Controllo posizionamento con host controller Beckhoff tramite EtherCAT

Argomento principale: Guide rapide

Prima di iniziare

Prima di utilizzare questo prodotto, leggere le istruzioni di sicurezza nei seguenti manuali:

Il presente prodotto è concepito esclusivamente per uso industriale.

Il cablaggio elettrico deve essere eseguito da personale elettrotecnico qualificato.

Descrizione

Le istruzioni passo a passo vi guideranno durante la connessione di un host controller Beckhoff C6015 ad un sistema di servoazionamento MINAS A6 Multi. Imparerete inoltre come configurare un programma del PLC e un programma per pannello operatore utilizzando i software TwinCAT 3 Runtime e TwinCAT 3 Engineering di Beckhoff per eseguire un semplice task di posizionamento. La comunicazione avviene tramite EtherCAT.

Software disponibile

Il seguente software è disponibile gratuitamente nell'area Download di Panasonic.

Il seguente software può essere scaricato dal sito web di Beckhoff (https://www.beckhoff.de):

  • Software TwinCAT 3 Runtime (andare su Download > Software > TwinCAT3 > Runtime)

  • Software TwinCAT3 Engineering (andare su Download > Software > TwinCAT3 > Engineering)

Visione d'insieme delle funzioni

Un sistema di servoazionamento Panasonic MINAS A6 Multi comprende un modulo alimentatore, uno o più moduli azionamento da 400V e uno o due motori collegati a ciascun modulo azionamento. La comunicazione può essere realizzata tramite EtherCAT con qualsiasi host controller che supporti il protocollo applicativo CAN su EtherCAT (CoE).

Esempio

Un sistema di servoazionamento composto da un modulo alimentatore da 15kW un modulo azionamento a due assi taglia A da 1,5kW e due servomotori con una potenza nominale di 1,0kW e 1,5kW, viene collegato a un host controller Beckhoff C6015 tramite un cavo Ethernet per permettere la comunicazione via EtherCAT.

Utilizzare i seguenti accessori:

  • 1 cavo di alimentazione da 400V AC: Collega il modulo alimentatore MINAS A6 Multi all'alimentazione principale (400V AC).

  • 1 cavo di alimentazione da 24V DC: Collega l'alimentazione (24V DC) e l'host controller.

  • 1 cavo di messa a terra (terminale a crimpare ad anello M4): Collega i morsetti di terra del modulo alimentatore e il modulo azionamento.

  • 2 cavi del motore Panasonic: Collega il motore e il modulo azionamento.

  • 2 cavi encoder Panasonic: Collega l'encoder e il modulo azionamento.

  • 1 cavo Ethernet (utilizzato per comunicazione EtherCAT): Collega l'host controller e il modulo azionamento.

  • 1 cavo comunicazione RJ11 (2 spine RJ11): Collega il modulo alimentatore e il modulo azionamento.

  • 1 barra alimentatore bus (50mm) con terminale per bus DC link (da535V DC a 675V DC): Collega il modulo alimentatore e il modulo azionamento.

  • 1 barra alimentatore bus (50mm) con terminale per bus di controllo (24V DC): Collega il modulo alimentatore e il modulo azionamento.

Impostazione di un sistema di servoazionamento MINAS A6 Multi con un host controller Beckhoff C6015
  1.  (1) Alimentazione (24V DC)
  2.  (2) Host controller Beckhoff C6015 con software TwinCAT 3 Runtime
  3.  (3) Modulo alimentatore MINAS A6 Multi (400V AC, 15kW)
  4.  (4) Modulo azionamento a due assi MINAS A6 Multi (1,5kW)
  5.  (5) Servomotore B (1,5kW) MINAS A6
  6.  (6) Servomotore A (1kW) MINAS A6
  7.  (7) PC con software TwinCAT 3 Engineering

Cablaggio

Raccomandazioni per il cablaggio

L'utente è responsabile per l'attuazione delle misure necessarie e per il rispetto delle norme attualmente vigenti su cablaggi e sicurezza e delle direttive EMC/CEM.

Tenete conto dei dati tecnici riportati nei manuali sull'hardware di ognuno dei dispositivi da cablare. Se i dati riportati nel manuale non coincidono con le informazioni di questo documento, valgono i dati del produttore.

Per informazioni particolareggiate sulla riduzione di emissioni di disturbo si prega di consultare le Raccomandazioni sul cablaggio di servoazionamenti e servomotori per la EMC.

Connettori lato inferiore dei sistemi di servoazionamento

L'immagine mostra i connettori più importanti di un modulo alimentatore (a sinistra) e di un modulo azionamento (a destra). Fare riferimento alla documentazione tecnica per dettagli relativi ad altri connettori.

Vista inferiore di un modulo alimentatore (sinistra) e di un modulo azionamento (destra)
(1)

X102: Alimentazione principale (400V AC)

Collegare il cavo di alimentazione principale 400V AC a X102. Collegare i morsetti di terra del modulo alimentatore e del modulo azionamento tramite un cavo di messa a terra.

(2)

X11: Alimentazione di controllo (24V DC)

Collegare l'alimentazione di controllo 24V DC a X11.

(3)

X105A: Motore A, (4) X105B: Motore B

Collegare il cavo del motore per il servomotore A a X105A e il cavo del motore per il servomotore B a X105B.

(4)

X9A: Encoder A, (6) X9B: Encoder B

Collegare il cavo dell'encoder A aX9A e il cavo del connettore B a X9B.

Connettori lato superiore dei sistemi di servoazionamento

L'immagine mostra i connettori più importanti di un modulo alimentatore (a sinistra) e di un modulo azionamento (a destra). Fare riferimento alla documentazione tecnica per dettagli relativi ad altri connettori.

Vista superiore di un modulo alimentatore (sinistra) e di un modulo azionamento (destra)
(1)

X1: Connettore per comunicazione interna sul modulo alimentatore,(2) X1A: Connettore per comunicazione interna sul modulo azionamento

Collegare X1 e X1A con il cavo di comunicazione RJ11.

(3)

X6A: Connettore per comunicazione EtherCAT su modulo azionamento

Collegare un cavo Ethernet tra il connettore EtherCAT dell'host controller e il X6A del modulo azionamento.

In questo esempio definiremo X103 come connettore EtherCAT.

Connettori lato anteriore dei sistemi di servoazionamento

L'immagine mostra i connettori più importanti di un modulo alimentatore (a sinistra) e di un modulo azionamento (a destra). Fare riferimento alla documentazione tecnica per dettagli relativi ad altri connettori.

Vista frontale di un modulo alimentatore (sinistra) e di un modulo azionamento (destra)
(1)

X7: Connettore USB (per configurazione azionamento) o modulo azionamento

Il modulo azionamento viene configurato utilizzando il software di configurazione PC PANATERM. Utilizzare un comune cavo da USB A a mini USB B per collegare il PC al modulo azionamento.

(2)

X104: Connettori bus DC link su modulo alimentatore e modulo azionamento (da535V DC a 675V DC), (3) X12: Connettori bus di controllo (24V DC) su modulo alimentatore e modulo azionamento

Collegare le barre del bus a X104 e X12 per collegare i circuiti DC del modulo alimentatore e del modulo azionamento.

(4)

Connettori per circuiti DC senza e con barre del bus

Connettori dell'host controller Beckhoff C6015

L'immagine mostra la vista frontale dell'host controller. Il connettore X104 può essere utilizzato per collegare un monitor. I connettori X105 e X106 possono essere utilizzati per collegare una tastiera, un mouse o una chiavetta USB, se richiesto.

Vista frontale dell'host controller Beckhoff C6015
(1)

X101: Alimentazione 24V

Collegare X101 a 24V DC.

(2)

X102: Connettore Ethernet

Collegare un cavo Ethernet tra X102 e la porta Ethernet del proprio PC.

(3)

X103: Connettore Ethernet

Collegare un cavo Ethernet tra X103 e il connettore X6A del modulo azionamento.

In questo esempio definiremo X103 come connettore EtherCAT.

(4)

X104: Connettore DisplayPort

Collegare un monitor (facoltativo).

(5)

X105: Connettore USB 2.0

Connettere un mouse o una tastiera (facoltativo).

(6)

X106: Connettore USB 3.0

Connettere un mouse o una tastiera (facoltativo).

Impostare l'host controller

Installare TwinCAT 3 Runtime e stabilite un collegamento Ethernet

Per installare TwinCAT 3 Runtime sull'host controller, collegare un monitor al connettore DisplayPort (X104) dell'host controller Beckhoff C6015 e un mouse a uno dei suoi connettori USB.

Il link per il download si trova su Software disponibile.

  1. Aprire la cartella zip del file TwinCAT 3 Runtime scaricato e copiare il file di installazione su una chiavetta USB.
  2. Collegare la chiavetta USB a uno dei connettori USB degli host controller ed eseguire il file di installazione.
  3. Impostare l'indirizzo IP nel proprio PC.

    Su Windows, andare su Rete Connessioni > Modifica impostazioni adattatore. Selezionare Ethernet > Proprietà. Sulla scheda Rete selezionare Protocollo Internet versione 4 (TCP/IPv4) > Proprietà. Selezionare Utilizza il seguente indirizzo IP e impostare l'indirizzo IP.

    Esempio:
    • Indirizzo IP: 192.168.178.100
    • Maschera di sottorete: 255.255.255.0
    • (le impostazioni per il gateway di default e il server DNS preferito non sono necessarie)
  4. Impostare un indirizzo IP nella finestra di dialogo Ethernet Properties delle impostazioni di sistema dell'host controller, p.es. indirizzo IP: 192.168.178.10, subnet mask: 255.255.255.0.
  5. Avviare una connessione desktop in remoto inserendo “mstsc” nel menu di avvio Windows del vostro PC. Inserire l'indirizzo IP del proprio host controller (p.es. 192.168.178.10) e selezionare Connetti.

Installare il driver EtherCAT

Uno dei due connettori Ethernet dell'host controller Beckhoff C6015 deve essere configurato come una porta EtherCAT. In questo esempio utilizzeremo il connettore X103.

  1. Nel sistema operativo dell'host controller selezionare Control Panel > Network and Internet > Network and Sharing Center > Change adapter settings > Ethernet2 (Ethernet2 refers to the X103 connector of the host controller).
  2. Fare clic col tasto destro del mouse e selezionare Properties nel menu contestuale.
  3. Selezionare Configure… e andare alla scheda Driver.
  4. Selezionare Update Driver.
  5. Cercare manualmente il driver alla seguente destinazione: C:\TwinCAT\3.1\Driver.
  6. Selezionare Next per installare il driver.
  7. Ad installazione avvenuta, selezionare Close per terminare l'installazione.
  8. Per attivare il driver EtherCAT andare su C:\TwinCAT\3.1\System ed eseguire TcRteInstall.exe.

Impostare il sistema di servoazionamento MINAS A6 Multi

Utilizzare il software di configurazione PC PANATERM per impostare il sistema di servoazionamento MINAS A6 Multi.

I link per il download si trovano su Software disponibile.

Per motivi di sicurezza, il parametro Pr0.13: 1st torque limit è impostato per default al 10% della coppia nominale. Per poter utilizzare tutta la coppia ed evitare successivi errori, impostare Pr0.13 al 300%. Questa sarà l'unica impostazione che effettueremo in PANATERM.

  1. Collegare il PC al connettore USB X7 del modulo di servoazionamento e attivare il sistema di servoazionamento.
  2. Avviare PANATERM.

    Il software rileva automaticamente i dispositivi collegati.

  3. Selezionare OK per confermare le serie collegate.
  4. Selezionate la scheda Parameter.
  5. Nella finestra di dialogo Selection of parameter to be read, selezionare Read from amplifier e selezionare OK.
  6. Selezionare Pr0.13: 1st torque limit dall'elenco dei parametri e modificare il valore a 300%:
  7. Trasferire il nuovo valore al driver selezionando l'icona Trans:

Avviare il controllo dell'azionamento

Installare TwinCAT 3 Engineering sul proprio PC

Per controllare il sistema di servoazionamento è necessario installare il software TwinCAT 3 Engineering e il file ESI Panasonic sul proprio PC.

Suggeriamo caldamente di utilizzare un PC senza software di sicurezza (p.es. McAfee) perché TwinCAT 3 Engineering deve poter accedere al kernel. I controlli di sicurezza potrebbero causare errori dello schermo blu e danneggiare i vostri file.

  1. Decomprimere il pacchetto software scaricato ed eseguire il file di installazione.
  2. Riavviare il PC.
  3. Dopo il riavvio copiare il file ESI Panasonic (Panasonic_MINAS_A6Multi_V*.xml) su C:\TwinCAT\3.1\Config\Io\EtherCAT nel vostro PC.

I link per il download si trovano su Software disponibile.

Prima di avviare TwinCAT 3

  1. Prima di avviare il software TwinCAT 3 Engineering eseguire il file batch C:\TwinCAT\3.1\System\win8settick.bat per evitare un errore di set up dell'orologio del sistema. Questo file deve essere eseguito come amministratore.
  2. Riavviare il PC.

Creare un nuovo progetto TwinCAT

Prima di poter collegare il proprio PC all'host controller Beckhoff C6015, è necessario creare un nuovo progetto in TwinCAT 3.

  1. Selezionare l'icona TwinCAT nella barra delle attività per avviare il software TwinCAT 3 Engineering.
  2. Selezionare TwinCAT XAE (VS2013).
  3. Su Start Page selezionareNew TwinCAT Project….
  4. Selezionare TwinCAT XAE Project (XML format), inserire un progetto e selezionare OK.

Collegare il PC all'host controller

Per stabilire una connessione con l'host controller Beckhoff C6015, inviare una richiesta di broadcast per un indirizzo IP ai dispositivi nel network EtherCAT.

  1. In Solution Explorer, andare a SYSTEM e selezionare il pulsante Choose Target.
  2. Selezionare Search (Ethernet).
  3. Alla voce Address Info, selezionareIP Address e selezionare il pulsante Broadcast Search per visualizzare i dispositivi EtherCAT collegati.
  4. Selezionare l'host controller e selezionare Add Route.
  5. Inserire i dati di login per l'host controller. La password di default è "1". Selezionare OK.

    Il sistema stabilisce una connessione con l'host controller.

  6. Controllare la connessione tra PC e host controller: Una "X" indica che il PC è connesso all'host controller. Selezionare Close per chiudere la finestra e confermare con OK.

Aggiungere dispositivi connessi al proprio progetto

È necessario aggiungere i dispositivi connessi al vostro progetto TwinCAT.

  1. In Solution Explorer, andare su I/O e fare clic con il tasto destro del mouse su Devices. Selezionare Scan.
  2. Confermare il messaggio che riporta che non tutti i dispositivi possono essere trovati manualmente.
  3. Se il dispositivo master EtherCAT è stato trovato, selezionare OK.
  4. Confermare Scan for boxes con Yes.
  5. Quando il modulo azionamento MINAS A6 Multi è stato trovato, compare il seguente messaggio, da confermare con OK.
  6. Confermare il messaggio Activate Free Run conNo.
  7. Solution Explorer visualizza il modulo azionamento aggiunto con i due motori collegati in I/O > Devices. Visualizza inoltre tutti gli assi trovati in MOTION > NC-Task 1 SAF.

Impostare i parametri di movimento

Impostare i parametri di movimento ed eseguire le impostazioni generali e le impostazioni dell'encoder per ogni asse.

  1. Andare su Solution Explorer > MOTION > NC-Task 1 SAF > Axes > Axis 1. Selezionate la scheda Settings.
  2. In questo esempio, modificare l'unità in Degree.
  3. Selezionare la scheda Parameter e impostare i valori per la velocità, l'accelerazione, la decelerazione, il jerk e l'errore ritardo (segnalati in blu nello screenshot).
  4. Andare su Solution Explorer > MOTION > NC-Task 1 SAF > Axes > Axis 1 > Enc. Selezionate la scheda Parameter.
  5. Impostare il fattore di scala desiderato per l'encoder.

    Impostare ad esempio 360°/8388608=0.00004291534423828125 per una rotazione del motore di 8388608 impulsi/rotazioni.

  6. Ripetere le fasi per l'asse 2.
  7. Selezionare l'icona Activate Configuration dalla barra degli strumenti.
  8. Confermare il messaggio che indica che la nuova configurazione sarà attivata e le vecchie configurazioni saranno sovrascritte.
  9. Confermare il messaggio che indica che il sistema TwinCAT verrà riavviato in modalità RUN.

    Il sistema TwinCAT è ora in modalità RUN e l'icona corrispondente è attiva.

    (Per tornare alla modalità di configurazione, selezionare l'icona blu a destra dell'icona verde).

  10. Se il sistema TwinCAT non passa alla modalità RUN e si verifica un errore di configurazione dell'orologio di sistema, eseguire il file batch win8settick.bat. Fare riferimento a Prima di avviare TwinCAT 3 per i dettagli.

Avvio controllo posizionamento

Utilizzare la scheda Online per l'avvio manuale e per controllare il movimento del motore.

  1. Andare su Solution Explorer > MOTION > NC-Task 1 SAF > Axes > Axis 1. Selezionate la scheda Online.
  2. Selezionare Set e All per attivare il controllo posizionamento.
  3. Dalla scheda Online è possibile ora avviare operazioni JOG, controllo valore assoluto, operazioni di Home Return (ritorno alla posizione iniziale), eccetera.
  4. Dalla scheda Functions è possibile testare il controllo valore relativo, movimento continuo, eccetera, modificando l'accelerazione, la decelerazione e i valori jerk.
  5. Utilizzare la scheda Coupling per testare accoppiamento elettronico, profili di camma, taglio al volo, eccetera.

Creare un programma del PLC con funzioni di controllo del movimento (facoltativo)

Per programmare un task di posizionamento, utilizzare una delle librerie presenti in TwinCAT 3.

  1. In Solution Explorer, fare clic col tasto destro del mouse PLC e selezionare Add New Item.
  2. Selezionare Standard PLC Project, inserire un nome per il nuovo progetto PLC e selezionare Add.
  3. Andare su Solution Explorer > PLC > First_PLC_Project. Fare clic col tasto destro del mouse References e selezionare Add library.
  4. Aggiungere la libreria Tc2_MC2.
  5. Andare su Solution Explorer > PLC > First_PLC_Project > POUs > MAIN (PRG).
  6. In questo esempio abiliteremo il controllo del servo per l'asse 1. Premere F2 per aprire l'Input Assistant che vi aiuterà a trovare la funzione PLCopen desiderata nella libreria TwinCAT.
  7. Selezionare la funzione Tc2_MC2.MC_Power e selezionare OK. Aggiungere poi la struttura AXIS_REF allo stesso modo.
    Il programma di esempio creato dovrebbe avere questo aspetto:
  8. SelezionareBUILD > Build Solution per compilare il progetto.
  9. Assegnare una connessione all' Asse 1. Fare clic sul pulsante Link To PLC... per selezionare la struttura AXISREF_Axis1 dal vostro programma del PLC.
  10. Attivare la configurazione.
  11. Confermare il messaggio che indica che il sistema TwinCAT verrà riavviato in modalità RUN.
  12. Selezionare l'icona Login dalla barra degli strumenti.
  13. Selezionare Yes per creare la porta 851.

    Se si verifica un errore, riprovare selezionando l'icona Login.

  14. Selezionare l'icona Start evidenziata per avviare il programma PLC.
  15. Fare doppio clic sul valore di bEnableAxis1 per impostare la variabile su TRUE.
  16. Selezionare PLC > Write values per scrivere il valore e per abilitare il controllo del servo del motore.

Aggiungere controlli visivi al proprio programma del PLC (facoltativo)

Per migliorare il proprio programma del PLC, è possibile aggiungere controlli visivi, p.es. un pulsante per abilitare il controllo del servo.

  1. Andare su Solution Explorer > PLC > First_PLC_Project > First_PLC_Project Project. Fare clic con il tasto destro del mouse su VISUs e selezionare Add > Visualization.
  2. Selezionare VisuSymbols (System) e poi Open.
  3. Fare doppio clic su Visualization. Da Toolbox, selezionareRounded Rectangle e posizionare la forma nella schermata Visualization.
  4. Utilizzare la finestra Properties per inserire un testo nel rettangolo e aggiungere la variabile bEnableAxis1 dal proprio programma del PLC principale.
  5. Selezionare l'icona Login dalla barra degli strumenti.
  6. Se compare il seguente messaggio, selezionare Yes per creare la porta 851.

    Se si verifica un errore, riprovare selezionando l'icona Login.

  7. Avviare il programma del PLC.
  8. Selezionare Enable Power Axis 1 per abilitare il controllo del servo.
    Il controllo del servo per l'asse 1 è ora abilitato.

L'ultima revisione: 2024-03-20Feedback su questa paginaPanasonic hotline