ABB变频器脉冲编码器接口模块MTAC用户手册

ABB传动脉冲编码器接口模块MTAC-01脉冲编码器接口模块MTAC-01用户手册3ABD00020525版本B中文生效日期：2006.12.01©2006北京ABB电气传动系统有限公司5安全须知概述本章介绍了在对MTAC-01脉冲编码器接口模块进行安装和操作时必须遵守的安全须知。在对传动单元进行任何操作之前，请认真学习本章内容。除了认真学习下面这些安全须知之外，还必须仔细阅读传动单元的安全须知。安全须知总则警告!所有的电气安装和维护工作应该由具备资格的电气工程师来完成。传动及其附属设备必须可靠接地。不要试图对已经上电的设备进行任何操作。断电后至少等待5分钟才能对传动、电机和电机电缆进行操作。推荐在开始工作之前使用电压表测量以确认放电完毕。在通电之后，即使电机没有运行，传动的电机电缆端子上也有高电压存在。即使在断电之后，传动内部也可能存在来自外部控制电缆的危险电压。在开始工作之前进行适当的检查。疏忽这些安全指导，有可能导致人身伤亡。安全须知6安全须知7目录安全须知.....................................................5概述........................................................5安全须知总则.................................................5目录.........................................................7安装.........................................................9安装前的准备工作.............................................9模块安装.....................................................9启动........................................................20配置........................................................20编码器运行数据...............................................20编码器参数..................................................21计数器......................................................22故障诊断....................................................23故障/报警..................................................23技术数据....................................................24目录8目录9安装安装前的准备工作MTAC-01模块MTAC-01脉冲编码器接口模块用于将数字脉冲编码器连接到ACS350变频器。当需要精确的速度控制或者需要精确的电机轴位置（角度）反馈时，需要安装脉冲编码器。模块外形兼容性MTAC-01模块与所有的ACS350变频器兼容。要想确认具体某种型号脉冲编码器与该接口模块的兼容性，请参考第25页的技术参数。模块安装发货清单MTAC-01模块的包装中包含：SCRABZGNDVinVout安装10•MTAC-01模块•接地杆•控制盘端口适配器•本手册安装警告!操作时必须遵守本手册和ACS350用户手册中的安全须知。安装MTAC-01模块的步骤：1.断开变频器的电源。在断电之后，必须等待5分钟以上才能对传动单元进行操作。2.拆下前面板。3.拆下传动单元控制盘插槽左上角的接地螺丝，将接地杆安装好。4.确保控制盘端口适配器接到传动单元控制盘端口或MTAC-01模块的对应部分。5.直接从前面将传动单元控制盘插槽轻轻安装到MTAC-01并紧固好。注意：通过6针插头自动完成与变频器的信号和电源连接。6.将从传动单元上拆下的螺栓插入MTAC-01模块左上角，使MTAC-01模块接地。固定好接地螺栓。注意：正确的接地是满足EMC要求和模块正常工作的重要因素。安装117.将控制盘或面板安装到MTAC-01模块上。5643安装12接线–概述使用下面指定的电缆连接脉冲编码器和MTAC-01模块。端子定义按照下表进行端子接线。注①：菊花全连式-一种总线型拓扑结构。每一工作站会利用一根电缆与其上游或下游的设备直接相连。电缆结构4×(2+1)带独立屏蔽层和公共屏蔽层的双绞线导线截面积0.5至1.5mm220至16AWG电缆最大长度100m330ft端子号说明MTAC编码器SCRSCR/Shield用作脉冲编码器电缆屏蔽层接地。和变频器的地线相连。SCRVinVcc/PWR连接到外部电源。VoutVcc/PWR连接到脉冲编码器。GND0V/GND一个连接到外部电源地，另外一个连接到脉冲编码器的地。GNDA1AA+•信号最高频率：200kHz•信号电平：•精度等级按照菊花全连式①的电源电压等级自动定义。•输入通道是与逻辑和地隔离的。•当变频器正转时，通道A应该超前通道B90°(电角度)。•通道Z：每转脉冲数(只用于位置控制的场合)。A1AA-B2BB+B2BB-Z3ZZ+Z3ZZ-逻辑“1”逻辑“0”24V12.1V8.3V15V7.5V5.3V5V2.5V1.9V安装13接线–编码器电源MTAC-01模块不向脉冲编码器提供电源。推荐使用外部电源（参见下图）。如果总的电流不超过200mA，那么可以使用变频器端子X1A:9(+24V)和X1A:10(GND)上的24VDC电源。根据下表确定是否能使用变频器的电源。1.接线图接线–编码器1.确定编码器接线：•如果脉冲编码器的相序正确，编码器通道A/1超前通道B/2，请参考14页的定相部分。•根据15页的脉冲编码器输出类型部分确定。•对于推挽型,参考制造商推荐的连接–既可以使用单端方式也可以使用差分方式。2.参见16页的接线图部分，选择正确的接线图，对编码器进行接线。使用变频器24VDC电源的负载mA所使用的数字输入号(DI1～DI5)x15mA/通道=MTAC-01=35编码器要求的电流=所有到变频器24VDC电源上的负载电流=总电流(必须小于200mA)=VccVcc0V0VGNDGNDSCRVoutVinSCRMTAC-01模块外部电源编码器安装14注意：通常情况下，只在传动端对电缆屏蔽层接地。但是，如果该编码器和电机及地是隔离的，那么应该将屏蔽层在MTAC模块和脉冲编码器安装架都接地。注意：不要将编码器电缆和功率电缆（例如电机电缆）并排布置。3.检查脉冲编码器的相序是否正确，参见下面的选项。定相在脉冲编码器正确链接之后，传动单元正转时应该产生一个正的脉冲编码器速度反馈。A：波形测试。对于增量式脉冲编码器，其两个输出通道（通常标记有1和2或A和B）的相位差为90°（电角度）。当电机顺时针旋转时，大多数编码器（不是所有）的通道A/1在相位上都会超前于通道B/2，见下图所示。请参考编码器或使用示波器来确定相位超前的通道。当传动单元正向旋转时，编码器的相位超前的输出通道应连接于MTAC的A端，相位滞后的输出通道连接于MTAC的B端。方案B:功能测试。在此测试中，•如果未选用标量模式，则临时将变频器设置为标量模式[参数9904MOTORCTRLMODE=3(SCALAR:FREQ)]。•正向运行变频器。•确认参数0147MECHREVS按照正的方向增加。•如果不是，调换A/A(或1/1)的连接。A或1A或1B或2B或2Z或0Z或0图中表示了通常的脉冲序列:脉冲A/1超前于(即上升沿在前)脉冲B/290°只有在设置参数5010ZPLSENABLE=1(使能)时才能使用零脉冲通道(通常标记为0，N或Z)。安装15脉冲编码器输出类型下图给出了脉冲编码器输出的典型类型。推挽式集电极开路(吸式)发射极开路(源式)VCC=脉冲编码器电源电压RL=脉冲编码器输出通道负载电阻器OUTVCCOUTVCCRLOUTVCCRL安装16接线图推挽式脉冲编码器输出图中表示正转时的脉冲相序：脉冲A/1如右图超前。对于脉冲2超前的脉冲编码器，按下图改变接线：•脉冲编码器A/1和B/2应该分别接到MTAC端子B和A。•脉冲编码器A/1和B/2(如有)应该分别连接到MTAC端字B和A。差分连接A/1B/21100VVCC220SCR1)AABBZZMTAC-01模块1)当且仅当脉冲编码器与电机和地隔离时，才能将电缆屏蔽层连接到编码器外壳。脉冲编码器电源SCRVinGNDVoutGNDSCR脉冲编码器安装17单端连接1)且仅当脉冲编码器与电机和地隔离时，才能将电缆屏蔽层连接到编码器外壳。100VVCC2SCR1)AABBZZMTAC-01模块脉冲编码器电源SCRVinGNDVoutGNDSCR脉冲编码器安装18集电极开路（吸式）脉冲编码器输出图中表示正转时的脉冲相序：脉冲A/1如右图超前。当脉冲B/2超前时，按下图改变连接：•编码器A/1和B/2应该分别接到MTAC端子B和A。A/1B/2100VVCC2SCR1)AABBZZMTAC-01模块1)当且仅当脉冲编码器与电机和地隔离时，才能将电缆屏蔽层连接到编码器外壳。2)三个相同的电阻器，电阻参数取决于脉冲编码器电源Vin=Vout：Vin=30V：RL=2.7～3.0kohm，0.5WVin=24V：RL=1.8～2.2kohm，0.5WVin=15V：RL=1.0～1.5kohm，0.5WVin=5V：RL=390～470ohm，0.125W脉冲编码器电源SCRVinGNDVoutGNDSCR脉冲编码器RL2)安装19发射极开路（源式）脉冲编码器输出使用电源1.接通传动单元的输入电源。2.继续下一章启动的工作。图中表示正转时的脉冲相序：脉冲A/1如右图超前。当脉冲B/2超前时，按下图改变连接：•编码器A/1和B/2应该分别接到MTAC端子B和A。A/1B/21)当且仅当脉冲编码器与电机和地隔离时，才能将电缆屏蔽层连接到编码器外壳。2)三个相同的电阻器，电阻参数取决于脉冲编码器电源Vin=Vout：Vin=30V：RL=2.7～3.0kohm，0.5WVin=24V：RL=1.8～2.2kohm，0.5WVin=15V：RL=1.0～1.5kohm，0.5WVin=5V：RL=390～470ohm，0.125W100VVCC2SCR1)AABBZZMTAC-01模块脉冲编码器电源SCRVinGNDVoutGNDSCR脉冲编码器RL2)安装20启动配置对MTAC-01模块进行配置：1.给变频器上电。2.使用变频器上的控制盘或DriveWindowLightPC工具设置21页描述的参数组50ENCODER中的参数。编码器运行数据下面这些基于测量或计算的实际信号是由脉冲编码器提供的反馈值。用户不可以直接设置这些值，但是用户可以使用参数组50ENCODER中的参数来控制机械角度和旋转圈数。No.名称/值说明FbEq1)01OPERATINGDATA0146MECHANGLE机械角度计算值1=10147MECHREVS机械旋转圈数，即由编码器计算的电机轴旋转圈数1=10148ZPLSDETECTED编码器零脉冲检测器。0=未检测到，1=检测到1=11)现场总线等效值，用来将实际值和串行通讯中所使用的整数值进行换算。启动21编码器参数本组定义了脉冲编码器的设置：•设置脉冲编码器每转脉冲数。•编码器操作使能。•定义机械角度和旋转圈数如何复位。索引名称/选项说明默认值FbEq1)50ENCODER5001PULSENR定义脉冲编码器每转脉冲数。102432…16384ppr每转脉冲数，单位是脉冲数(ppr)1=15002ENCODERENABLE启动脉冲编码器。DISABLEDISABLE禁止脉冲编码器。0ENABLE启动脉冲编码器。15003ENCODERFAULT定义了脉冲编码器和脉冲编码器接口模块或脉冲编码器接口模块和变频器之间的通讯出现故障时变频器采取的。FAULTFAULT传动单元将由于ENCODERERROR故障跳闸。1ALARM传动单元将产生ENCODERERROR报警。25010ZPLSENABLE允许脉冲编码器零(Z)脉冲。零脉冲用于位置复位。DISABLEDISABLE禁止零脉冲。0ENABLE允许零脉冲。15011POSITIONRESET允许位置复位。DISABLEDISABLE禁止位置复位。0ENABLE允许位置复位。11)现场总线等效值，用来将实际值和串行通讯中所使用的整数值进行换算。启动22计数器脉冲编码器可以用作计数器的信号源。关于计数功能的详细信息，请参见ACS350用户手册的程序功能一章。索引名称/选项说明缺省设置FbEq1)19TIMER&COUNTER1906COUNTERINPUT选择计数器的输入信号源。PLSIN(DI5)PLSIN(DI5)数字输入DI5脉冲。当检测到一个脉冲时，计数器值加1。1ENCW/ODIR编码器脉冲沿。当检测到一个上升沿或下降沿时，计数器值加1。2ENCWITHDIR编码器脉冲沿。考虑旋转方向。当检测到一个上升沿或下降沿，并且旋转方向为正转时，计数器值加1。当旋转方向为反转时，计数器值减1。31)现场总线等效值，用来将实际值和串行通讯中所使用的整数值进行换算。启动23故障诊断故障诊断故障/报警如果ACS350检测到脉冲编码器信号丢失，变频器运行和故障诊断消息都将由参数5003ENCODERFAULT控制：•5003=1(FAULT)–变频器产生一个故障(23ENCODERERR)，电机自由停车。•5003=2(ALARM)–变频器产生一个报警信号(2024ENCODERERROR)，并运行在参数5002ENCODERENABLE=0(DISABLE)模式下，即速度反馈来自内部电机模型。如果出现了故障或报警信号，请根据下表仔细检查并修正：注意：在IDRUN过程中，也要对脉冲编码器信号的有效性进行检查。参见参数9910MOTORIDRUN。如果在IDRUN过程中检测到脉冲编码器问题，变频器将产生报警信息。只有在IDRUN完成后，参数5003ENCODERFAULT控制着变频器对脉冲编码器故障/报警信号的响应。代码故障/报警1)引起的原因处理方法0023ENCODERERR(7301)0306位6脉冲编码器和脉冲编码器接口模块或脉冲编码器模块和变频器之间通讯故障。检查脉冲编码器及其接线、脉冲编码器接口模块及其接线和参数组50ENCODER的设置。2024ENCODERERROR(7310)0309位71)现场总线通讯（括号中的）名称，代号现场总线通讯代号(括号中)和在故障/报警字中的位。24技术数据外形尺寸模块外形尺寸如下图所示。防护等级MTAC-01的防护等级是IP20/UL。63[2.48]46[1.81]70[2.77]118[4.63]3AFE68580064-A技术数据25环境要求温度-10～+40°C(14～+104°F)。无霜冻。连接器模块上的连接器：•一个不可拆卸12针螺丝型端子排用于脉冲编码器接线，适合于连接截面积不超过1.5mm2(16AWG)的导线。•两个用于面板转接的RJ-45连接器。•6针连接器用于与变频器接口。•接地螺丝用于将变频器的SCR端和MTAC-01模块相连。技术参数模块技术参数MTAC-01模块：•支持三个通道：CHA,CHB,CHZ•包括外接电源和脉冲编码器接线端子。•所有的材质都经过了UL认证。通道技术参数通道技术参数：•差分或单端•最高输入频率：200kHz•输入电压范围(在MTAC模块上测量)：参见12页的端子定义部分•额定输入阻抗(24VDC时)：20kΩ•逻辑和地隔离技术数据26技术数据3ABD00020525版本B中文生效日期:2006.11北京ABB电气传动系统有限公司北京市朝阳区酒仙桥北路甲10号D区1号邮政编码：100015电话：+861058217788传真：+861058217518/5821761824小时x365天咨询热线：+861058217766网址：http://www.abb.com/motors&drives 安全须知 概述 安全须知总则 目录 安装 安装前的准备工作 MTAC-01模块 模块外形 兼容性 模块安装 发货清单 安装 接线-概述 端子定义 接线-编码器电源 接线-编码器 定相 脉冲编码器输出类型 接线图 使用电源 启动 配置 编码器运行数据 01OPERATINGDATA 编码器参数 50ENCODER 计数器 19TIMER&COUNTER 故障诊断 故障/报警 技术数据 外形尺寸 防护等级 环境要求 连接器 技术参数 模块技术参数 通道技术参数