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Indice
MÓDULOS DE POSICIONAMENTO CJ1W-NCXXX .............................................................. 1
Indice ........................................................................................................................................................2
Nomenclaturas comuns ao manual de operações.................................................................................5
PLC .......................................................................................................................................................5
PCU.......................................................................................................................................................5
Precauções................................................................................................................................................5
Público Alvo .........................................................................................................................................5
Precauções Gerais .................................................................................................................................5
Precauções de Segurança ......................................................................................................................6
Introdução................................................................................................................................................8
Características – Position Control Unit.................................................................................................8
Funções .................................................................................................................................................8
Capacidade de dados e Backup da PCU ...............................................................................................9
CX-Position...........................................................................................................................................9
Configuração do sistema ......................................................................................................................10
Exemplo do diagrama de interligação do sistema com um CJ1W-NC413.........................................10
Operações Básicas .................................................................................................................................11
Position Control ..................................................................................................................................11
Direct Operation..............................................................................................................................12
Memory Operation..........................................................................................................................12
Interrupt Feeding.............................................................................................................................13
Speed Control......................................................................................................................................13
Others Operations ...............................................................................................................................13
Origin Search ..................................................................................................................................13
Jogging ............................................................................................................................................13
Teaching..........................................................................................................................................14
Override ..........................................................................................................................................14
Changing the present position.........................................................................................................14
Backlash compensation...................................................................................................................14
Zones ...............................................................................................................................................15
Deceleration Stop............................................................................................................................15
Especificação Básica...........................................................................................................................16
Princípios do sistema de controle........................................................................................................17
Fluxo de dados do CJ1W-NC .........................................................................................................17
Sistema de loop aberto ....................................................................................................................18
Projeto de um sistema de posicionamento básico ...........................................................................18
Instalação e Cabeamento.....................................................................................................................20
Nomenclatura e Funções .....................................................................................................................20
LED's Indicadores ...............................................................................................................................20
Circuito de I/O Externo.......................................................................................................................21
Pinagem do conector de I/O nos módulos CJ1W-NC113 / 213 / 413 ............................................21
Pinagem do conector de I/O nos módulos CJ1W-NC133 / 233 / 433 ............................................22
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Saídas (coletor aberto no CJ1W-NC113 / NC213 / NC413) ..........................................................23
Saídas (Line Driver no CJ1W-NC133 / NC233 / NC433)..............................................................24
Entradas...........................................................................................................................................25
Cabeamento.........................................................................................................................................26
Conectando os sinais de saída.........................................................................................................26
Gerando pulsos de saída CW e CCW, exemplo 1.......................................................................26
Gerando pulsos de saída CW e CCW, exemplo 2.......................................................................27
Gerando sinais de pulso e direção...............................................................................................28
Gerando sinais de CW e CCW ou pulso e direção em Line Driver............................................29
Saída do reset do contador de erro no Servo Driver ...................................................................30
Conectando os sinais de entrada .....................................................................................................31
Conectando os sinais de entrada de origem e posicionamento completo .......................................32
Sinal de entrada de origem 24V..................................................................................................32
Sinal de entrada de origem 5V (Line Driver) .............................................................................32
Sinal de posicionamento completo (In Position) ........................................................................32
Exemplos de conexões de diferentes tipos de motores .......................................................................33
Exemplo 1: modo de conexão 0 - Pulso horário e pulso anti-horário.............................................33
Exemplo 2: modo de conexão 1 - Saídas coletor aberto .................................................................35
Exemplo 2: modo de conexão 1 - Saídas Line Driver ....................................................................37
Exemplo 3: modo de conexão 2 - Retorno de posicionamento completo.......................................38
Modo de operação 3 ........................................................................................................................39
Conexão de I/O dos eixos não utilizados ............................................................................................40
Áreas de memórias utilizadas pelo CJ1W-NC ...................................................................................41
Estrutura Geral ....................................................................................................................................41
Chave de número de unidade (Mach No.) ..........................................................................................42
Alocação das áreas de memórias ........................................................................................................42
Área de CIO para unidades de I/O especiais...................................................................................42
Área de DM para unidades de I/O especiais ...................................................................................42
Área de dados e operações ..................................................................................................................43
Área de parâmetros comuns (PLC).................................................................................................43
Área de parâmetros dos eixos (PLC e PCU)...................................................................................43
Área de memória de operação dos eixos (PLC)..............................................................................44
Área de dados de operação -(PLC) .................................................................................................45
Área de dados de operação pela memória (PCU) ...........................................................................46
Área de dados de Zonas / Ranges (PCU)........................................................................................46
Descrição da configuração na área de parâmetros comuns.................................................................47
Descrição da configuração na área de parâmetros de eixo .................................................................48
Descrição da área de operação pela memória da PCU........................................................................52
Descrição da área de dados de zonas ..................................................................................................55
Função de Zonas .............................................................................................................................55
Ajustes dos dados de zonas.............................................................................................................56
Transferência de dados.........................................................................................................................57
Transferindo dados..............................................................................................................................57
Escrevendo dados com o bit de escrita de dados: ...............................................................................58
Lendo dados com o bit de escrita de dados:........................................................................................59
Escrevendo dados com a instrução IOWR..........................................................................................60
Escrevendo dados com a instrução IORD...........................................................................................61
Definindo a origem................................................................................................................................62
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Resumo................................................................................................................................................62
Operação Direta ....................................................................................................................................64
Resumo................................................................................................................................................64
Operação pela memória da PCU .........................................................................................................66
Resumo................................................................................................................................................66
Designação do Eixo ............................................................................................................................67
Códigos de Finalização .......................................................................................................................68
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Nomenclaturas comuns ao manual de operações
PLC
Programmable Logic Controller ou Programmable Controller: utilizado para designar a
CPU do Controlador Lógico Programável.
PCU
Position Controller Unit: utilizado para designar os módulos de controle de
posicionamento CJ1W-NCxxx.
Precauções
Público Alvo
Este documento é orientado para as seguintes pessoas, que devem ter
conhecimentos de Engenharia Elétrica ou equivalente:
•
Eletricistas ou instaladores de sistemas de automação industrial;
•
Projetistas de sistemas de automação industrial;
•
Gerenciadores de sistemas de automação industrial e utilidades.
Precauções Gerais
O usuário deve operar o produto de acordo com as especificações descritas no
Manual de Operações (W397).
Por favor tenha especial atenção para o uso do produto sob condições que não estão
descritas no Manual de Operações (W397) ou aplicando o produto em sistemas de controles
nucleares, ferrovias, aviação, veículos, sistemas de combustão, equipamentos médicos,
parques de diversão, equipamentos de segurança, e outros sistemas, máquinas ou
equipamentos que podem ter sérias influências na vida e propriedades se utilizadas de
forma imprópria.
Tenha certeza de que os valores e características de performance são suficientes
para os sistemas, máquinas ou equipamentos e certifique-se de prover mecanismos de
segurança redundantes.
O Manual de Operações (W397) disponibiliza informações para o uso do CJ1W-NC.
Leia este manual e mantenha-o próximo para eventuais consultas durante a operação. O
mesmo deve fazer parte da documentação do sistema ou máquina.
Advertência: é de extrema importância que o CJ1W-NC e os dispositivos relacionados
sejam usados para o seu propósito específico e sob as condições especificadas,
especialmente em aplicações que afetem diretamente ou indiretamente a vida e a
propriedade.
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Precauções de Segurança
Advertência: Nunca tente desmontar ou desinstalar qualquer a unidade de
posicionamento, enquanto está alimentado pela energia elétrica, caso contrário pode ocorrer
um choque elétrico severo.
Advertência: Não tente desmontar, reparar ou modificar a unidade de posicionamento,
pois pode resultar em mau funcionamento, incêndio, ou choque elétrico.
Advertência: Disponibilize medidas de segurança em circuitos externos (fora do PLC e da
PCU), para garantir a segurança do sistema ao ocorrer uma anormalidade devido a um mau
funcionamento do PLC, um mau funcionamento da PCU, ou fatores externos que afetem a
operação do PLC ou PCU. A falta de medidas de segurança pode causar sérios acidentes e
prejuízos.
•
Circuitos de parada de emergência, circuitos de intertravamento, circuitos de limite
(fins de curso), e medidas de segurança similares devem ser providenciados em
circuitos externos de controle;
•
O PLC irá desligar todas as saídas quando a função de auto-diagnóstico detectar
algum erro ou quando um alarme de falha severo (Instrução FALS) é executado.
Como medida defensiva para os mesmos erros, medidas externas de segurança
devem ser providenciadas para assegurar a segurança do sistema;
•
As saídas do PLC ou PCU podem reter o estado de ligado ou desligado devido a
depósitos de óxido nos contatos, queima da bobina ou transistor de saída danificado.
Como medida defensiva para os mesmos erros, medidas externas de segurança
devem ser providenciadas para assegurar a segurança do sistema;
•
Quando a saída de 24 VDC (saída de alimentação auxiliar da fonte do PLC) for
sobrecarregada ou curto-circuitada, pode derrubar a alimentação do PLC, fazendo
com que o mesmo desligue suas saídas. Providencie medidas para evitar isto. (Esta
saída de alimentação auxiliar é disponibilizada na fonte de alguns modelos de PLC);
•
Medidas externas de segurança devem também ser tomadas para assegurar a
segurança no evento de uma operação não esperada na conexão ou desconexão do
conector da PCU;
Atenção: Quando posicionando para uma determinada posição, utilizando a função
Teach, ajuste a posição designada configurando a seqüência de posicionamento para um
posicionamento absoluto. Se esta seqüência de posicionamento for ajustada como
posicionamento relativo, o posicionamento será executado para uma outra posição diferente
da obtida pela função Teach.
Atenção: Execute a edição online apenas após verificar que nenhum efeito não esperado
poderá ocorrer pelo aumento do tempo de ciclo de programa. Caso contrário os sinais de
entrada podem não ser lidos.
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Atenção: Confirme a segurança do nó antes de transferir um programa ou alterar o
conteúdo das memórias de entrada e saída. Fazendo isto sem confirmar as condições de
segurança pode resultar em prejuízo.
Atenção: Não salve dados na memória flash durante a operação pela memória da PCU
ou enquanto o motor está trabalhando. Caso contrário, uma operação inesperada pode
ocorrer.
Atenção: Não reverta a polaridade da alimentação de 24V DC. A polaridade deve estar
correta. Caso contrário o motor pode começar a rodar inesperada ou não parar.
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Introdução
Características – Position Control Unit
Figura 1
Estas unidades de posicionamento são unidades de I/O Especiais do PLC CJ1. As
unidades de posicionamento recebem instruções do PLC e geram um trem de pulsos para
drives de motores para posicionamento.
Funções
•
Resposta de alta velocidade: 2 ms;
•
Operação direta da CPU pelas áreas de entrada e saída ou operação pela memória
da própria PCU;
•
Disponível para 1, 2 ou 4 eixos e as saídas podem do tipo coletor aberto ou line
driver. Interpolação linear pode ser realizada com as PCU’s de 2 e 4 eixos;
•
Diferentes modos de operação permitem a utilização de drivers de motores de passo
ou drivers de servo motores;
•
A operação de cada motor é endereçada pelo seu eixo específico, assim como cada
eixo possui suas entradas e saídas independentes dos outros.
•
Range de posição: De –1073741823 à 1073741823 pulsos, em unidades de 1
pulso;
Range de Velocidade: 1 à 500000 pulsos por segundo (Hz) em unidades de 1 pulso
por segundo.
•
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Capacidade de dados e Backup da PCU
Tabela 1
Tipos de dados
Seqüência de posicionamento, Velocidades, Posições
Capacidade
100
Tempos de aceleração, Tempos de desaceleração
9
Tempos de parada (Interrupção)
19
Zonas
3
Estes dados são transferidos da memória do PLC para a memória da PCU, onde
podem ser salvos na memória Flash da PCU, para a operação pela memória.
CX-Position
A PCU é compatível com o software CX-Position e utilizando a funcionalidade SPMA
(Single-Port Multiple-Access) do CJ1 ou CS1 pode ser acessada pelo software através das
portas seriais da CPU, rede Ethernet ou outras redes de acesso disponibilizadas pela
Omron.
Os dados de operação podem ser transferidos para a PCU via CX-Position.
O CX-Position é disponibilizado no pacote do CX-One.
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Configuração do sistema
Exemplo do diagrama de interligação do sistema com um CJ1W-NC413
Figura 2
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Operações Básicas
Diagrama 1
A seguir temos uma descrição de cada operação que pode ser realizada, conforme o
diagrama 1.
Position Control
•
Absoluto - Posicionamento referenciado com a origem;
•
Relativo – Posicionamento com um valor incremental, referenciado com a posição
atual.
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Direct Operation
Atuação direta pela área de memória do PLC, com acionamento pelo programa em
ladder (exemplo na figura 3).
Figura 3
Memory Operation
Com a operação pela memória, seqüências de posicionamento (operação de
posicionamento individual, que inclui dados como posições e velocidades) são transferidas
para a PCU e executadas por comandos da CPU, que determina a seqüência de
posicionamento pela sua numeração (exemplo na figura 4).
Figura 4
A operação pela memória ainda pode ser independente, contínua ou automática,
dependendo da decisão definida para a finalização de cada posicionamento.
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Interrupt Feeding
Quando um sinal de interrupção é recebido, o posicionamento é mantido por uma
certa quantidade de pulsos e depois é parado (exemplo figura 5).
Figura 5
Speed Control
O trem de pulso é gerado na velocidade determinada na seqüência até o comando de
parada ser executado (exemplo figura 6).
Figura 6
Others Operations
Origin Search
Determina a origem para o eixo escolhido.
Jogging
Move o eixo a uma velocidade determina (Jog Speed) e depois pára.
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Teaching
Toma a posição atual como a posição para uma seqüência determinada (Figura 7).
Figura 7
Override
Quando o override é habilitado durante o posicionamento, a velocidade é alterada
conforme a configuração do override, que é o percentual desta alteração. (exemplo figura 8).
Figura 8
Changing the present position
Muda a posição presente para uma posição especifica.
Backlash compensation
Compensa o montante de perda de pulsos nas folgas mecânicas, presente nas
engrenagens.
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Zones
Determina um range de pulsos onde um contato (flag) da zona atual será acionado
como na figura 9.
Figura 9
Deceleration Stop
O comando de parada desacelera o posicionamento até a parada (figura 10).
Figura 10
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Especificação Básica
Tabela 2
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Princípios do sistema de controle
Fluxo de dados do CJ1W-NC
Diagrama 2
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Sistema de loop aberto
Em sistemas de posicionamento por loop aberto, o posicionamento é controlado pelo
número de pulsos recebidos pelo driver do motor, nenhum feedback da posição é recebido
pela PCU. Todos os modelos das unidades de controle de posição trabalham com saídas de
pulso sem retorno da posição (exemplo na figura 12).
Neste tipo de controle o motor mais aplicado é o motor de passo. O ângulo da posição
do motor de passo neste caso é determinado pela quantidade de pulsos gerado pela PCU.
Para este tipo de controle ter repetibilidade é necessário referenciar a posição inicial pela
busca de origem e reduzir ou compensar as folgas mecânicas (backlash compensation).
Figura 11
Projeto de um sistema de posicionamento básico
A figura 13 ilustra um sistema de posicionamento simples.
Figura 12
Legendas:
•
M: Fator de redução;
•
P: passo do avanço do fuso (mm/volta);
•
V: velocidade do avanço do objeto sendo posicionado (mm/s)
•
θs: ângulo do passo por pulso (grau/pulso);
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A distância de trajeto por pulso enviado para o driver do motor é chamado de "pulse
rate" (relação de pulsos) e pode ser calculada pela seguinte formula:
Relação de Pulsos = P/(Pulsos por volta x M)
Relação de Pulsos = P/((360/θs) x M)
Relação de Pulsos = (P x θs) / (360 x M)
Usando a relação de pulsos o número de pulsos necessários para movimentar o
objeto a uma distância L é obtido pelo seguinte cálculo:
Número de Pulsos = Distância do Trajeto / Relação de Pulsos
Número de Pulsos = L / Relação de Pulsos
Número de Pulsos = L / (P x θs) / (360 x M)
Número de Pulsos = (360 × M × L) / (P x θs)
A freqüência dos pulsos necessária para mover o objeto a uma velocidade V (mm/s)
é obtida pelo seguinte cálculo:
Freqüência dos Pulsos = Velocidade de Avanço / Relação de Pulsos
Freqüência dos Pulsos = V / Relação de Pulsos
Freqüência dos Pulsos = V / (P x θs) / (360 x M)
Freqüência dos Pulsos = (360 x M x V) / (P x θs)
O CJ1W-NC executa o controle de posicionamento disponibilizando um número de
pulso e uma velocidade de pulsos, na forma de instruções de posição e velocidade.
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Instalação e Cabeamento
Nomenclatura e Funções
Figura 13
LED's Indicadores
Nome
Cor
RUN
Verde
ERC
Vermelho
ERH
Vermelho
X, Y, Z, U
Laranja
Estado
Aceso
Descrição
Durante operação normal
Piscando Falha de hardware ou o PLC foi notificado de um erro na PCU
Aceso
Um erro ocorreu
Apagado Sem erro
Aceso
Um erro ocorreu no PLC
Apagado Sem erro no PLC
Aceso
Pulsos estão sendo gerados no eixo correspondente (sentido direto ou reverso)
Piscando
Um erro ocorreu no eixo correspondente, como cabeamento incorreto ou dados de operação
inconsistentes
Apagado Nenhuma das duas condições acima ocorreu (eixo parado)
Tabela 3
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Circuito de I/O Externo
Pinagem do conector de I/O nos módulos CJ1W-NC113 / 213 / 413
Tabela 4
Figura 14 - Conector visto do lado da soldagem
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Pinagem do conector de I/O nos módulos CJ1W-NC133 / 233 / 433
Tabela 5
Figura 15 - Conector visto do lado da soldagem
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Saídas (coletor aberto no CJ1W-NC113 / NC213 / NC413)
Figura 16
O circuito das saídas de pulso e do reset de erro do contador são disponibilizados
com dois tipos de terminais: terminais com resistor de limitação de 1,6 kΩ (1/2W) e terminais
sem o resistor. Selecione os terminais de acordo com os requisitos de potência e tensão de
entrada do circuito do drive do motor.
Exemplo: caso a entrada do drive suporte no máximo 5 Vdc com impedância de 150
Ω, queda de tensão no diodo emissor de 2V e a fonte de alimentação disponível é de 24
Vdc, utilizaremos os terminais do NC com resistores de 1,6 kΩ;
A corrente no circuito será de (24-2)/(150+1600) = 12,5 mA, que está dentro da
especificação da saída do módulo NC (7 à 30 mA); A queda de tensão na entrada do drive,
quando a saída do NC está acionada, será de 12,5x150 + 2 = 3,9 Vdc;
A potência dissipada de 0,25 W no resistor de saída do NC (menor que 1/2 W).
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Saídas (Line Driver no CJ1W-NC133 / NC233 / NC433)
Figura 17
Nota: A saída do reset do contador de erro é coletor aberto.
Advertência: Conecte uma carga de no máximo 20 mA na seção de saída. Utilizar uma
carga maior pode causar um dano à saída do NC.
Advertência: Nunca reverta a polaridade da alimentação de 5 Vdc, pois isto pode causar
um dano ao circuito de I/O do NC.
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Entradas
Figura 18
1. Os valores dos parenteses são referentes aos módulos C1JW-NC413 e CJ1WNC433.
2. Tanto N.C. (normalmente fechado) ou N.O. (normalmente aberto) podem ser
selecionados na configuração da área de parâmetros de cada eixo.
Advertência: Utilize o terminal da entrada de origem de 24V ou o terminal de line driver
mas nunca utilize os dois ao mesmo tempo.
Para outros detalhes sobre a especificação das entradas e saídas, consulte o manual de
operações dos módulos de posicionamento, W397.
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Cabeamento
Conectando os sinais de saída
Saídas de pulso horário (CW) e pulso anti-horário (CCW):
Figura 19
Saídas de pulso e direção:
Figura 20
Gerando pulsos de saída CW e CCW, exemplo 1
Figura 21 - Utiliza as saída com resistor de 1,6kΩ para obter a tensão correta na entrada
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Gerando pulsos de saída CW e CCW, exemplo 2
Figura 22 - Utiliza um fonte de 5 Vdc para gerar os sinais CW e CCW
Figura 23 - exemplo utilizando saídas line driver
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Gerando sinais de pulso e direção
Figura 24 - Utiliza a alimentação auxiliar do driver
Este circuito trabalha com lógica invertida: quando a saída do NC está conduzindo, a
tensão na entrada do driver é próxima à 0V, e enquanto a saída não está conduzindo a
tensão na entrada é a mesma da tensão de alimentação auxiliar.
Podemos observar que neste tipo de ligação não há isolação entre o driver e o
módulo NC assim como todos os comuns (negativos) devem estar conectados entre si.
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Gerando sinais de CW e CCW ou pulso e direção em Line Driver
Figura 25 - Saídas e entradas tipo line driver
Nota: O terra ou comum (SG) do driver do motor deve estar conectado com o GND do
módulo de posicionamento e da fonte de alimentação de 5 Vdc
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Saída do reset do contador de erro no Servo Driver
Figura 26
O sinal de reset é gerado pelo módulo de posicionamento, durante 20ms, após a
busca de origem ser realizada nos modos de operação 1 e 2.
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Conectando os sinais de entrada
Nome do sinais de entrada
Tipo de ligação
Interrupção externa (A20/B20)
N.O. (Normalmente Aberto)
Parada de emergência (A16/B16)
N.C. (Normalmente Fechado)
Proximidade da origem (A17/B17)
N.O. ou N.C.
Limite de giro no sentido horário (A18/B18)
N.O. ou N.C.
Limite de giro no sentido anti-horário (A19/B19)
N.O. ou N.C.
Tabela 6
Figura 27
Nota: Os valores dos parenteses são referentes aos módulos C1JW-NC413 e CJ1W-NC433
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Conectando os sinais de entrada de origem e posicionamento completo
Sinal de entrada de origem 24V
Figura 28
Sinal de entrada de origem 5V (Line Driver)
Figura 29
Sinal de posicionamento completo (In Position)
Figura 30
Nota: Os valores dos parenteses são referentes aos módulos C1JW-NC413 e CJ1W-NC433
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Exemplos de conexões de diferentes tipos de motores
Exemplo 1: modo de conexão 0 - Pulso horário e pulso anti-horário
Este exemplo mostra o uso de um motor de passo com um sensor conectado a
entrada de sinal de origem.
O módulo de posicionamento do exemplo é um modelo de saída coletor aberto e a
entrada do driver de motor de passo é de 5VDC. É utilizada então a saída que possui um
resistor de 1,6 kΩ para queda de tensão.
Figura 31
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Tabela 7 - Configuração do parâmetros do eixo X para o exemplo 1
Tabela 8
Nota "m" significa o endereço inicial das DM's de parametrização e depende do número da
unidade do módulo.
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Exemplo 2: modo de conexão 1 - Saídas coletor aberto
Neste exemplo é empregado um servo motor e o sinal da fase Z do encoder é
conectado na entrada de sinal de origem. O Servo Drive é um Omron Série W.
Figura 32
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Tabela 9 - Configuração dos parâmetros do eixo X para o exemplo 2
Tabela 10
Nota "m" significa o endereço inicial das DM's de parametrização e depende do número da
unidade do módulo.
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Exemplo 2: modo de conexão 1 - Saídas Line Driver
Figura 33
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Exemplo 3: modo de conexão 2 - Retorno de posicionamento completo
O diferencial deste modo é que é utilizado o sinal de posicionamento completo ou
busca de origem completa (INP), na respectiva entrada de sinal de posicionamento completo
do CJ1W-NC.
Ajuste o Servo Driver para desligar o sinal de posicionamento completo durante o giro
do servo motor e ligar este sinal quando o motor estiver parado.
Figura 34
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Tabela 11 - Configuração dos parâmetros do eixo X para o exemplo 3
Tabela 12
Nota: "m" significa o endereço inicial das DM's de parametrização e depende do número da
unidade do módulo.
Modo de operação 3
O modo de operação 3 é específico para os Servo Drivers Omron série H e M. Este
modo utilizada uma saída da PCU de ajuste da origem.
Para maiores detalhes sobre as conexões elétricas, sobre o modo de operação 3 e
como ocorre a busca de origem em cada modo, consulte a seção de "Installation and Wiring"
do manual de operação das unidades de controle de posicionamento W397.
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Conexão de I/O dos eixos não utilizados
Segue abaixo exemplo do diagrama de ligação para os eixos que não estão sendo
utilizados (figura 22).
O exemplo é baseado na ligação do modo de operação 2 e é aplicado quando o eixo
Y não é utilizado em um CJ1W-NC213 ou CJ1W-NC233. O mesmo é aplicável para os eixos
Z e U nos modelos de 4 eixos.
Figura 35
As entradas de limite horário e limite anti-horário (CW e CCW) não precisam ser
ligadas nos eixos não utilizados, se forem configuradas na parametrização como contatos
N.O. (normalmente fechados).
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Áreas de memórias utilizadas pelo CJ1W-NC
Estrutura Geral
Diagrama 3
Nota O usuário pode selecionar pelo parâmetros comuns se os parâmetros dos eixos serão
gravados na área de DM do PLC para depois ser transferidos para o módulo NC ou se estes
parâmetros serão salvos na memória flash do próprio módulo NC / PCU.
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Chave de número de unidade (Mach No.)
Figura 36
Pode ser ajustado de 0 a 95 nos modelos CJ1W-NC1xx e CJ1W-NC2xx (1 unidade
ocupada) e de 0 à 94 nos modelos CJ1W-4xx (2 unidades ocupadas).
Este número determina os seguintes endereçamentos:
•
Endereço do módulo (unidade) no rack do PLC;
•
Endereço de memória de entradas e saídas, na área de CIO, por simplificação
indicado neste documento pelo canal "n", por onde é possível determinar a execução
de todas as operações de cada eixo e obter seus estados durante a operação;
•
Endereço de memórias de dados, na área de DM, por simplificação indicado neste
documento pelo canal "m", por onde é possível determinar os parâmetros de uso
comum à todos os eixos e ainda determinar os parâmetros de cada eixo, quando a
operação é parametrizada pela memória do PLC.
Alocação das áreas de memórias
Área de CIO para unidades de I/O especiais
•
n = 2000 + 10 x número da unidade;
•
CJ1W-NC1xx e CJ1W-NC2xx - 1 unidade ocupada = 10 words;
•
CJ1W-4xx - 2 unidades ocupadas = 20 words.
Área de DM para unidades de I/O especiais
•
m = D20000 + 100 x número da unidade;
•
CJ1W-NC1xx e CJ1W-NC2xx - 1 unidade ocupada = 100 words;
•
CJ1W-4xx - 2 unidades ocupadas = 200 words.
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Área de dados e operações
Área de parâmetros comuns (PLC)
Word inicial para a área de parametros comuns: m = D20000 + 100 x número da unidade
Tabela 13
Área de parâmetros dos eixos (PLC e PCU)
Utilizamos aqui endereços de DM subsequentes à área de parâmetros comuns se os dados
de operação dos eixos forem armazenados na memória do PLC.
O endereço de dentro dos parênteses é utilizado caso os parâmetros sejam armazenado na
memória flash do módulo NC.
Tabela 14
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Área de memória de operação dos eixos (PLC)
Word inicial para a área de memória de operação: n = 2000 + 10 x número da unidade.
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Tabela 15
Área de dados de operação -(PLC)
Utilizada na transferência de dados das sequências de posicionamento, da memória do PLC
para a memória da PCU. Esta área também é utilizada para a operação direta via PLC.
I = Endereço inicial e área de memória definidos na área de parâmetros comuns (m e m+1)
Tabela 16
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Área de dados de operação pela memória (PCU)
Tabela 17
Área de dados de Zonas / Ranges (PCU)
Tabela 18
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Descrição da configuração na área de parâmetros comuns
Determina a área de memória utilizada como área de dados de operação e a área de
parâmetros dos eixos. Estes parâmetros comuns devem ser definidos antes da utilização
dos módulos de posicionamento.
Endereço inicial: m = D20000 + 100 x número da unidade
Word Nome
Configuração/Descrição
m
0000: DM's alocadas para o I/O Especial (Fixo)
Localização da área de
dados de operação
000D: DM's Selecionadas pelo usuário em m+1
0X0E: EM's Selecionadas pelo usuário em m+1
(X determina o número do banco)
m+1
Word inicial da área de
dados de operação
Valor em hexadecimal da posição inicial da área de
operação de dados, indicado por I.
m+2
Determinação dos
parâmetros dos eixos
Bits 00 à 07 ( dois dígitos em hexadecimal):
00 = Parâmetros gravados na PCU;
01 = Parâmetros gravados em m+4.
Bits 08 à 11 (cada bit é um eixo):
0 = O eixo trabalha pelos parâmetros nas DM's;
1 = O eixo trabalha pelos parâmetros padrões.
Bits 12 à 15 ( dois dígitos em hexadecimal):
Válido na versão 2.3 ou superior do CJ1W-NC
00 = Todos eixos utilizados;
01 = NC2xx eixo Y não usado, NC4xx eixo U não usado;
02 = NC4xx eixos Z e U não usados;
03 = NC4xx eixos Y, Z e U não usados;
(gera um erro 0013 caso selecione um valor inválido).
m+3
Não Usado
Mantenha em 0000
Tabela 19
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Descrição da configuração na área de parâmetros de eixo
Endereço PLC
(Endereço PCU)
Nome
Eixo X Eixo Y Eixo Z Eixo U
m+4
m+32
m+60
m+88
Configuração de I/O
(0004) (0020) (003C) (0058)
Configuração / Descrição
Default: 0060h
Bit 00 - Método da saída de pulso:
0 = saída CW / CCW;
1 = pulso e direção.
Bit 01 - Direção de CW / CCW (Ver 2.3):
0 = direto;
1 = reverso.
Bits 02 e 03 - Não usados
Bit 04 - Tipo sinal entrada limite:
0 = N.C. (normalmente fechado);
1 = N.O. (normalmente aberto).
Bit 05 - Tipo sinal entrada prox.origem:
0 = N.C. (normalmente fechado);
1 = N.O. (normalmente aberto).
Bit 06 - Tipo sinal entrada origem:
0 = N.C. (normalmente fechado);
1 = N.O. (normalmente aberto).
Bit 07 - Parada por entrada de emergência:
0 = pára saída de pulso apenas;
1 = pára saída de pulso e aciona o reset de
contagem de erro do servo (modos de
operação 1 e 2).
Bit 08 - Origem em caso de emergência:
0 = pára saída de pulso e mantém estado
anterior de origem;
1 = pára saída de pulso e mantém estado
como origem não determinada.
Bits 09 à 15 - Não usados
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Eixo X
m+5
(0005)
m+6
(0006)
m+7
(0007)
m+8
(0008)
m+9
(0009)
Endereço PLC
(Endereço PCU)
Eixo Y Eixo Z
m+33
m+61
(0021) (003D)
m+34
(0022)
m+35
(0023)
m+36
(0024)
m+37
(0025)
m+62
(003E)
m+63
(003F)
m+64
(0040)
m+65
(0041)
Nome
Eixo U
m+89
Seleção do modo de
(0059) operação
m+90
(004A)
m+91
(005B)
m+92
(005C)
m+93
(005D)
Velocidade Máxima
Velocidade Inicial
Configuração / Descrição
Default: 0000h
Bits 00 à 03 - Modo de operação:
00 = Modo 0 - Motor de passo + sensor de
origem externo;
01 = Modo 1 - Servo drive + fase Z encoder
como origem;
02 = Modo 2 - Igual ao modo 1, mas utiliza o
sinal de posicionamento completo;
03 = Modo 3 - Para os Servo Drivers Omron
séries H e M.
Bits 04 à 07 - Modo de busca de origem:
00 = Modo Reverso 1 - Busca na direção
determinada e reverte ao atingir limite;
01 = Modo Reverso 2 - Busca na direção
determinada, com erro ao atingir limite;
02 = Modo Simples Direção - Busca apenas
se operando na direção determinada;
03 = Modo Reverso 3 (ver 2.3) Semelhante ao modo reverso 2, mas com
redução do choque mecânico.
Bits 08 à 11 - Detecção de Origem:
00 = aceita o sinal de origem somente após
o sinal de proximidade da origem ligar e
desligar;
01 = aceita o sinal de origem somente após
o sinal de proximidade de origem ligar;
02 = aceita o sinal de origem sem utilizar o
sinal de proximidade de origem;
03 = aceita o sinal de origem somente após
o sinal de limite ligar e desligar ou apenas
desligar. (habilitado apenas no modo de
operação 2).
Bit 12 - Direção da busca de origem:
0 = CW - Horário;
1 = CCW - Antihorário.
Bit 13 - Preset de busca de origem (Ver
2.3):
0 = Não presetado (como nas versões
posteriores à 2.3);
1 = Ajusta a posição onde o sinal de origem
foi detectado para qualquer posição, em
função do valor de I+8 e I+9 para cada eixo
(suportado na versão de firmware 2.3 ou
superior)
Bits 14 e 15 - não usados.
1 à 500.000 pulsos por segundo (pps)
Default: 500000d
(2 Words hexadecimal)
1 à 500.000 pulsos por segundo (pps)
Default: 0d
(2 Words hexadecimal)
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Eixo X
m+10
(000A)
m+11
(000B)
m+12
(000C)
m+13
(000D)
m+14
(000E)
m+15
(000F)
Endereço PLC
(Endereço PCU)
Eixo Y Eixo Z
m+38
m+66
(0026) (0042)
m+39
m+67
(0027) (0043)
m+40
m+68
(0028) (0044)
m+41
m+69
(0029) (0045)
m+42
m+70
(002A) (0046)
m+43
m+71
(002B) (0047)
Nome
Eixo U
m+94
(005E)
m+95
(005F)
m+96
(0060)
m+97
(0061)
m+98
(0062)
m+99
(0063)
Configuração / Descrição
Velocidade Alta da
Busca de Origem
1 à 500.000 pulsos por segundo (pps)
Default: 25000d
(2 Words hexadecimal)
Velocidade de
Aproximação da
Busca de Origem
1 à 500.000 pulsos por segundo (pps)
Default: 2500d
(2 Words hexadecimal)
Valor de
compensação da
Origem
quantidade de pulsos a compensar após
detectado o sinal de entrada de origem, na
operação de busca de origem
Default: 00000000h
(2 Words hexadecimal)
quantidade de pulso da compensação de
backlash (folga entre engrenagens)
Default: 0000h
pulsos por segundo (pps)
Default: 00000000h
(2 Words hexadecimal)
m+16
(0010)
m+44
(002C)
m+72
(0048)
m+100
(0064)
Compensação de
Backlash
m+17
(0011)
m+18
(0012)
m+19
(0013)
m+45
(002D)
m+46
(002E)
m+47
(002F)
m+73
(0049)
m+74
(004A)
m+75
(004B)
m+101
(0065)
m+102
(0066)
m+103
(0067)
Velocidade da
Compensação de
Backlash
m+20
(0014)
m+21
(0015)
m+22
(0016)
m+23
(0017)
m+24
(0018)
m+48
(0030)
m+49
(0031)
m+50
(0032)
m+51
(0033)
m+52
(0034)
m+76
(004C)
m+77
(004D)
m+78
(004E)
m+79
(004F)
m+80
(0050)
m+104
(0068)
m+105
(0069)
m+106
(006A)
m+107
(006B)
m+108
(006C)
m+25
(0019)
m+26
(001A)
m+27
(001B)
m+28
(001C)
m+53
(0035)
m+54
(0036)
m+55
(0037)
m+56
(0038)
m+81
(0051)
m+82
(0052)
m+83
(0053)
m+84
(0054)
m+109
(006D)
m+110
(006E)
m+111
(006F)
m+112
(0070)
Designação da curva
de aceleração /
desaceleração
Default: 0000
0000 = Trapezoidal, tempo de aceleração
até máxima velocidade e desaceleração da
velocidade máxima até 0;
0010 = Trapezoidal, tempo de aceleração
até a velocidade de saída determinada e
desaceleração desta velocidade até 0;
0001 = Curva "S", tempo de aceleração até
máxima velocidade e desaceleração da
velocidade máxima até 0;
0011 = Curva "S", tempo de aceleração até
a velocidade de saída determinada e
desaceleração desta velocidade até 0;
Tempo de aceleração Tempo de aceleração de 0 a 250000 ms
da busca de origem
Default: 100 ms
(2 Words hexadecimal)
Tempo de
desaceleração da
busca de origem
Tempo de desaceleração de 0 a 250000 ms
Default: 100 ms
(2 Words hexadecimal)
Tempo de
monitoração do
posicionamento
Tempo para monitorar o sinal de que o
servo driver já completou o posicionamento.
(modos de operação 2 e 3)
Default: 9999 ms
Limite de pulsos CCW Quantidade máxima de pulsos gerados no
sentido anti-horário
Default: –1.073.741.823 pulsos
(2 Words hexadecimal)
Limite de pulsos CW
Quantidade máxima de pulsos gerados no
sentido horário
Default: 1.073.741.823 pulsos
(2 Words hexadecimal)
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Eixo X
m+29
(001D)
m+30
(001E)
m+31
(001F)
Endereço PLC
(Endereço PCU)
Eixo Y Eixo Z
m+57
m+85
(0039) (0055)
m+58
m+86
(003A) (0056)
m+59
m+87
(003B) (0057)
Nome
Eixo U
m+113
(0071)
m+114
(0072)
m+115
(0073)
Configuração / Descrição
Reservado para PCU
Mantenha em 0000
Reservado para PCU
Mantenha em 0000
Designação inicial de
pulsos
Especifica a velocidade do primeiro pulso
quando a operação iniciar
0000: 250 pps
0001: Velocidade máxima
Tabela 20
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Descrição da área de operação pela memória da PCU
A área de operação pela memória é utilizada para ajustar os dados dos comandos
operação pela memória que serão enviados para a PCU. Os dados de operação podem ser
gravados na memória da PCU, antes dos comandos serem enviados.
Assim quando um comando de operação pela memória (START, INDEPENDENT
START) é enviado para a PCU da área de operação de memória, a PCU executa o comando
baseado baseado nos ajustes dos dados de operação pela memória.
Dados de operação pela memória podem ser salvos na memória flash da PCU.
Os dados de operação pela memória consistem em seis tipos de dados. Ajustes
destes dados podem ser enviados do PLC para a PCU por transferência de dados.
Os tipos de dados são:
1. Sequências de posicionamento;
2. Velocidades;
3. Posições;
4. Tempos de aceleração;
5. Tempos de desaceleração;
6. Tempos de parada.
A alocação dos endereços dos dados de operação pela memória são mostrados nas
tabelas seguintes. Os endereços mostrados nas tabelas são endereços internos da PCU.
Quando escrevendo uma informação, especifique o endereço de destino de acordo com a
tabela.
Mais detalhes sobre a operação pela memória e transferência de dados serão
fornecidos mais a frente.
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Tabela 21
Nota Especifique os tempos de aceleração e desaceleração de acordo com a designação
dos ajustes (aceleração / desaceleração com base na velocidade máxima ou com base na
velocidade de alvo).
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Descrição da área de dados de zonas
A área de dados de zonas é utilizada para fazer ajustes de zonas de monitoração
para as posições presentes dos eixos controlados pela PCU.
Peloa ajuste de zonas na memória interna da PCU, é possível monitorar quando a
posição presente está dentro das zonas ajustadas pelos flags de zonas na área de
operação.
Ajustes dos dados de zonas podem ser gravados na memoria flash da PCU.
Função de Zonas
São três zonas que podem ser monitoradas pela PCU e notificadas ao PLC, cada
uma com o seu respectivo flag. Cada zona permite ajustar um valor do lado anti-horário
(CCW) e um valor do lado horário (CW).
Os flags de monitoração de zonas respeitam as seguintes regras:
•
Flag em ON: Valor lado CCW <= Valor atual <= Valor lado CW;
•
Flag em OFF: qualquer outro estado que o acima.
Figura 37
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Ajustes dos dados de zonas
Tabela 22
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Transferência de dados
Transferindo dados
1. PLC → PCU ou PCU → PLC via bit de transferência de dados:
2. PLC → PCU ou PCU → PLC via instruções IOWR e IORD:
3.
PC → PCU ou PCU → PC via software CX-Position:
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Escrevendo dados com o bit de escrita de dados:
O diagrama abaixo demonstra o fluxo de informações e as áreas de memórias
envolvidas com a escrita de dados do PLC para a PCU, utilizando o bit de escrita de dados,
(n+1, bit 12)
Figura 38
•
O dados a serem escritos devem ser gravados em memórias subsequentes na área
de DM / EM (máximo de 772 words), na mesma ordem em que devem ser escrita na
memória interna da PCU;
•
Na área de dados de operações, devem ser definidos:
o I = Número de words a enviar;
o I+1 = Área de memória de origem (000D = DM / 0X0E = EM banco X);
o I+2 = Word de origem (posição inicial das words a enviar);
o I+3 = Endereço de destino da memória interna da PCU.
•
Acionar o bit de escrita de dados (n+1, bit 12);
•
Aguardar o término da escrita dos dados, monitorando o flag de transferência de
dados (NC1xx N+2 bit 14, NC2xx N+4 bit 14, NC4xx N+8 bit 14);
•
Salvar os dados, utilizando o bit de salvar dados (n+1, bit 14).
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Lendo dados com o bit de escrita de dados:
•
O dados a serem lidos devem estar gravados em memórias subsequentes na área de
memória interna da PCU (máximo de 772 words), e serão escritos nesta mesma
ordem na memória do PLC;
•
Na área de dados de operações, devem ser definidos:
o I+4 = Número de words a receber;
o I+5 = Endereço de origem da memória interna da PCU;
o I+6 = Área de memória de destino (000D = DM / 0X0E = EM banco X);
o I+7 = Word de destino (posição inicial das words a gravar os dados recebidos).
•
Acionar o bit de escrita de dados (n+1, bit 13);
•
Aguardar o término da escrita dos dados, monitorando o flag de transferência de
dados (NC1xx N+2 bit 14, NC2xx N+4 bit 14, NC4xx N+8 bit 14).
Gráfico de tempo, com exemplo da leitura de dados:
Figura 39
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Escrevendo dados com a instrução IOWR
Figura 40
Configurando a instrução IOWR:
•
C (1º operando): Destino = Endereço inicial da memória interna da PCU
•
S (2º operando): Origem = Endereço inicial da memória do PLC, onde estão gravados
os dados de operação pela memória a serem transferidos;
•
W (3º operando): W = Número de unidade da PCU, W+1 = Quantidade de words a
serem transferidas.
Flags do PLC para monitorar a execução do IOWR (localizados após a instrução):
•
P_ER: Em ON quando um erro ocorreu na execução do IOWR;
•
P_EQ: Em ON quando a transferência foi completada sem erros.
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Escrevendo dados com a instrução IORD
Figura 41
Configurando a instrução IORD:
•
C (1º operando): Origem = Endereço inicial da memória interna da PCU, onde estão
gravados os dados de operação pela memória a serem transferidos;
•
W (2º operando): W = Número de unidade da PCU, W+1 = Quantidade de words a
serem transferidas;
•
D (3º operando): Destino = Endereço inicial da memória do PLC.
Flags do PLC para monitorar a execução do IORD (localizados após a instrução):
•
P_ER: Em ON quando um erro ocorreu na execução do IOWR;
•
P_EQ: Em ON quando a transferência foi completada sem erros.
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Definindo a origem
Resumo
Para o posicionamento com posições absolutas (baseadas na posição da origem), é
necessário primeiro definir um ponto de origem para os eixos. Na figura abaixo temos um
exemplo precisamos definir primeiro a localização da origem, coordenadas (0,0), para depois
posicionarmos os eixos no ponto desejado (100,200).
Figura 42
Para definir a origem podemos utilizar duas funções da PCU:
•
Busca de origem: Este método controla o motor para referência a origem com relação
aos limites de curso, sinal de proximidade de origem e o sinal de origem. O sinal de
origem pode ser um sensor ou o sinal da fase Z do encoder. Pode ser acionado pelo
bit de ORIGIN SEARCH da área de operação de cada eixo e segue o método
selecionado na área de parâmetros dos eixos, assim como a aceleração, velocidade e
desaceleração;
•
Preset pela posição atual: A origem pode ser determinada pela posição onde o motor
está parado, forçando o valor atual como a posição da origem. Pode ser acionado
pelo bit de PRESENT POSITION PRESET da área de operação de cada eixo.
Para retorno a origem:
•
Retorno à origem: Retorna automaticamente para a posição definida anteriormente
como origem. Pode ser acionado pelo bit de ORIGIN RETURN da área de operação
de cada eixo e sua aceleração, velocidade e desaceleração seguem os dados
definidos na área de dados de operação de cada eixo.
Segue abaixo o que ocorre caso as seguintes operações sejam executadas sem a definição
da origem:
•
Jog - Antes dos pulsos serem gerados, a posição atual é definida como 0;
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•
Retorno á origem - não pode ser usado. Se for executado sem a definição da origem
um erro de posição presente desconhecida será gerado (código 5040);
•
Movimento absoluto - não pode ser usado. Se for executado sem a definição da
origem um erro de posição presente desconhecida será gerado (código 5040);
•
Movimento relativo - Antes dos pulsos serem gerados, a posição atual é definida
como 0;
•
Interrupção do avanço - Antes dos pulsos serem gerados, a posição atual é definida
como 0. Se um sinal de interrupção é gerado durante um avanço, a posição presente
é definida como 0 e a quantidade de pulsos especificados é gerada;
•
Operação pela memória da PCU - pode ser executada, mas posicionamentos
absolutos não podem ser realizados. Se for executado um posicionamento absoluto
sem a definição da origem um erro de posição presente desconhecida será gerado
(código 5040);
•
Operação de Teach - não pode ser usado. Se for executado sem a definição da
origem um erro de posição presente desconhecida será gerado (código 5040);
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Operação Direta
Resumo
O controle do posicionamento é gerado pelo ajuste de posições, velocidades, tempos
de aceleração e desaceleração a cada vez na área de dados de operação de cada eixo,
especificada pelos parâmetros comuns.
Figura 43
•
A posição, a velocidade, a aceleração e a desaceleração são gravados pela instrução
MOVL nos endereços dos dados de operação respectivos de cada eixo;
•
O posicionamento absoluto (posição baseada na origem), pode ser executado com o
acionamento do respectivo bit de ABSOLUTE MOVEMENT(ver tabela da área de
operação);
•
O posicionamento relativo (posição baseada em um incremento), pode ser executado
com o acionamento do respectivo bit de RELATIVE MOVEMENT (ver tabela da área
de operação).
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•
A interrupção do avanço pode ser acionada pelo bit de INTERRUP FEEDING (ver
tabela da área de operação). Gera uma quantidade prédeterminada de pulsos e pára
o movimento do motor.
Figura 44
•
Mantenha o comando do movimento em ON até que o flag de BUSY passe de OFF
para ON;
•
É permitido executar múltiplos comandos, alterando um posicionamento em
execução;
Figura 45
•
O posicionamento está completo e o motor está parado quando o flag de BUSY
mudar e de ON para OFF e o flag de POSITIONING COMPLETED mudar de OFF
para ON;
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Operação pela memória da PCU
Resumo
Figura 46
Após os dados de operação pela memória terem sido transferidos para a memória
interna da PCU, o número da sequência a ser realizada pode ser gravada na área de
operação, e a sequência pode ser executada pelo comando ENABLE SEQUENCE E START
ou INDEPENDENT START.
A PCU gera o posicionamento na operação pela memória, utilizando as velocidades,
tempos de aceleração, tempos de desaceleração, tempos de parada designados para os
respectivos números de cada um. As posições são determinadas pelo mesmo número da
sequência.
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Figura 47
As sequências são realizadas na ordem de seus números e a finalização de uma
sequência pode disparar o início de outra. Após executada a sequência #99 ser executada,
a PCU pode retornar para a sequência #00.
Designação do Eixo
Cada eixo é para ser posicionado com a sequência de posicionamento que está
especificada pela designação do eixo dentro da sequência de posicionamento. As posições
utilizadas são aquelas determinadas para os eixos designados pela designação do eixo.
Para outros dados diferentes da posição, os dados sobre o eixo que iniciou a operação são
utilizados como os dados para serem designados nos dados da sequência.
Figura 48
Se muitos eixos são designados pela designação de eixo, interpolação será
executada nos eixos determinados.
Figura 49
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Códigos de Finalização
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Tabela 23
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