REF- werden nicht auf Fehler überwacht.

Je nach Einstellung von DIL-Schalter 2 bleibt eine Fehlermeldung bis zur externen Quittierung

stehen oder löscht sich selbst, sobald die Fehlerursache beseitigt ist. Im Falle einer

Fehlermeldung ist die ordnungsgemäße Gerätefunktion nicht sichergestellt und es können

Impulsverluste auftreten.

Im Fehlerfall schaltet der Error-Ausgang auf HIGH. Gleichzeitig leuchtet die frontseitige, gelbe

LED. Die Quittierung eines Fehlers erfolgt über den Eingang Error Release, oder über den

kleinen Drucktaster an der Frontseite des Gerätes. Bei zu hohen Eingangsfrequenzen kann

eventuell die Rücksetzung eines Fehlers fehlschlagen.

Änderungen der Einstellung von DIL-Schaltern werden erst nach

Neuzuschaltung der Versorgungsspannung aktiv!

DIL

Schalt

A/B

Teiler

OFF

1 :

Teilungsverhältnis

OFF

1 :

OFF

1 :

OFF

1 :

OFF

1 :

OFF

1 :

OFF

1 :

OFF

1 :

OFF

1 :

OFF

1 : 10

OFF

1 : 11

OFF

: 12

: 255

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DIL

Schalter S1:

Teiler

OFF

1 : 1

Teilungsverhältnis

OFF

1 : 2

OFF

1 : 3

OFF

1 : 4

OFF

1 : 5

OFF

1 : 6

OFF

1 : 7

OFF

1 : 8

OFF

1 : 9

OFF

1 : 10

OFF

1 : 11

OFF

1 : 12

OFF

1 : 13

OFF

1 : 14

OFF

1 : 15

1 : 1

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Verzögerungen

Die Verzögerungszeit zwischen den analogen Eingangssignalen und den inkrementalen

Ausgangssignalen beträgt bei ausgeschaltetem Teiler ca. 3 µsec. Eine zusätzliche Teilung

verlängert die Verzögerungszeit entsprechend. Die Verzögerungszeit ist konstant und bewirkt

somit eine frequenzabhängige Phasenverschiebung zwischen den Eingangs- und

Ausgangssignalen.

Sonstige Hinweise

 Das Gerät erreicht die volle Genauigkeit erst nach dem Einschwingen der internen

Signalregelung, d.h. nach etwa 20 Eingangsperioden. Bis zu diesem Zeitpunkt sollte die

Eingangsfrequenz nur ca. 50 % der maximalen Eingangsfrequenz betragen.

 Das digitale Interpolationsverfahren arbeitet mit Hilfe von Quantisierungs-Schritten,

was zu einem leichten Zittern der Ausgangssignale führen kann.

 Die Qualität der Ausgangssignale hängt entscheidend von den Eingangssignalen ab.

Daher ist bezüglich Abschirmung, Leitungsführung und Leitungslänge größte Sorgfalt

angebracht.

 SI220 verfügt über keine Potentialtrennung, d. h. die Gerätemasse entspricht auch der

Masse des Sensors. Daher muss auf klare Erdungsverhältnisse unter Vermeidung von

Erdungsschleifen und Querströmen durch das Gerät geachtet werden. Beim Auftreten

nicht beherrschbarer Potentialdifferenzen wird empfohlen, zur Versorgung des SI220 ein

separates, kleines Netzteil zu verwenden.

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