MCT125同步控制器使用说明

MCT125同步控制器使用说明书■125KHz计数频率，内部4倍频后可达500KHz■快速动态响应（约100us）■位置同步和比例控制■编码器5V差分信号或24V推挽式信号源可选■自带按键及LCD显示■RS232/RS485串口通讯■内嵌ModBus从机通讯协议■装配及设置简便■高性价比1．介绍MCT125是低成本，高性能的同步控制器，用于实现两个独立的电机间的控制；可以配合多种电机使用（直流、交流、伺服等），通过输出0～10V的电压进行速度控制。125KHz(内部4倍频后可到500KHz)的响应频率可以实现高精度和高速的运行，100us的响应时间，使用伺服驱动可在动态过程中实现精准的同步控制。完全比例控制和其它功能如电平、脉冲等远程相位修整控制都作为标准功能集成，使得应用范围更加广泛和方便。所有的设置都是数字式的，不须电位调节；通过控制器自带的按键和显示屏完成所有的参数设置；具有RS-232及RS-485通讯功能，采用MODBUS通讯协议，非常方便与其它控制器及标准触摸屏联机，进行调试和二次开发。外壳采用烤漆工艺做成，所有的连接端子及显示都在前面板；外壳底座式安装，安装使用方便。MCT125使用24V直流供电（实际支持18V～30VDC）。2．操作原理所有的操作首先都是基于驱动器之间的模拟同步。给驱动器一个速度参考电压，调整驱动器的速度使其大致同步。可以给定从动的比例配合，这样预先同步可以使两个速度误差在1％以内。如上图所示，数字同步用来补偿模拟速度的误差以实现绝对的角度和位置同步，消除电机漂移和累计位移的影响。这需要驱动器角度位置的数字回馈信号。通常使用增量旋转编码器或类似的信号。同步控制器连续检查两轴的位置，当出现角度误差时发出模拟修正信号，这个模拟修正，加到从动轮的参考电压上，保持两轴位置的协调。每个编码器脉冲同步响应时间只有数微秒，从动轮几乎没有变化。3．输入脉冲为了适应同步操作和实际的条件（传动比、编码器分辨率、滚轴直径等），主、从输入脉冲可以分别换算。“Factor1”是主动脉冲的换算系数，“Factor2是从动脉冲的换算系数。两个系数都是五位数，设置范围是0.0001～6.5000。当Factor1和Factor2都设置为-1-1.0000时，实现1：1的速度和相位同步；这个参数可以用RS232或RS485连接，通过串行口连接进行设定。参数设定好后，从动电机会来改变位置，保持和主电机的一致。根据下面的公式Factor1注释：Sslave=Factor2*Smater当要求位置和角度同步时，我们将Smaterr和Sslave设为两个驱动器移动特定的同步距离编码器的脉冲数或者旋转一周的脉冲数。当只需要速度同步时（速度误差允许10-5之内），Smaterr和Sslave也可设置为同步控制下编码器的频率。正常情况下，比例模式，考虑到机器的所有几何数据，可以尽量将Factor2的值固定，将Factor1作为“用户参数”（Factor1在生产过程中随时可以改变，而Factor2是机器恒量，一般不改变）下面的例子说明进料系统Factor1和Factor2的计算，这里从速度会改变材料的拉力。d=200d=100张力控制i=5i=3主电机从电机2500p/r2000p/r主动轮转一圈，从主编码器收到5×2500＝12500个脉冲，从动轮需要在相同时间内转二圈，那么我们从从编码器收到2×3×2000＝12000个脉冲，这意味着，每12500个主动脉冲我们需要12000个从动脉冲来保持同步。随后，我们设置Factor1和Factor2，关系如下：12500×Factor1＝12000×Factor2简单的方法，根据输入脉冲数来准确的设置Factor参数，但是这里需要操作员有一点需要理解，需要在终端上设置一个值（不考虑拉力）。如果设置成1.0000，则更易于理解。那么，我们需要用到不同数据的公式：12500×1.000＝12000×Factor2结果，我们发现Factor2＝12500/12000＝1.0417，这个设置校准了Factor1成为易于理解的“用户参数”（1.0000=没有拉力，1.0375＝3.75％的拉力）。当由操作终端设置参数“Factor1”可得到同样的结果。提示1：最好，保持Factor1和Factor2在范围0.1～2.0000。这样允许MCT所有D/A转换器使用12位分辨率；例如，Factor计算结果为4.5000和7.8000，这样比例设成0.4500和0.7800(或0.9000和1.5600)更好。提示2：当需要位置同步，适当的factor设置可以消除累积误差（factors只能设置4位小数）如果要求16：17的比例，Factor1用十进制表示为0.94117647...因为没有足够的小数位数，短时间内会由累积位置误差。当用1.6000和1.7000(或0.8000和0.8500)时就可以解决这个问题。提示3：便于根据接收到的频率选择大概的转数，两边同样的范围。-2-4．运行中改变比例随时可以使用按键或串口改变Factor1或Factor2来改变速度比例，如：Factor1从1.0000改为2.0000，从动速度会提升一倍。5．相位和相对位置的改变主从电机的相对位置一般设为通电或最后一次复位时的状态。在整个运行过程中，如果没有出现任何错误，初始相位状态会一直保持，除非操作员用以下的方式来改变：5．1定时器修正（模式0）从“Trim＋”或“Trim－”端口输入信号，给从电机一个较低或较高的临时速度，这样就改变了电机的相对位置。当放开Trim按钮，驱动会在新的相对位置下实现同步。增加和减小的速度可以在“TrimStep”中设置，任何时候，都可以用硬件信号或软件命令将调整好的信号寄存在EEPROM中，这样以后可以使用同样的速度，断电后也一样。差异的Trim速度由内部的定时器产生，并且是可调的，使从电机加速或减速，不考虑实际的绝对速度，这样Trim方式可以在停止的时候将从电机移动到一个合适的初始位置。5．2输入脉冲修正（模式1）从“Trim＋”和“Trim－”端口输入脉冲发生器、编码器或者PLC发出的脉冲信号，每个Trim脉冲会使相位差增加或减少一个相当于主轴编码器的脉冲数。使用输入频率计数器或PLC时可以重复改变或调整驱动间的相位。模式1同样适用于差速箱功能。6．接线和硬件设置接口示意图-3-6．1电源MCT125用24V直流供电，（±25％），实际上支持18～30VDC。MCT125内部提供了保护二极管以防止电源极性错误损坏电路。6．2编码器前面板端子示意图只接收TTL脉冲信号（5V，RS422）或类似的信号输入，A、A’、B、B’必须接上。如果使用10～30V的编码器，只有A/B/Z信号，可以通过F1A/F1B或F2A/F2B端子接入，并设置B1/B2的工作模式为“24V”即可。在主、从编码器输入的9Pin接头中都提供了5.0V的电源供编码器使用。编码器输入接线图-4-使用差动信号输入能减少电磁干扰，必须外部供电。警告：主从轴可以接入5V或24V编码器，但请注意接口位置，5V差分信号必须由DB9端子接入，24V信号必须由接线端子接入，信号类型为推挽式或PNP信号源，并根据实际输入情况正确设置B1和B2参数，否则MCT125将无法正常工作。6．3输出电压模拟输出端子为18脚，17脚为GND，模拟量输出范围是0~10V。Vout（18脚）：输出从动电机的速度指示电压信号，当“GainCorrertion”设为非“0”时，数字修正电压会叠加到这个输出电压上。实际接线最好是18与17脚配对输出模拟信号到驱动器上，降低干扰信号。6．4串行端口MCT125可以使用RS232接口或RS485接口，两种串行连接使用同一接口，可以分别使用使用串行端口：串行端口接线示意图◇用计算机进行在线操作，访问所有的寄存器和使用控制功能，串行端口使用工业上普遍使用的Drivecom标准（ISO1745）。在使用RS485运行MCT125之前，必须做一些设置；通过显示屏进入参数15COMMode，设置RS485，连接线见下图；备注：◇使用RS485时，MCT125需要时间进行数据的传输和接收，计算机在进行下一次存取的时候必须提供一个滞后时间。(见下图)-5-RaudRate:DelayTimesinms:120016240084800496002◇使用内部的RS485，接头的4脚和9脚不能接外部的电压。6.5控制信号的输入、输出接线端子共有6个输入脚，4个输出脚。所有的输入信号都于PLC兼容，所有信号都归类于GND和负电位。所有的输出光耦与PLC兼容。Logic0（low）=0...5VoltsLogic1(high)=18...30Volts为了避免指令出错，指令信号(除1A/1B/2A/2B/Trim+/Trim-)必须在稳定状态保持1毫秒以上。输入：Trim＋（9）：调整从电机的角度位置超前主电机。Trim－（10）：调整从电机的角度位置滞后主电机。1A(2)：主轴24V推挽式或PNP模式编码器A相输入端1B(3)：主轴24V推挽式或PNP模式编码器B相输入端2A(7)：从轴24V推挽式或PNP模式编码器A相输入端2B(8)：从轴24V推挽式或PNP模式编码器B相输入端当使用24V编码器信号作为主从轴编码器输入的时候，须进入显示器设置模式B1、B2中，设置为24V推挽式或PNP模式。Reset（12）：设置内部的差分计数器和模拟修正信号为“0”；两个驱动同步单独运行。输出：Alarm（20）：此信号警告数据超出公差带允许的范围，由参数“Alert”设定；当主从轴的脉冲偏差值大于Alert设定值时，Alarm端输出24V电平。-6-7．参数说明参数值存在EEprom中，可以用按键或RS232或RS485通过串行接口来设置。下表是所有的运行参数，“01”表示参数的编号，每个参数都有设定的范围。注意：以下参数中凡是涉及到频率和脉冲数的，都是经过内部4倍频后的值。7．1参数一览表编号参数说明范围MODBUS地址LCD显示参数(串口可读写)01Version控制器软硬件版本号02ModifyPara将此参数设置到指定值后，才能修改03-B2参数值03TrimMode选择Trim+/Trim-端子的功能0:internaltrimtime;1:externalpulseW004Factor1系数１1~65000W105Factor2系数２1~65000W206SamplingTime采样时间1~100msW307Ramp系数1或系数2调整到位时间0~99sW1508TrimTime内部Trim的取样时间1~1000msW409TrimStep每个Trim单位增减的脉冲步数(相当于主轴)1~100W510Alert偏差报警限；为０时不报警0~50000W611Offset模拟输出偏移值（每单位相当于2.5mv）-100~100W712GainCorrection偏差校正增益0~50000W813GainTotal主速跟踪增益1~50000W914MasterMaxFreq主轴最大输入频率2000~400000HzW10(L),W11(H)15UnitAddress控制器轴号1~255W1216ComMode通讯模式RS-232,RS-485W1317BaudRate波特率1200~57600bpsW1418MasterCounter主轴脉冲累计W16(L),W17(H)19SlaveCounter从轴脉冲累计W18(L),W19(H)B1Encoder1Source主轴编码器输入端子选择5V差分,24V推挽式或PNPB0B2Encoder2Source从轴编码器输入端子选择5V差分,24V推挽式或PNPB1除以上参数外，串口可读参数MasterFreq主轴频率W20(L),W21(H)SlaveFreq从轴频率W22(L),W23(H)DiffCounter脉冲偏差计数(Factor1×CountMaster–Factor2×C