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混合式步进电机驱动器 字体:    打印
 
总线式 SE-20403R
 
 

技术特点

32位DSP数字式控制方式
低震动、低噪音、低功耗
最大输出电流3A/相
采用RS-485总线,支持标准的MODBUS-RTU协议。最多可挂载247个设备
支持点到点位置控制和速度控制以及周期位置控制三种模式
可以通过总线设置电流、细分、控制电机启停及对电机运行实时状态监控
2路光电隔离可编程输入接口

 

 


【注】只针对标准产品,不包含根据客户需求定制产品的要求。

 

电气特性(环境温度Tj=25℃时)

供电电源 12V~40VDC,容量0.2KVA
输出电流 峰值3A/相(Max)电流可设置
驱动方式 空间矢量双极恒流驱动
励磁方式
(步/转)
200步/转,400步/转,800步/转,1600步/转,3200步/转,6400步/转,
12800步/转,25600步/转
绝缘电阻 常温常压下>100MΩ
绝缘强度 常温常压下0.5KV,1Min

 

使用环境及参数


冷却方式 自然对流(将驱动器安装于导热良好的金属面上有助于改善散热
使用环境 场合 尽量避免粉尘、油雾及腐蚀性气体
温度 -5℃~+40℃
湿度 <80%RH,无凝露,无结霜
震动 5.9m/s2Max
贮存环境 温度 -40℃~+55℃
湿度 <93%RH,无凝露,无结霜
外形尺寸 92×55×21mm
重量 0.2Kg

【提示注意】由于储运环境温度的剧烈变化,容易产生凝露或结霜,此时应把驱动器放置12小时以上, 待驱动器温度与环境温度一致后方可通电运行。

 

显著特点

采用32位DSP为内核的全数字控制方式,先进的空间矢量算法优化低速振动和高速性能,可以实现多种电机的自适应匹配寻优控制方法,软件更新、升级方便。
采用RS-485总线,支持标准的MODBUS-RTU协议。最多可挂载247个设备,支持点到点位置控制和速度控制以及周期位置控制三种模式。
通过总线通讯,用户不但可以读取驱动器的运行状态,修订设置参数,而且还可以通过总线模式实现对步进电机速度以及位置(包括绝对位置指令和相对位置指令)的控制,极大地方便了组网的应用。 低震动、低噪音和低功耗。

 

电源

驱动器内部的开关电源设计保证了可以适应较宽的电压范围,用户可根据各自的情况在12V到40VDC之间选择,容量与所匹配的电机和设定的电流大小有关。一般来说较高的额定电源电压有利于提高电机的高速力矩,但却会加大驱动器的损耗和温升。

自测电机参数开关
用户可以通过驱动器面板上的第6位拨码开关选择自测电机参数的开放与关闭,自测电机参数开放时驱动器将在每次上电之初对电机参数进行观测,并自动寻求最优控制参数。自测电机参数关闭时驱动器将调用上一次测量的电机参数进行工作。因此当用户首次使用驱动器和电机时应该采用自测电机参数开放(SW6=ON)进行电机参数的自适应匹配,之后就可以将开关设定为OFF锁定当前参数。当工作状态发生变化后可以重新自测寻优。自测设定只在每次驱动器上电时进行处理,因此SW6状态的变化只能在驱动器重新上电后生效。

调试模式开关

用户可以通过驱动器面板上的第5位拨码开关选择调试模式的开放与关闭,调试模式开放时即上电前将SW5=ON,驱动器将在每次上电之后进入调试模式,此时再将SW5=OFF,电机会以200RPM的速度旋转,如果再将SW5=ON时,电机停转。调试模式关闭时(即上电前将SW5=OFF)驱动器将进入正常的工作模式。因此SW5状态的变化只能在驱动器重新上电后生效。

 

通讯波特率设置

驱动器采用2种方式来设置总线通讯波特率:
第一种:SW4=OFF(拨码开关设置),波特率=9600Kbit/s
第二种:SW4=ON(通讯设置),波特率由驱动器波特率寄存器(地址是11)决定



通讯站址设置

驱动器采用2种方式来设置驱动器的通讯站址:
第一种:SW4=OFF(拨码开关设置),站址通过SW1-SW3来确定站址(范围1-8),通讯方式设置站址无效,站址=SW1+SW2*2+SW3*4+1,SWN=ON该值为1,SWN=OFF,该值为0

举例:


站址

SW1

SW2

SW3

SW4

1

OFF

OFF

OFF

OFF

8

ON

ON

ON

OFF

 

第二种:SW4=ON(通讯设置),站址由驱动器的站址寄存器(地址为10)决定

 

正常工作模式设置

此时拨码开关SW5=OFF,驱动器支持三种正常工作模式:

(1)内部速度模式(模式寄存器=1)

该模式下,电机可按指定速度、加减速时间运动。该模式涉及的寄存器如下:

MODBUS寄存器地址

名称

设置值

0

设定模式

1

3

设定速度(转/分)

***

6

零速度加到指定速度的时间(ms)

***

7

指定速度减速到零速的时间(ms)

***

1(IO寄存器)

控制起动IO线圈或者外部IO输入

ON

 

(2)周期位置模式(模式寄存器=2)

该模式下,上位机通过周期性发送位置指令,从而控制步进电机的位置。该模式涉及的寄存器如下:

MODBUS寄存器地址

名称

设置值

0

设定模式

2

4-5

设定绝对位置(脉冲)

***

14

周期性位置的周期(ms)

***

1(IO寄存器)

控制起动IO线圈或者外部IO输入

ON

步进电机速度时间曲线见下图:

 

(3)点到点位置模式(模式寄存器=3)

该模式下,上位机通过发送位置指令(相对或者绝对),驱动器根据参数设置,自动按照给定的速度、加减速时间走到指定的位置。该模式涉及的寄存器如下:

MODBUS寄存器地址

名称

设置值

0

设定模式

3

3

设定速度(转/分)

***

4-5

指令位置(脉冲数)

 

***

6

零速度加到指定速度的时间(ms)

***

7

指定速度减速到零速的时间(ms)

***

13

位置属性

0:相对位置
1:绝对位置

1(IO寄存器)

控制起动IO线圈或者外部IO输入

ON

其中驱动器还提供了循环的次数和等待的时间(仅限相对位置),供用户方便使用。

步进电机速度时间曲线见下图:

三种模式下,电机启停可以通过两种方式控制,第一种通过通讯设置开始运动IO寄存器(地址是1)=ON或者OFF来控制电机启停,第二种可以通过外部输入,控制启动输入信号光偶导通,电机开始运动,光偶截止电机停止运动。

 

保存参数

驱动器有两种方式保存参数:

第一种:通过控制保存参数IO线圈寄存器(地址2)=ON,驱动器可以保存所有参数。

第二种:通过修改命令寄存器中的保存参数寄存器(参数地址是15)的值为1,驱动器可以保存所有参数。

 

自动半电流
驱动器工作若连续0.1s电机速度均是零速则自动进入半电流状态,相电流降低为标准值的50%,达到降低功耗的目的,电机速度不为零时驱动器自动退出半电流状态。

过压保护
当电源电压波动或电机制动等原因造成直流母线电压超过45VDC时,驱动器过压保护电路动作,驱动器报警灯(红色)闪烁,驱动器暂停驱动电机,需人工断电再上电才可解除报警。出现该故障后用户需要检查电源电压,适当降低输入的电源电压。

欠压保护
驱动器检测到输入直流母线电压低于10VDC时,驱动器欠压保护电路动作,驱动器报警灯(红色)闪烁,切断电机绕组输出停止运行,需人工断电再上电才可解除报警。出现该故障后用户需要检查电源电压和容量,适当提高输入的电源电压。

功能状态指示
黄色LED 为电源指示灯,当驱动器接通电源时,该LED 常亮;当驱动器切断电源时,该LED 熄灭。

红色LED 为故障指示灯,当出现故障时,该指示灯以不同方式亮灭。

红色LED不同的亮灭方式代表不同的故障信息,具体关系如下表所示:

红灯闪烁方式

红灯闪烁波形

故障说明

常亮  

过流报警

间隔1秒闪烁2次

AD采样中点不对

间隔1秒闪烁3次

未接电机线或电机线接触不良、绕组短路

间隔1秒闪烁4次

欠压故障(电压<10V)

间隔1秒闪烁5次

过压故障(电压>45V)

间隔1秒闪烁6次

E2PROM故障

 

MODBUS寄存器地址

驱动器的MODBUS 寄存器地址分为命令寄存器区、状态寄存器区、IO线圈命令区三个部分。其中命令寄存器区和IO线圈命令区可以通过通讯进行读写,状态寄存器区只能通过通讯进行读访问。下面是各寄存器地址的定义和说明:

MODBUS地址

寄存器名称

取值范围

何时生效

命令寄存器,可读写,用MODBUS协议中功能码03来读寄存器状态,用MODBUS协议中功能码06/16来写寄存器的值

0

模式

0-3
0:烤机模式(用户不使用)
1:内部速度模式
2:周期位置模式
3:点到点模式

参数更改后,开始运动IO线圈寄存器=OFF或者外部IO(启动信号)光耦不导通时生效

1

电机给定电流

5-30(*0.1A)

参数更改后,重新上电有效

2

电机细分数

200,400,800,1600,3200,6400,12800,25600

参数更改后,重新上电有效

3

电机指令速度

-2000,2000(转/分)

速度模式:速度值随时生效
点到点位置模式:开始运动IO线圈寄存器=OFF或者外部IO(启动信号)光耦不导通时生效

4
5

电机指令脉冲

增量式/绝对式
(脉冲数)

开始运动IO线圈寄存器=OFF或者外部IO(启动信号)光耦不导通时生效

6

零速加速到指定速度的时间

1-30000/ms

加减速时间在开始运动IO线圈寄存器=OFF或者外部IO(启动信号)光耦不导通时生效

7

指定速度减速到零速的时间

1-30000/ms

加减速时间在开始运动IO线圈寄存器=OFF或者外部IO(启动信号)光耦不导通时生效

8

运动循环命令次数

0-30000

随时生效

9

运动循环等待时间

0-30000(单位根据寄存器12确定)

随时生效

10

设定驱动器站址

1-247

重新上电有效

11

波特率设置

1-5
1:9600 bit/s
2:19200 bit/s
3:38400 bit/s
4:57600 bit/s
5:115200 bit/s

该值在SW4=OFF时有效,修改后再重新上电生效

12

等待时间单位

0:ms
1:s

重新上电有效

13

位置属性

0:相对位置
1:绝对位置

默认绝对位置,开始运动IO线圈寄存器=OFF或者外部IO(启动信号)光耦不导通时生效

14

周期性位置的周期

1-30000ms

默认=1,重新上电有效

15

保存参数

0-30000
设置值=1,则驱动器将保存所有参数到E2PROM中
设置值=2806,则驱动器重新上电后所有参数恢复成默认值

重新上电有效

16

积分增益

15-40

重新上电有效,用户禁止更改

17

比例增益

5-20

重新上电有效,用户禁止更改

18

密码

0-30000

立即生效

 

 

 

 

以下是状态寄存器,只读,用MODBUS协议中功能码03来读寄存器状态

200

电机状态

6:电机使能
7:中点报错
8:未接电机线
9:欠压
10:过压
11:E2PROM错误
14:脱机,未使能
15:过流

 

201

当前电机速度

 

 

202
203

当前位置

绝对位置(脉冲数)

 

204

当前模式

 

 

205

电机编码器线数

 

 

206

保存参数状态

0:保存成功
1:正在保存
2:保存失败

 

207

保留

 

 

208

已经循环的次数

 

 

209

已经等待的时间

 

 

210

驱动器站址

 

 

211

位置到达

0:位置正在进行
1:位置到达

 

IO线圈寄存器,用MODBUS协议中功能码05来控制线圈开关,功能码01用来读线圈状态

0

控制电机使能

ON:电机使能
OFF:电机不使能

默认上电=ON,电机使能

1

开始运动

OFF:停止运动
ON:开始运动

 

2

保存参数

ON:保存参数
OFF:不保存参数

 

 

控制信号
驱动器的接线端子采用可拔插端子,可以先将其拔下,接好线后再插上。输入控制信号采用共阳接口形式。当控制信号幅值高于TTL电平时,应根据信号电压大小在各信号输入端口(非公共端)外串限流电阻,如24V时,外串2KΩ电阻。每路信号都要使用单独的限流电阻,不要共用。
公共端:本驱动器的输入信号采用共阳极接线方式,用户应将输入信号的电源正极连接到该端子上,将输入的控制信号连接到对应的信号端子上。控制信号低电平有效,此时对应的内部光耦导通,控制信号输入驱动器中。
启动信号输入:内部光耦处于导通状态时电机开始运动,光耦关断后电机停止运动。该端口内串330欧电阻可以适应TTL信号,当采用更高的信号电压时应酌情串联限流电阻,12V时串1K,24 V时串2K。
输入1信号:驱动器端口内置光耦,为了确保输入信号的可靠响应,光耦有效导通的持续时间不应少于2μs,端口内串330欧电阻可以适应TTL信号,当采用更高的信号电压时应酌情串联限流电阻,12V时串1K,24 V时串2K。


输入接口电路

 

典型接线图

 

外形尺寸图

 

使用注意事项

  • 由于储运环境温度的剧烈变化,容易产生凝露或结霜,此时应把驱动器放置12小时以上,待驱动器温度与环境温度一致后,方可通电运行。若长时间贮存在非适宜环境中,运行前应重新检测产品的质量。
  • 为了更好的使用本驱动器,用户在系统接线时应遵循功率线(电机相线,电源线)与弱电信号线分开的原则,以避免控制信号被干扰。在无法分别布线或有强干扰源(变频器,电磁阀等)存在的情况下,最好使用屏蔽电缆传送控制信号。采用较高电平的控制信号对抵抗干扰也有一定的意义。
  • 电源质量的好坏直接影响到驱动器的性能和功耗,电源的纹波大小影响细分的精度,电源共模干扰的抑制能力影响系统的抗干扰性,因此对于要求较高的应用场合,用户一定要注意提高电源的质量。
  • 驱动器的输出电流是指驱动器每相输出电流的峰值,使用串电流表的方式不能得到正确的读数。
  • 驱动器安装时应保证设备的通风良好,并定期检查散热风扇运转是否正常;机柜内有多个驱动器并列使用时要保证相互之间的距离不小于5CM。
  • 用户若对驱动器的电源电压、电流、细分、信号端口等有特制要求的,请与厂家联系,可根据客户需求进行产品定制,产品型号末尾标注Ver*.*的标示为特殊定制品,*.*为特殊定制版本号。本说明书只针对标准产品,不包含根据客户需求定制产品的要求。

 
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