ESCON oder EPOS: Welche Steuerungsbaureihe ist die richtige Wahl?

Thema:

• Ich benötige für meinen Motor eine Steuerung, aber bin nicht sicher anhand welcher Kriterien ich die korrekte Auswahl treffen kann?

Lösung:

maxon bietet im wesentlichen zwei unterschiedliche Produktlinien an Motorsteuerungen:

1.) ESCON

2.) EPOS4

Kriterien bei der Auswahl der Produktlinie: ESCON oder EPOS4?

Es gibt zwei Hauptfragen, die zuerst beantwortet werden müssen um die geeignete Produktlinie an Motorsteuerungen für eine Anwendung zu bestimmen:

1.) Betriebsart?
Positionsregelung => EPOS4 zwingend!

Falls die Abgangswelle des Motors oder Getriebes bzw. die Last zu einer definierten Position bewegt und gehalten werden muss, ist ein Positionsregler notwendig. Die EPOS4 ist in diesem Fall die geeignete Produktlinie.

Anmerkung:

• Die EPOS4 kann als Positions-, Drehzahl- oder Strom/Drehmoment-Regler betrieben werden.
• Für jede Art der EPOS4 Regelung muss zwingend ein Gebersystem (z.B. Hallsensoren, Encoder) auf der Motorwelle vorhanden sein!
• Die ESCON kann nur als Drehzahl- oder Strom-/Drehmomentregler betrieben werden.
  
  

2.) Befehlsschnittstelle?
Datenaustausch via Bus => EPOS4 zwingend!

Falls das übergeordnete System die Motorsteuerung über eine Bus-Schnittstelle kommandieren soll, muss ebenfalls zwingend die EPOS4 gewählt werden (unabhängig von der benötigten Betriebsart).

Anmerkung:

• Mit der EPOS4 können über die USB, RS232, CANopen® oder optional EtherCAT® Schnittstelle sowohl Befehle und Daten ausgetauscht werden (z.B. auch für IoT-Anwendungen). Es stehen zudem Software-Bibliotheken zur Verfügung um die EPOS4 via USB, RS232 und CAN von einem Windows- oder Linux-System (z.B. PC, Raspberry Pi) zu kommandieren. Für die Integration der EPOS4 in die System-Manager Tools und Libraries von gängigen SPS-Lösungen (z.B. Beckhoff's TwinCAT vai EtherCAT) stehen ausführliche Beschreibungen zur Verfügung.
• Die ESCON fordert zwingend eine Kommandierung über analoge oder digitale Signale. Die vorhandene USB-Schnittstelle dient ausschliesslich der Konfiguration und dem Reglerparameter-Tuning, sowie Test während der Inbetriebnahme mit maxon's "ESCON Studio" Software. Es stehen keine(!) Protokollspezifikationen und keine(!) Software-Bibliotheken für den Datenaustausch der ESCON via USB zur Verfügung. ESCON's USB kann nicht(!) durch eigen entwickelte Programme oder Tools von Drittherstellern genutzt werden. 
  
  

3.) Feedbackgeber-Schnittstelle

Die ESCON kann mit folgenden Motor-/Geberkombinationen betrieben werden:

• DC-Motor mit Inkremental-Encoder oder DC-Tacho.
• EC-Motor mit Hallsensoren plus Inkremental-Encoder.
• EC-Motor mit Hallsensoren (ohne Encoder).
  Einschränkung:
  Für eine präzise Drehzahlregelung im unteren Drehzahlbereich (< 1000 U/Min) ist ein Encoder empfohlen.
• DC-Motors ohne Geber/Encoder.
  Einschränkung:
  In diesem Fall ist eine Stromregelung oder rein gesteuerter Drehzahlbetrieb (basierend auf einer IxR-Kompensation) möglich.

Die ESCON kann nicht(!) mit einem Absolutgeber betrieben werden.
Falls ein Absolutgeber (SSI) vorhanden ist, muss die EPOS4 gewählt werden!

Die EPOS4 kann mit folgenden Motor-/Geberkombinationen betrieben werden:

• ... DC-Motor mit Inkremental-Encoder oder SSI-Absolutencoder.
• ... EC-Motor mit Hallsensoren und Inkremental-Encoder oder SSI-Absolutencoder.
• ... EC-Motor ohne Hallsensoren, aber mit einem SSI-Absolutencoder.
• ... EC-Motor mit Hallsensoren (ohne Encoder).
  Einschränkung:
  Der Betrieb ohne Encoder ist für Positionieranwendungen oder auch bei tiefen Drehzahlen (< 1000 U/Min) nicht(!) empfohlen. 

Die EPOS4 kann nicht(!) ohne jegliches Gebersystem (d.h. Hallsensoren oder Encoder) und auch nicht mit einem DC-Tacho betrieben werden. In diesem Fall muss die ESCON gewählt werden!

Allgemeiner Hinweis:
Es ist grundsätzlich empfohlen beim Einsatz eines Encoders immer eine Variante mit differentiellen Signalen (auch als RS422 oder "mit Line-Driver" bezeichnet) zu verwenden.

Weitere Kriterien für die konkrete Wahl des Produkttyps:

Sobald die Frage der geeigneten Produktlinie (ESCON oder EPOS) geklärt ist, kann der konkrete Steuerungstyp anhand weiterer Details der eingesetzten Motorkombination oder spezifischen System-/Einbauanforderungen geklärt und überprüft werden, z.B.:

• Erforderliche Versorgungsspannung um die von der Anwendung geforderten Motordrehzahl zu erreichen. (Bitte beachten Sie hierzu auch dieses Dokument: Welche Versorgungsspannung ist bei einer Steuerung erforderlich?)
• Erforderlicher Motorstrom (bzw. Ausgangsstrom der Steuerung) um das von der Anwendung geforderte Motordrehmoment zu erreichen.
• Encoder-Typ
  Überprüfen Sie, dass der Encoder der Motorkombination mit dem Encoder oder Sensor Interface der Steuerung kompatibel ist.
• Bevorzugte Bauart der Steuerungselektronik
  z.B. Modul-Bauform, Kompakt oder im Gehäuse

Zusammenfassung

Hauptunterscheidungsmerkmale der ESCON und EPOS4 Produktlinie:

• ESCON
  • Nur Drehzahl- und Strom/Drehmoment-Regelung.
  • Kommandierung nur via analogen (z.B. +/-10V) oder digitalen I/O Signalen.
  • Verschiedene vordefinierte Funktionen, die I/O-Signalzuständen zugewiesen werden können.
  • Kein(!) Datenaustausch und keine Kommandierung via USB-Schnittstelle möglich.
    (Die USB-Schnittstelle steht ausschliesslich für die Inbetriebnahme, Regler-Tuning, Parameter Up-/Download, Controller-Monitoring oder Datenaufzeichnungen mit maxon's "ESCON Studio" Software zur Verfügung.)
  • Keine(!) Software Libraries und Protokoll-Spezifikationen verfügbar.
  • Keine(!) Dokumentationen zu internen Reglerstrukturen und Regleralgorithmen verfügbar.
  • Übersicht aller verfügbaren ESCON Produktvarianten:
    http://escon.maxongroup.de 
  • Weitere Informationen finden sich in dem angehängten maxon Katalog-Auszug
    "ESCON-Extract_maxon-DE-Katalog-2022-2023.pdf".
    
    
• EPOS4
  • Positions-, Drehzahl, und Strom-/Drehmoment-Regelung.
  • Sinus- / FOC-Kommutierung bei EC Motoren mit Encoder.
  • Verschiedene Bus-Schnittstellen: USB, RS232, CANopen®, EtherCAT®
  • Übergeordnetes Steuerungssystem (z.B. SPS, PC, Raspberry Pi) ist für die Kommandierung der EPOS4 via Bus zwingend.
  • "Motion control slave" basierend auf CiA402® (= "CANopen device profile for drives and motion control"). Unterstützte Betriebsarten: PPM, PVM, HM, CSP, CSV, CST
  • Kommandierung mittels analogem Sollwert ist nur für die Drehzahl- und Stromregelung möglich. (Die Positionsregelung muss via Bus von einem Master kommandiert werden.)
  • Umfangreiche Dokumentation des EPOS4 Object Dictionary und der Reglerstrukturen / -algorithmen.
  • Software Libraries für Windows und Linux Systeme (z.B. PC, Raspberry Pi)
  • WICHTIG:
    Für jede Art der EPOS4 Regelung ist zwingend ein Gebersystem auf der Motorwelle notwendig. Es wird hierfür der Einsatz eines Encoders (mit mindestens 500 Strichen/Umdrehung) stark empfohlen, der wie bei maxon Motorkombinationen steif auf der Motorwelle montiert ist.
    Folgende Motoren und Motorkombinationen können verwendet werden: 
    • DC Motor mit Inkremental-Encoder oder einem SSI-Absolutgeber.
    • EC Motor mit Hallsensoren und Inkremental-Encoder oder einem SSI-Absolutgeber.
    • EC Motor mit SSI-Absolutgeber (mit oder ohne Hallsensoren)
    • EC Motor nur mit Hallsensoren
      Der Einsatz eines EC Motors nur mit Hallsensoren ist zwar möglich, aber nicht(!) empfohlen, da die Auflösung von Hallsensoren für eine präzise Drehzahl- und Positionsregelung nicht ausreichend ist. Nur auf Hallsensoren basierend ist mit einer schlechten Drehzahlkonstanz bei tiefen Drehzahlen wie auch einem Schwingen der Motorwelle um die Zielposition  zu rechnen.
      Weitere Informationen finden zu der Frage und Relevanz der Auflösung des Gebersystems finden sich auch in dem folgenden Support Center Dokument:
      -> Welche Encoderauflösung sollte gewählt werden? 
  • Übersicht aller EPOS4 Produktvarianten:
    http://epos.maxongroup.de 
  • Weitere Informationen finden sich in dem angehängten maxon Katalog-Auszug
    "EPOS4-Extract_maxon-DE-Katalog-2022-2023.pdf".

maxon's aktueller deutscher Katalog kann über diesen Link heruntergeladen werden:
-> http://epaper.maxongroup.de

Falls Sie weitere Beratung bei der Produktauswahl benötigen, so kontaktieren Sie bitte eines der lokalen, weltweiten maxon Vertriebsbüros oder senden Sie uns Ihre Anfrage über das Support Center. 

Bitte beachten Sie auch die diversen Trainings-Videos zur Produktauswahl hier:
Support Center / Tutorials