DSM8010硬件参考Hardware

第 1 页 共 29 页 2007 年版本 DSM 伺服控制器系列伺服控制器系列 DSMS8010 硬件参考硬件参考 目目 录录 1 DSM8010 位置控制单元 2 2 简要概述 3 3 安全提示 4 4 性能参数 5 4 1 电气技术参数 5 4 2 输入信号 5 4 3 输出 6 4 4 输出电压 6 4 5 通讯接口 6 4 6 LED 指示灯 6 4 7 环境温度 湿度范围 6 4 9 机械参数 7 5 连接器定义说明 7 5 1 电源提供 Motor Supply J2 Connector 8 5 2 信号连接器定义 Analog 5 V Digital I O J9 Connector 10 5 2 1 数字输入端口 1 Digital input 1 General Purpose 12 5 2 2 数字输入端口 IN 2 Digital input 2 General Purpose 13 5 2 3 数字输入端口 IN 4 Digital input 4 Home Switch 14 5 2 4 模拟量输入接口定义 Analogue input 1 17 5 2 5 模拟量输入接口定义 Analogue input 2 18 5 2 6 数字量输出接口定义 18 5 2 7 辅助电压输出接口定义 19 5 2 8 数字量输出口光耦供电输入定义 20 5 2 9 增量式编码器信号输出 21 5 3 光电编码器和霍尔信号连接器定义 J13A Feedback connector 22 5 3 1 增量式光电编码器差分信号的连接 23 5 3 2 霍尔差分信号的连接 24 5 4 RS232 通讯接口 Serial J4 Connector 25 5 5 CAN 连接 J10 J11 CAN Connectors 27 5 6 CAN 接点地址设定拨码开关 28 5 7 CAN 接点终端设置 29 6 LED 指示灯 30 7 机械尺寸 31 第 2 页 共 29 页 2007 年版本 DSM 伺服控制器系列伺服控制器系列 DSMS8010 硬件参考硬件参考 1 DSM8010 位置控制单元 DSM8010 是一款模块化结构的数字位置控制器 适合带有编码器 霍尔信号的永磁无 刷电机 BH 和直流有刷电机 DC 输出功率 80 700W DSM8010 位置控制单元使用最新技术 数字控制 速度和电流 力矩控制 正旋波换 向实现 BH 无刷电机的高同步性能 多种运行模式在自动化技术和机电产品驱动系统领域提供了多种灵活应用 点到点点到点 在 CANopen 曲线位置模式 下 能实现电机轴从 A 点运动到 B 点 定位可以是与 零点有关的绝对式 也可以是和当前位置有关的相对式 预测位置控制 前反馈 预测位置控制 前反馈 结合反馈控制和预测控制检测能实现理想的控制模式 前馈控制减少了控制误差 DSM8010 支持加速度和速度前馈控制 速度控制速度控制 在 CANopen 曲线速度模式 下 电机以设定的速度运行 电机轴能保持恒定速度直 到设定新的速度值 力矩控制力矩控制 在 力矩模式 下 电机轴上可以得到恒定的转矩输出 使用正弦波曲线换向可以得 到最小的转矩波动 回原点回原点 CANopen 回原点模式 是一种特殊的定位方式 有超过 30 种的方式找到原点位置 电子齿轮电子齿轮 在 主编码器模式 下 电机跟随一个外接的编码器信号运动 可以通过软件设定齿 轮传动比 通过这种方式可以方便的实现两个电机的同步 脉冲脉冲 方向方向 在 脉冲 方向模式 下 电机运动受数字信号驱动 这种方式能代替步进电机 可以 使用脉冲和方向发生器控制 DSM8010 而不使用 CAN 总线 捕抓输入捕抓输入 位置记录位置记录 当检测到某个位置或输入点的下降沿时 DSM8010 数字输入端口可以通过配置用于保 存当前位置 第 3 页 共 29 页 2007 年版本 DSM 伺服控制器系列伺服控制器系列 DSMS8010 硬件参考硬件参考 2 简要概述 硬件参考手册从性能参数 连接设备 规格 管脚分布和配线举例等方面详细介绍了 DSM8010 位置控制器的硬件设备 DSM8010 是一款体积小 全数字的运动控制器 效率高 可以与装有增量式光电编 码器和霍尔传感器的无刷电机适配 通过空间矢量计算法使电流以正弦方式换相 因而驱 动无刷电机转矩纹波小 低噪音低 采用电流 速度 位置等闭环工作方式 能够很方便 的适应多种复杂位置控制方面的应用 可以与装有增量式光电编码器的直流有刷电机适配 可以与装有增量式光电编码器和霍尔传感器的无刷电机适配 在 CANopen 网络中 DSM8010 运动控制模块属于从属节点模块可以通过 CAN 端口 进行组网通讯 另外 也可以通过 RS232 端口进行通讯操作 DSM8010 运动控制模块 第 4 页 共 29 页 2007 年版本 DSM 伺服控制器系列伺服控制器系列 DSMS8010 硬件参考硬件参考 3 安全提示 技术性技术性 设备安装和开启必须由技术娴熟的有经验者操作 无负载性无负载性 电机的初次运作必须是无负载运行操作 附加安全设备附加安全设备 理论上讲 电子设备都是不安全的 因此机器设备要装有安全装备 如果设 备故障 运行出错 控制单元故障 线缆断掉 必须确保设备运行在安全模 式下 维修维修 由生产商负责维修 用户自行打开或维修会出现危险 危险危险 安装 DSM8010 时不要通电 接通电源后 不要触摸任何运行的部件 最大电压最大电压 确保电压在 24 到 80 伏之间 超过 90 伏或错误操作会损坏 防静电 防静电 ESD 措施 措施 第 5 页 共 29 页 2007 年版本 DSM 伺服控制器系列伺服控制器系列 DSMS8010 硬件参考硬件参考 4 性能参数 4 1 电气技术参数 电源 VCC 纹波 10 24 80 VDC 最大输出电压 0 9 VCC 最大输出电流 Imax 1 sec 25 A 持续输出电流 Icont 10 A 开关频率 50 KHz 最大效率 93 PI 电流环控制采样频率 50 KHz PI 速度环控制采样频率 1 KHz PID 位置环控制采样频率 1 KHz 最大转速 两极电机 25000rpm 4 2 输入信号 霍尔信号 霍尔 H1 霍尔 H2 霍尔 H3 集电极开路输出的双稳态触发 或差分信号 编码器信号 A A B B C C MAX 1 MHz 内部线接受器 EIA 标准 RS 422 或集电极开路输出的双稳态触发信号 数字输入端口 1 通用端口 光耦隔离 3 3 12 V Ri 330 数字输入端口 2 通用端口 光耦隔离 3 3 12 V Ri 330 数字输入端口 3 通用端口 光耦隔离 3 3 12 V Ri 330 数字输入端口 4 Home Switch 光耦隔离 3 3 12 V Ri 330 数字输入端口 5 Positive Limit Switch 光耦隔离 3 3 12 V Ri 330 数字输入端口 6 Negative Limit Switch 光耦隔离 3 3 12 V Ri 330 模拟输出端口 1 10 bit 分辨率 0 5 V 差分输入 模拟输出端口 2 10 bit 分辨率 0 5 V 差分输入 CAN ID CAN NODE 地址 1 127 通过 1 7 位 DIP 开关来设定 4 3 输出 数字输出端口 1 通用端口 悬空 max 24 V IL 40mA 数字输出端口 2 通用端口 悬空 max 24 V IL 40mA 第 6 页 共 29 页 2007 年版本 DSM 伺服控制器系列伺服控制器系列 DSMS8010 硬件参考硬件参考 数字输出端口 3 通用端口 悬空 max 24 V IL 40mA 数字输出端口 4 通用端口 悬空 max 24 V IL 40mA 4 4 输出电压 编码器电压输出 5 VDC max 100 mA 霍尔传感器电压输出 5 VDC max 30 mA 辅助电压输出 5 VDC max 200 mA 4 5 通讯接口 RS 232 RXD TXD max 115 200bit s CAN 1 CAN CAN H high CAN low max 1 Mbit s CAN 2 CAN CAN H high CAN low max 1 Mbit s 4 6 LED 指示灯 二种颜色显示 绿色 Enable 红色 Fault 4 7 环境温度 湿度范围 工作温度 10 45 存储温度 40 85 无凝露 20 80 4 9 机械参数 质量 约 300 g 尺寸 L W H 148 90 27 mm 第 7 页 共 29 页 2007 年版本 DSM 伺服控制器系列伺服控制器系列 DSMS8010 硬件参考硬件参考 安装法兰 M3 螺纹的安装法兰 5 连接器定义说明 第 8 页 共 29 页 2007 年版本 DSM 伺服控制器系列伺服控制器系列 DSMS8010 硬件参考硬件参考 5 1 电源提供 Motor Supply J2 Connector 连接器类型 输入电压 Vcc 在 24 80 V 之间 纹波 10 输出电流取决于负载 最大持续电流 为 10A 最大舜时电流为 25A 需求电压可以根据下面的公式计算 需求电压可以根据下面的公式计算 已知 已知 工作转矩 MB mNm 工作转速 nB min 1 额定电压 UN Volt 空载转速 n0 min 1 速度 扭矩系数 n M min 1 mNm 1 未知 未知 电压 Vcc 解得 解得 电源输出电压是根据电源输出电压是根据 90 的的 PWM 周期和功率驱动部分周期和功率驱动部分 1V 的电压降计算出来的电压降计算出来 注意注意 制动时电源必须能够承受足够的反馈电能 使用稳压电源时 控制器 DSM8010 对制 动过流将不起保护作用 1 第 9 页 共 29 页 2007 年版本 DSM 伺服控制器系列伺服控制器系列 DSMS8010 硬件参考硬件参考 内部结构 Motor Supply J2 Connector Pin No Name功能描述功能描述 1MOT3 C连接3相无刷电机的C相 2MOT2 B连接3相无刷电机的B相 直流有刷DC Motor 3MOT1 A连接3相无刷电机的A相 直流有刷DC Motor 4Earth电缆屏蔽地线接入 5 V24 80V 电机驱动 逻辑控制用直流电源 24 to 80 VDC for DSM8010 第 10 页 共 29 页 2007 年版本 DSM 伺服控制器系列伺服控制器系列 DSMS8010 硬件参考硬件参考 6GND电机驱动 逻辑控制用直流电源输入公共地 5 2 信号连接器定义信号连接器定义 Analog 5 V Digital I O J9 Connector 连接器类型 26pin D SUB female connector 信号连接器包括复合 I O 调节端口如 Positive and Negative Limit Switches Home Switch Enable 和模拟量输入接口 Pin No NAME功能描述 1GND内部逻辑电源地 2AN IN1 模拟量1通道差分输入 3AN IN1 模拟量1通道差分输入 4ENB 电机编码器B通道差分输出 5ENB 电机编码器B通道差分输出 6ENA 电机编码器A通道差分输出 7ENA 电机编码器A通道差分输出 8ENZ 电机编码器Z通道差分输出 9ENZ 电机编码器Z通道差分输出 10 5V内部 5V电源输出 与逻辑电源共地 11AN IN2 模拟量2通道差分输入 12AN IN2 模拟量2通道差分输入 13IN 5 LSP数字量输入5 Positive Limit Switch 14IN 6 LSN数字量输入6 Negative Limit Switch 15IN 4 Home数字量输入 4 Home 16IN 1 EN数字量输入 1 Enable 17IN 3 pul 数字量输入3 脉冲 Pulse 信号输入极性 18IN 2 dir 数字量输入2 方向信号输入极性 19 V Opto IN外部为光耦提供电源输入5 24VDC 20OUT1 RD数字量输出1 READY信号 21OUT2数字量输出2 22OUT3数字量输出3 23OUT4数字量输出4 24IN 3 pul 数字量输入3 脉冲 Pulse 信号输入极性 25IN 2 dir 数字量输入2 方向信号输入极性 26PLC 0V外部为光耦提供电源输入地 入公共端 19 1018 19 26 第 11 页 共 29 页 2007 年版本 DSM 伺服控制器系列伺服控制器系列 DSMS8010 硬件参考硬件参考 5 2 1 数字输入端口数字输入端口 1Digital input 1 General Purpose IN 1 Ena 是光耦隔离的数字输入端口 软件默认定义为通用输入端口 可以通过软件进行设置作为 Enable 使能信号使用 连接器序号和管脚序号 J9 连接器 PIN 16 输入电压 12 12 VDC 最大输入电压 15 15 VDC 输入电阻值 330 欧姆 逻辑 1 输入电流典型值为 15 mA 5 VDC 开关延时 300 s 5 VDC 第 12 页 共 29 页 2007 年版本 DSM 伺服控制器系列伺服控制器系列 DSMS8010 硬件参考硬件参考 5 2 2 数字输入端口数字输入端口 IN 2 Digital input 2 General Purpose 数字输入端口 IN 3Digital input 3 General Purpose IN 2 IN 3 是光耦隔离的数字输入端口 软件默认定义为通用输入端口 可以通过软件进行设置作为脉冲方向 Pulse Dir 信号使用时的输入 IN 2 Dir 连接器序号和管脚序号 J9 连接器 PIN 18 IN 2 Dir 连接器序号和管脚序号 J9 连接器 PIN 25 IN 3 Pul 连接器序号和管脚序号 J9 连接器 PIN 17 IN 3 Pul 连接器序号和管脚序号 J9 连接器 PIN 24 输入电压 0 7 VDC 逻辑 0 典型值 3 0 VDC 输入电阻值 330 欧姆 逻辑 1 输入电流典型值为 15 mA 5 VDC 开关延时 300 s 5 VDC 第 13 页 共 29 页 2007 年版本 DSM 伺服控制器系列伺服控制器系列 DSMS8010 硬件参考硬件参考 5 2 3 数字输入端口数字输入端口 IN 4Digital input 4 Home Switch 数字输入端口 IN 5Digital input 5 Positive Limit Switch 数字输入端口 IN 6 Digital input 6 Negative Limit Switch IN 4 IN 5 IN 6 是光耦隔离的数字输入端口 软件默认为通用输入端口 可以通过软件进行设置IN 4 IN 5 IN 6作为 原点 右限位 左限位 信 号使用时的输入 IN 4 连接器序号和管脚序号 J9 连接器 PIN 15 IN 5 连接器序号和管脚序号 J9 连接器 PIN 13 IN 6 连接器序号和管脚序号 J9 连接器 PIN 14 输入电压 12 12 VDC 最大输入电压 15 15 VDC 第 14 页 共 29 页 2007 年版本 DSM 伺服控制器系列伺服控制器系列 DSMS8010 硬件参考硬件参考 输入电阻值 330 欧姆 逻辑 1 输入电流典型值为 15 mA 5 VDC 开关延时 300 s 5 VDC 数字输入端口数字输入端口 IN 1 IN 4 IN 5 IN 6 控制连接样例控制连接样例 数字输入端口 IN 1 IN 4 IN 5 IN 6 使用的光耦允许的最大电流是 40 mA 当输入 12V 24VDC 控制信号和位置控制器相连接时 一定要安装限流电阻 使通过位置控制 器内部的光耦的电流不能超过允许的最大值 第 15 页 共 29 页 2007 年版本 DSM 伺服控制器系列伺服控制器系列 DSMS8010 硬件参考硬件参考 注意 使用 PNP 控制信号 12V 24VDC 时串联 1K 2K 的电阻 使用 NPN 控制信号 12V 24VDC 时上拉 1K 2K 的电阻 使用开关控制信号 12V 24VDC 时串联 1K 2K 的电阻 数字输入端口数字输入端口 IN 2 IN 3 控制连接样例 控制连接样例 数字输入端口 IN 2 IN 3 使用的光耦允许的最大电流是 20 mA 当输入 12V 24VDC 控制信号和位置控制器相连接时 一定要安装限流电阻 使通过位置控制器内部的 光耦的电流不能超过允许的最大值 第 16 页 共 29 页 2007 年版本 DSM 伺服控制器系列伺服控制器系列 DSMS8010 硬件参考硬件参考 注意 使用 PNP 控制信号 12V 24VDC 时串联 1K 2K 的电阻 使用 NPN 控制信号 12V 24VDC 时上拉 1K 2K 的电阻 使用开关控制信号 12V 24VDC 时串联 1K 2K 的电阻 使用差分信号控制 IN 2 IN 3 按照下面的方式连接 5 2 4 模拟量输入接口定义Analogue input 1 模拟量输入接口模拟量输入接口 Analogue input 1 可以通过软件进行设置 An IN1 连接器序号和管脚序号 J9 连接器 PIN 3 An IN1 连接器序号和管脚序号 J9 连接器 PIN 2 第 17 页 共 29 页 2007 年版本 DSM 伺服控制器系列伺服控制器系列 DSMS8010 硬件参考硬件参考 输入电压范围 0 5 VDC 最大输入电压 30 30 VDC 输入电阻 A D 转换器 10 bit A D转换精度 0 005 V 输入频率带宽 2KHz 5 2 5 模拟量输入接口定义Analogue input 2 模拟量输入接口模拟量输入接口 Analogue input 2 可以通过软件进行设置 An IN1 连接器序号和管脚序号 J9 连接器 PIN 11 An IN1 连接器序号和管脚序号 J9 连接器 PIN 12 输入电压范围 0 5 VDC 最大输入电压 30 30 VDC 输入电阻 A D 转换器 10 bit A D转换精度 0 005 V 输入频率带宽 2KHz 5 2 6 数字量输出接口定义 数字量输出使用光耦隔离输出 可以有配置软件进行设置 Digital output 1 连接器序号和管脚序号 J9 连接器 PIN 20 第 18 页 共 29 页 2007 年版本 DSM 伺服控制器系列伺服控制器系列 DSMS8010 硬件参考硬件参考 Digital output 2 连接器序号和管脚序号 J9 连接器 PIN 21 Digital output 3 连接器序号和管脚序号 J9 连接器 PIN 22 Digital output 4 连接器序号和管脚序号 J9 连接器 PIN 23 输出类型光耦隔离 集电极开路输出 输出电压 Uout V Opto IN 3V 最大输出负载电流 Iload 40 mA 漏电流 Ileak 20 A 开关延时 100 s 5 VDC 5 2 7 辅助电压输出接口定义 内部提供 5V 300mA 的辅助电源输出 第 19 页 共 29 页 2007 年版本 DSM 伺服控制器系列伺服控制器系列 DSMS8010 硬件参考硬件参考 5V 连接器序号和管脚序号 J9 连接器 PIN 10 GND 连接器序号和管脚序号 J9 连接器 PIN 1 5 2 8 数字量输出口光耦供电输入定义 V Opto IN 是外部为光耦提供电压输入端 经二极管连接光耦集电极 最大电压不 能超过 80V 最小电流不能小于 200mA V Opto IN 连接器序号和管脚序号 J9 连接器 PIN 19 第 20 页 共 29 页 2007 年版本 DSM 伺服控制器系列伺服控制器系列 DSMS8010 硬件参考硬件参考 5 2 9 增量式编码器信号输出 增量式光电编码器信号差分输出 第 21 页 共 29 页 2007 年版本 DSM 伺服控制器系列伺服控制器系列 DSMS8010 硬件参考硬件参考 5 3 光电编码器和霍尔信号连接器定义 J13A Feedback connector 连接器类型连接器类型 15pin D SUB female connector 序号序号名称名称类型类型功能描述功能描述 1A1 输入输入编码器差分信号输入编码器差分信号输入 Positive A1 单端信号输入单端信号输入 A1 2B1 输入输入编码器差分信号输入编码器差分信号输入 Positive B1 单端信号输入单端信号输入 B1 3 5V输出输出驱动器内部驱动器内部 5V 输出为编码器和霍尔供电输出为编码器和霍尔供电 4H3 输入输入霍尔差分信号输入霍尔差分信号输入 Positive H3 霍尔单端信号输入霍尔单端信号输入 H3 5H1 输入输入霍尔差分信号输入霍尔差分信号输入 Positive H1 霍尔单端信号输入霍尔单端信号输入 H1 6Therm输入输入电机温度传感器模拟量信号输入电机温度传感器模拟量信号输入 7Z1 输入输入编码器差分信号输入编码器差分信号输入 Positive Z1 单端信号输入单端信号输入 Z1 8Z1 输入输入编码器差分信号输入编码器差分信号输入 Negative Z1 9H2 输入输入霍尔差分信号输入霍尔差分信号输入 Positive H2 霍尔单端信号输入霍尔单端信号输入 H2 10H2 输入输入霍尔差分信号输入霍尔差分信号输入 Negative H2 11A1 输入输入编码器差分信号输入编码器差分信号输入 Negative A1 12B1 输入输入编码器差分信号输入编码器差分信号输入 Negative B1 13GND输入输入编码器和霍尔信号电源地编码器和霍尔信号电源地 14H3 输入输入霍尔差分信号输入霍尔差分信号输入 Negative H3 15H1 输入输入霍尔差分信号输入霍尔差分信号输入 Negative H1 外壳外壳屏蔽地屏蔽地 第 22 页 共 29 页 2007 年版本 DSM 伺服控制器系列伺服控制器系列 DSMS8010 硬件参考硬件参考 5 3 1 增量式光电编码器差分信号的连接 强烈推荐使用内置 3 通道 A B Z 并输出差分信号的增量式光电编码器 缺省模式为标准 500cpr 的编码盘 使用其他编码器则需要软件配置 供电电压 5 VDC 供电电流 100 mA 差分输入电压 200 mV 线性差分接收器 内部 EIA standard RS 422 最大输入频率 1 MHz 第 23 页 共 29 页 2007 年版本 DSM 伺服控制器系列伺服控制器系列 DSMS8010 硬件参考硬件参考 5 3 2 霍尔差分信号的连接 霍尔传感器用来定位无刷电机的转轴的位置 霍尔传感器 IC s 适用于集电极开路输出的双稳态触发 第 24 页 共 29 页 2007 年版本 DSM 伺服控制器系列伺服控制器系列 DSMS8010 硬件参考硬件参考 5 4 RS232 通讯接口Serial J4 Connector 连接器类型 9pin D SUB female connector