Сервопривод SmartStep 2 от импульсных выходов ПЛК CP1E и CP1H

Сервопривод OMRON SmartStep 2 (R7D-BP) получает задание положения последовательностью импульсов. В схеме системы (I561, раздел 1) задание дают модули позиционирования CJ1W-NC и CS1W-NC, а также ПЛК с импульсными выходами — CJ1M, CP1H и CP1L. Руководство SmartStep 2 (I561, раздел 9-1) приводит готовые схемы подключения к CP1H-Y20DT-D и CP1H-X40DT-D, а программное руководство CP1E (W480, раздел 12) — к контроллеру CP1E. На стыке двух устройств должны совпасть форма задания, ток и частота импульсов, длина и вид кабеля, а также сигналы, которые идут обратно в контроллер.

Какие выходы контроллера дают импульсы

Форма задания у CP1E одна — «импульс + направление»: импульсы идут с клемм CIO 100.00 и 100.01, направление — с 100.02 и 100.03, частота — от 1 Гц до 100 кГц на каждом из двух выходов (даташит P061). Импульсные выходы W480 (12-1) описывает для процессоров N/NA(S) — N, NA, N□□S и N□□S1 — с транзисторными выходами. У CP1H-X и CP1H-XA с транзисторными выходами — четыре выхода от 1 Гц до 100 кГц, у CP1H-Y — два выхода линейного драйвера до 1 МГц и два выхода до 100 кГц; режимы — CW/CCW или «импульс + направление» (даташит P080).

Режим задания в приводе: параметр Pn42

SmartStep 2 принимает импульсы вперёд и назад (CW/CCW), импульс с сигналом направления или две фазы со сдвигом 90°; выбор — параметром Pn42 Command Pulse Mode (I561, раздел 5-10): 1 — CW/CCW, это значение по умолчанию, 3 — импульс и направление, 0 или 2 — фазы A и B. Новое значение действует после выключения и повторного включения питания. Для CP1E W480 прямо требует режим «импульс и направление», то есть Pn42 = 3. В примерах 5 и 6 I561 для CP1H выходы контроллера подключены к входам привода CW и CCW; значение Pn42 на этих схемах не указано.

Выход с открытым коллектором: ток входа 7–15 мА

Импульсный выход CP1E и CP1H — транзисторный: по сноскам P061 и P080, выходной транзистор включён при уровне L. Вход SmartStep 2 от выхода с открытым коллектором работает через внешний резистор R, который подбирают так, чтобы ток входа был от 7 до 15 мА: при питании 24 В — 2 кОм, при 12 В — 1 кОм (I561, раздел 3-1). Такие резисторы 2 кОм и стоят в схеме W480 для CP1E и в примере 6 I561 для CP1H-X40DT-D. С этим током сверяют пределы самих выходов: у импульсных выходов CP1E — от 7 до 100 мА при 4,5–26,4 В DC, у CP1H-X и CP1H-XA — от 7 до 30 мА при 4,75–26,4 В DC.

У CP1E есть различие по питанию выходов (P061, W480). Процессорам N и NA без буквы S внешний источник для транзисторных выходов не нужен, и подключать его нельзя. У N□□S и N□□S1 выходы 00 и 01 работают только с источником 24 В DC (20,4–26,4 В) между клеммами V+ и V−; в схеме W480 для SmartStep 2 эти клеммы помечены как подключаемые только у типов S.

Линейный драйвер CP1H-Y и предел частоты

Вход SmartStep 2 от выхода с открытым коллектором принимает до 200 тысяч импульсов в секунду, от линейного драйвера (AM26LS31A или аналог) — до 500 тысяч, ток входа при этом 6,8 мА (I561, раздел 3-1). Выходы CP1E и CP1H-X на 100 кГц в первый предел укладываются. У CP1H-Y выходы CW и CCW двух осей — линейный драйвер Am26LS31 или аналог, до 20 мА и до 1 МГц (P080); у входа привода от линейного драйвера предел, как сказано выше, — 500 тысяч импульсов в секунду. В примере 5 I561 выходы CW0+, CW0−, CCW0+ и CCW0− контроллера CP1H-Y20DT-D соединены с выводами 22–25 разъёма CN1 без резисторов.

Кабель и помехи

Витая пара от линейного драйвера, по I561, — не длиннее 10 м, от открытого коллектора — не длиннее 2 м; для команды импульсами руководство рекомендует линейный драйвер. Импульсы и сброс счётчика рассогласования ведут экранированной витой парой, экран заземляют с обеих сторон. Источник 24 В для тормоза двигателя не объединяют с источником управляющих входов и выходов, а неиспользуемые сигнальные провода оставляют неподключёнными (I561, раздел 4 и примечания к примерам 9-1). Для CP1E W480 называет кабель R7A-CPB□S для SmartStep 2 и приводит расцветку его проводов; он же стоит в примерах I561 для CP1H.

Сигналы кроме импульсов

Для поиска начала координат контроллер и привод обмениваются ещё несколькими сигналами. У CP1E, по W480 (12-1), в режимах поиска начала 1 и 2 фазу Z привода (вывод 21) заводят на вход начала CIO 0.06 для оси 0 или 0.07 для оси 1, а выход CIO 100.04 или 100.05 подают на вход сброса счётчика рассогласования ECRST (вывод 4); в режиме 2 сигнал завершения позиционирования INP привода заводят на обычный вход контроллера. Датчик приближения к началу подключают ко входу CIO 0.10 или 0.11 у процессоров N20…N60 и NA20 и ко входу CIO 0.03 или 0.05 у N14. У CP1H адреса свои — они подписаны на схемах примеров 5 и 6 в I561.

Контроллеры OMRON — раздел «Программируемые логические контроллеры», приводы — в разделе «Сервоприводы»; характеристики привода — в карточке SmartStep 2.

Документы

SmartStep 2 Servo System User’s Manual (Cat. No. I561-E2-01, на английском) — входы команды, параметр Pn42, кабели, примеры подключения к CP1H. CP1E CPU Unit Software User’s Manual (Cat. No. W480-E1-07) — импульсные выходы CP1E, поиск начала, схема с SmartStep 2. Даташит CP1E CPU Units (Cat. No. P061-E1-15) и даташит CP1H CPU Unit (Cat. No. P080-E1-09) — токи, напряжения и частоты импульсных выходов.