EPOS4 / IDX : Étapes importantes lors de la première mise en service

Sujet :

• Quelles sont les étapes à suivre lors de la première mise en service d'un IDX ou d'un EPOS4 (ou en cas de remplacement du moteur ou du contrôleur) ?

Solution :

La configuration du système et du moteur IDX avec contrôleur intégré (c'est-à-dire les types de produits "IDX ... IO", "IDX ... CO", "IDX ... ET") ou d'un "EPOS4" doit obligatoirement être effectuée avec le logiciel "EPOS Studio" de maxon. 

Le logiciel d'installation "EPOS Setup" requis (2GB) est disponible gratuitement et peut être téléchargé à l'aide du bouton "Download EPOS Setup" au bas du site http://epos.maxongroup.fr.

Le logiciel "EPOS Studio" présente deux assistants importants qui doivent être traités successivement lors de la mise en service initiale :

1. Startup Wizard
   L'assistant "Startup Wizard" doit être utilisé pour configurer les données de base du système d'entraînement et les facteurs d'application limitatifs, étape par étape.
2. Regulation Tuning Wizard
   L'assistant "Regulation Tuning" doit être utilisé avant que le fonctionnement contrôlé du moteur soit possible.
   

Il existe également des vidéos de formation sur la mise en service initiale d'EPOS4 par les deux assistants :

• EPOS Studio: Getting started
• EPOS Studio: Startup wizard (DC motor)
• EPOS Studio: Startup wizard (EC motor)
• EPOS Studio: Regulation tuning (Auto tuning)

Remarque supplémentaires : EC-frameless + TSX-MAG

Pour les moteurs EC-frameless "DT" avec codeur "TSX MAG", il est obligatoire de s'assurer que le rotor et le stator correspondent l'un à l'autre. Ces composants sont appariés (= "paired") au cours de la production et reçoivent des ID uniques. Ces ID et les numéros consécutifs imprimés sur le rotor et le stator doivent être identiques. Dans le cas contraire, le "réglage de la régulation" et le fonctionnement du moteur ne fonctionneront pas correctement.
-> EC-frameless "DT" + "TSX-MAG" : Dysfonctionnement dû à un mauvais appariement !

1.) Startup wizard

Les caractéristiques du système d'entraînement (= moteur, engrenage, codeur) et les facteurs limitatifs de l'application (par exemple, les vitesses et accélérations maximales) doivent être correctement configurés étape par étape dans l'assistant "Startup Wizard" avant que le "Regulation Tuning" ou le fonctionnement du moteur ne soit possible.

Respectez la configuration correcte de tous les paramètres (c'est-à-dire adaptée à votre système), même si ceux-ci ne sont pas explicitement mentionnés ci-dessous. Les informations suivantes ne listent que certains des paramètres les plus importants. Veillez à ce que tous les autres paramètres de l'assistant "Startup Wizard" correspondent également aux composants de votre système et aux exigences de votre application.

Configuration du moteur :

Il est très important que le "Motor type", le "Courant nominal" et la "Thermal time constant winding" soient configurés correctement sur la base de la fiche technique du moteur. Ces paramètres sont obligatoires pour la protection contre la surcharge de l'enroulement du moteur par la limitation dite I2t. Veuillez consulter les deux documents suivants du Centre d'assistance pour obtenir plus de détails sur la limitation I2t :

• Contrôleurs maxon : Limitation I2t et protection du bobinage du moteur
• EPOS4 / IDX : Quelle est la signification et l'action de la protection I2t ?

Réglez également correctement le "Nombre de paires de pôles" (d'un moteur EC). Vous le trouverez également sur la fiche technique du moteur.

La fiche technique du moteur indique également une "vitesse maximale". Toutefois, cette valeur est liée aux limites mécaniques du moteur dues aux roulements et au bobinage. En fonction de la tension d'alimentation, la "vitesse maximale" spécifiée (sur la fiche technique du moteur) peut souvent ne pas être atteinte, et peut même ne pas être pertinente dans l'application. Veuillez configurer la "vitesse maximale" en fonction de l'application spécifique et de ce qui peut être effectivement réalisé avec la tension d'alimentation. Vous trouverez de plus amples informations sur la configuration de "Max. speed" dans les documents du Centre de support :

• ESCON / EPOS : Comment configurer correctement la «Vitesse max.» ?
• La "tension nominale" du moteur par rapport à la "tension d'alimentation" d'un contrôleur ?
• Quelle tension d'alimentation est nécessaire pour un contrôleur ? 

Cas particulier : IDX
Les paramètres "Motor type", "Thermal time constant winding", et "Number of pole pairs" sont préconfigurés dans l'IDX avec contrôleur intégré et ne peuvent pas être modifiés. Tous les autres paramètres sont préconfigurés et peuvent nécessiter des ajustements (par exemple, "Max speed" et "Following error window").

Configuration de l'encodeur :

Veuillez vérifier et vous assurer que le ou les codeurs utilisés soient correctement sélectionnés et que la résolution des encodeurs soit correctement configurée. 

Dans le cas d'un codeur incrémental, veillez à ce que son "Type" et "Number of pulses" soient correctement configurés. Toutes les informations requises sont spécifiées sur la fiche technique du codeur :

Dans le cas d'un codeur absolu SSI, vérifiez et configurez ses paramètres conformément à la fiche technique. Faites particulièrement attention à la configuration correcte des nombres de bits de tête, multitours, monotours et de queue. 

Vous trouverez des conseils sur la configuration des SSI dans ce document du support technique :

• EPOS4: fonctionnalités de configuration SSI

Cas particulier : IDX
Les paramètres du codeur dans l'IDX avec contrôleur intégré sont préconfigurés et ne peuvent pas être modifiés.

Limites :

Configurez les paramètres "Max acceleration" et "Following error window" dans le sous-arbre "Limites" des assistants de démarrage avec des valeurs raisonnables.

"Max acceleration" doit être définie de manière à ce que la chaîne cinématique (en fonction des données du moteur, du courant maximal du moteur, des limitations mécaniques, de la charge, etc.) puisse réellement suivre l'accélération configurée et qu'il n'y ait aucun risque d'endommager ou de surcharger les composants mécaniques (par exemple, en raison d'un couple trop élevé à l'entrée d'un engrenage ou d'une mécanique successive). 

• Si un PLC traite le profilage de mouvement (= "Génération de trajectoire") et commande l'EPOS4 ou l'IDX en mode "CSP - Cyclic Synchronous Position" ou "CSV - Cyclic Synchronous Velocity", "Max acceleration" est généralement réglé sur la valeur maximale (= 4294967295 rpm/s). Il est supposé que l'automate ou sa bibliothèque de contrôle de mouvement et son code d'application utilisent uniquement des rampes d'accélération et de décélération acceptables pour le profilage du mouvement et la commande de l'EPOS4 et de l'IDX en conséquence. La responsabilité de commander des valeurs d'accélération réalistes incombe à la configuration de l'automate et au code d'application.
• Si l'EPOS4 ou l'IDX fonctionne en mode "PPM - Profile Position Mode" ou "PVM - Profile Velocity Mode" (c'est-à-dire qu'il calcule lui-même le profil de mouvement), les valeurs "Max acceleration" sont généralement configurées dans une fourchette allant de quelque 10000 tr/min/s à quelque 100000 tr/min/s.

Le "Following error window" doit être ajustée en fonction de la résolution du codeur de l'arbre du moteur. La règle empirique suivante peut être utilisée :

• "Following error window" = 1 ... 4 fois les incréments du codeur par tour d'arbre moteur
  i.e. 
  • Codeur incrémental :
    "Following error window" = 4 ... 16 x la valeur incs. spécifiée du codeur.
    (inc. = Incréments par tour)
    Par exemple, un codeur avec 500 incs.
    => "Following error window" = 2000 ... 8000 inc.
  • Codeur absolu :
    "Following error window" = 1 ... 4 x 2^n
    n = Nombre de bits de la "Position monotour" configurée du codeur absolu.
    Par exemple, codeur avec position monotour 14 bits
    => "Following error window" = 16384 ... 65536 inc.

Cas particulier : IDX

Le "Following error window" de l'IDX est souvent préconfigurée trop bas par défaut, surtout si un codeur haute résolution (comme le codeur absolu EMT) est monté en interne. Veuillez configurer le "Following error window" de l'IDX en fonction du type de codeur interne et de sa résolution (par exemple, dans le cas d'un EMT : "Following error window" = 16384 inc. au minimum).

Remarque générale :
Si le "Following error window" est configurée trop bas et que l'accélération commandée est très élevée, un "Following error window" (0x8611) peut se produire dès que le moteur commence à se déplacer.

2.) Regulation tuning

Après que toutes les étapes de configuration aient été traitées par l'assistant "Startup wizard" et finalement sauvegardées en appuyant sur le bouton "Finish", le réglage de la "Régulation" doit être effectué.

Réglage de la régulation du courant :

Le contrôle du courant est la boucle de contrôle subordonnée de toutes les autres boucles de contrôle, c'est-à-dire que le "Current control" est toujours actif, quel que soit le mode de fonctionnement utilisé par la suite. 

Important :

• Il est obligatoire que le réglage du "Current control" soit effectué en premier (c'est-à-dire que les paramètres de commande de courant optimisés doivent être présents) avant que le réglage des autres boucles de commande puisse être effectué.

Conseil :

• La charge du moteur ou le fait que l'arbre du moteur puisse bouger ou non n'a aucun impact sur les paramètres de "Current control". Un arbre moteur bloqué peut souvent donner les meilleurs résultats de réglage. 

Après avoir réglé avec succès les paramètres de "Current control", appuyez sur le bouton "Next" pour poursuivre le réglage des paramètres des boucles de régulation "Velocity" et "Position".

Cas particulier : IDX
Les paramètres de ""Current control" de l'IDX avec contrôleur intégré sont prédéfinis. Il n'est généralement pas nécessaire d'adapter les paramètres de "Current control" de l'IDX. Le réglage du "Current control" n'est même pas proposé dans l'assistant "Regulation Tuning" de l'IDX, c'est-à-dire que vous pouvez commencer directement par le réglage de la "Velocity" et du "Position control". 

Réglage de la vélocité et du contrôle de position :

Important :

• L'arbre de sortie du moteur doit pouvoir se déplacer librement (c'est-à-dire sans aucune limitation) pendant le réglage de la vitesse et de la position !
  
  • Ne bloquez pas l'arbre du moteur !
    Assurez-vous que la mécanique ne limite pas le mouvement, ou qu'un interrupteur de fin de course soit actionné pendant le mouvement oscillant. Assurez-vous qu'il n'y a pas de risque de collision avec d'autres éléments mécaniques. 
  • Assurez-vous qu'il n'y a pas de risque de blessure humaine par l'arbre du moteur oscillant ou la mécanique montée présente. 
    Un bouton d'urgence doit être présent pour couper la tension d'alimentation en cas de danger.
• Les paramètres optimaux de contrôle de la vitesse et de la position sont influencés par la charge montée sur l'arbre du moteur.
  
  • Idéalement, le réglage de la commande de vitesse et de position devrait être effectué avec la même charge que celle présente lors du fonctionnement ultérieur du moteur, en particulier s'il s'agit d'un entraînement direct (c'est-à-dire sans engrenage).
  • Si le réglage avec une mécanique ou une charge montée n'est pas possible dans un système d'entraînement (par exemple, en raison de limitations de mouvement), il est souvent possible de déterminer de bons paramètres de commande même sans charge ; en particulier pour les combinaisons de moteurs avec un engrenage à deux ou plusieurs étages.

Référence croisée:

• EC-frameless "DT" + "TSX-MAG" : Dysfonctionnement dû à un mauvais appariement !