SMA5. Manuale d uso SMA5

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1 SMA5 Manuale d uso Descrizione Il presente manuale è stato realizzato per la serie di prodotti SMA5. Questi trasduttori di posizione sono stati progettati per realizzare sistemi di misura su macchine automatiche ed automazioni in genere. Il sistema è composto da una banda magnetica e da un sensore che, traslando sulla banda senza contatto, restituisce in uscita una quota assoluta con protocollo di trasmissione SSI. La banda è magnetizzata con campi magnetici nord/sud, in modo tale da ottenere un codice assoluto. Ad ogni posizione sulla banda corrisponde pertanto una quota assoluta. Nell'utilizzo è necessario abbinare il sensore con la banda MTA5. Installare il sensore il più vicino possibile alla scheda elettronica di controllo. Utilizzare sempre cavi schermati e possibilmente "twistati". Evitare di far passare il cavo dei segnali del sensore vicino a conduttori che trasportano segnali di potenza (per es. provenienti dall'inverter). Installare degli appositi filtri EMC (reperibili in commercio) all'ingresso dell'alimentazione del sensore (generalmente è sufficiente un filtro a "T" o a "P" del tipo L-C oppure in alternativa un filtro più complesso). Installare il sensore il più lontano possibile dall'inverter presente sulla macchina. Qualora non fosse possibile è necessario schermarlo in maniera efficace dall'inverter stesso. Rispettare le connessioni riportate nella sezione 5: Connessioni elettriche. Elenco sezioni 1 Norme di sicurezza 2 Identificazione 3 Installazione 4 Istruzioni di montaggio 5 Connessioni elettriche 6 Caratteristiche e funzioni 7 Ingombri meccanici 8 Manutenzione 9 Risoluzione dei problemi 1 - Norme di sicurezza Per i collegamenti elettrici si consiglia di seguire scrupolosamente le note applicative di carattere elettrico riportate sul catalogo generale. Con particolare riferimento alla direttiva 89/336/CEE sulla compatibilità elettromagnetica si devono rispettare le seguenti precauzioni: 2 - Identificazione Il dispositivo si identifica dal codice e dal numero di serie stampati sull'etichetta e attraverso i documenti di trasporto dello stesso. Per dettagli relativi alle caratteristiche elettriche fare riferimento al catalogo del prodotto. 3 - Installazione Il sistema va usato esclusivamente in accordo al grado di protezione previsto. Il sensore deve essere protetto da urti accidentali, da sfregamenti contro altre parti mobili, da soluzioni acide e utilizzato in accordo con le caratteristiche ambientali dello strumento. E' buona norma prevedere il montaggio al riparo da trucioli di lavorazione specie se metallici, nel caso in cui questo non sia possibile prevedere adeguati sistemi di pulizia (es. spazzole, raschiatori, getti d'aria compressa) onde evitare grippaggi tra sensore e banda. Montare il sensore e la banda magnetica secondo la figura. La freccia indica la direzione di conteggio positiva. Se montato al contrario rispetto alla figura, il sistema non funziona. MAN SMA5 I_E

2 4 - Istruzioni di montaggio 4.1 Fissaggio sensore magnetico 5 - Connessioni elettriche 5.1 SMA5 Colore Funzione Giallo Clock in + Blu Clock in - Verde Data out + Arancio Data out - Grigio Complementario Bianco Azzeramento Rosso +10Vdc +30Vdc Nero 0Vdc GND 5.2 Caratteristiche del cavo Conduttori : 6 x 0,14mm x 0,24mm 2 Schermo : Rame Diam. esterno : Ø 5,2 mm ±0,2mm (VDE 11Y) Impedenza : 6 x 145 Ω/km, 2 x 87 Ω/km figura 6 Verificare che il sistema meccanico di supporto garantisca il rispetto delle tolleranze di planarità e parallelismo tra sensore e banda (vedi figura 6). Evitare il contatto tra sensore e banda. Fissare il sensore utilizzando 2 viti M4 passanti nei due fori presenti. La distanza tra sensore e banda (D) deve essere compresa tra 0,1 mm e 1,0 mm. NOTE: effettuare le connessioni elettriche esclusivamente in assenza di tensione; controllare accuratamente i collegamenti prima di dare tensione; il dispositivo risulta protetto contro gli effetti dei disturbi elettromagnetici, ma dovrà comunque essere posizionato lontano da potenziali fonti di interferenze induttive e capacitive. programmare con cura la disposizione dei cavi in modo da ridurre al minimo gli effetti dei disturbi elettromagnetici; per la trasmissione dei segnali e per l'alimentazione del sensore utilizzare solo cavi schermati con sezione minima 0,14 mm 2 e massima 0,5 mm 2 ; collegare la calza del cavo e il negativo di alimentazione (0V) ad un buon punto di massa. Assicurarsi che il punto di massa e la messa a terra siano realizzati con una superficie di contatto sufficientemente ampia per minimizzare l'impedenza; potenziali fonti di interferenze devono essere protette con soppressori di disturbi. MAN SMA5 I_E

3 6 - Caratteristiche e funzioni 6.1 Protocollo allineato a destra LSB Il protocollo di trasmissione del sensore con lunghezza 25 bit è di tipo "LSB allineato a destra". I bit si presentano in successione dal MSB (bit più significativo) al LSB (bit meno significativo). I bit non usati dal sensore sono posti a 0 (zero). Il codice d'uscita del protocollo è GRAY. 6.2 Frequenze di trasmissione consigliate L interfaccia SSI ha una frequenza di trasmissione dati da 100 khz a 1,5 MHz. I segnali CLOCK e i segnali DATA rispettano lo standard EIA RS-422. La frequenza di trasmissione (baudrate) dipende dalla lunghezza dei cavi. Lunghezza cavo Baudrate < 50 m < 400 khz < 100 m < 300 khz < 200 m < 200 khz < 400 m < 100 khz Il tempo di intervallo di trasmissione tra due pacchetti di Clock deve essere di almeno 30µs ( Tp > 30µs ). 6.5 Errori di lettura quota All'accensione o durante il funzionamento si possono verificare i seguenti errori di lettura delle quote a causa di un non corretto posizionamento sulla banda: all'accensione: viene trasmessa la quota 0 (zero) fino al momento in cui rileva una quota valida (LED acceso); in funzione: viene congelata l ultima quota valida affinché non avviene la corretta lettura di una nuova posizione. 6.6 LED di errore L accensione del LED indica un errato posizionamento del sensore sulla banda o una distanza troppo elevata, per cui la posizione non viene rilevata correttamente: sensore troppo distante dalla banda (vedi fig. 6) sensore non allineato alla banda (vedi fig. 6) sensore montato in modo scorretto (vedi cap. 3) sensore non completamente sulla banda (vedi cap. 4.1) 7 - Ingombri meccanici 7.1 Sensore e banda magnetica 6.3 Azzeramento Il valore dell informazione in uscita può essere portato a zero (reset) mediante un segnale da PLC o da altro comando: questo segnale viene usato dal circuito interno a microprocessore per attivare la funzione di azzeramento. L azzeramento deve essere effettuato a sensore fermo. Il segnale di azzeramento deve essere a livello logico 1 (HIGH), cioè da 10 a 30 Vdc, per un tempo minimo di 100 µ sec. 6.4 Direzione conteggio La funzioni di direzione conteggio consente di invertire la direzione di conteggio. Per attivare la funzione è necessario fornire un segnale nell ingresso complementario con livello alto cioè compreso tra 10Vdc e 30Vdc. ATTENZIONE: dopo l'inversione del senso di conteggio è necessario azzerare nuovamente l'asse. MAN SMA5 I_E

4 8 - Manutenzione Il sistema non richiede particolari cure di manutenzione ma a scopo precauzionale vi consigliamo comunque di eseguire periodicamente le seguenti operazioni: controllare le tolleranze di accoppiamento tra sensore e banda magnetica per evitare che eccessivi giochi meccanici ne pregiudichino il corretto funzionamento; provvedere periodicamente alla pulizia della banda magnetica per rimuovere eventuali residui di lavorazione. 9 - Risoluzione dei problemi Vi elenchiamo di seguito le cause tipiche di cattivo funzionamento riscontrabili nell installazione o nell uso del sistema di misura lineare magnetico: La frequenza del clock non è impostata correttamente (troppo alta o troppo bassa). Verificare capitolo 6.2). Il sensore è posizionato oltre corsa (non posizionato completamente sulla banda). Verificare capitolo 4.1. L errore di misura sul pezzo lavorato non e causato da un errore del sensore ma da torsioni della struttura della macchina operatrice. Controllare il parallelismo e la simmetria di movimento della macchina. Rev Vers. Man. Descrizione Prima stampa Aggiornamento manuale Aggiornamento manuale Aggiornamento capitolo 6 Errore: Il sensore non presenta i segnali in uscita. Cause: Banda magnetica montata non correttamente. La parte magnetica della banda non è rivolta verso il sensore oppure il sensore non è orientato correttamente rispetto la banda (vedi cap. 3). LED acceso. E stato frapposto un elemento di protezione non conforme fra sensore e banda magnetica (es. acciaio non amagnetico). LED acceso. Durante il funzionamento il sensore è venuto ripetutamente a contatto con la banda magnetica provocandone il guasto (ispezionare la superficie attiva del sensore). E stato provocato un cortocircuito sulle uscite oppure un inversione di polarità sull alimentazione del sensore (il sensore si brucia e risulta inutilizzabile). Errore: Il sistema fornisce misure inesatte o non fornisce quote in alcune posizioni. Cause: La tolleranza di accoppiamento tra sensore e banda magnetica non viene rispettata lungo tutta la corsa dell asse (vedi cap. 4). LED acceso. Il cavo di collegamento oppure il sensore è influenzato da disturbi elettromagnetici. LIKA Electronic Via S. Lorenzo, Carrè (VI) - Italy Tel Fax Italy: info@lika.it - World: info@lika.biz - MAN SMA5 I_E

5 SMA5 User manual Description This manual describes the products of SMA5 series. The purpose of these sensors is to measure linear displacements on industrial machines and automation systems. The measurement system includes a magnetic tape and a magnetic sensor. The tape is magnetized with magnetic north-south poles. The poles are coded thus the magnetic tape is absolute. As the sensor is moved along the magnetic tape, it detects the displacement and produces an output signal equivalent to an absolute encoder. The sensor has to be matched with MTA5 magnetic tape. 1 - Safety summary For the electrical connections, we recommend to closely follow these electrical instructions. In particular, according to the 89/336/EEC norm on electromagnetic compatibility, following precautions must be taken: Install the device as close as possible to the electronic control unit. Always use shielded and twisted cables if possible. Avoid running the signal cables near high voltage power cables (e.g. drive cables). Install EMC filters on sensor power supply if needed. Avoid mounting sensor near capacitive or inductive noise sources and switching power supplies. Connect according to the chapter 5: Electrical connections. 2 - Identification The device can be identified by the label's data (ordering code, serial number). This information is listed in the delivery document. For technical features of the product, refer to the technical catalogue. Chapters 1 Safety summary 2 Identification 3 Installation 4 Mounting recommendations 5 Electrical connections 6 Specifications & functions 7 Dimensional drawing 8 Maintenance 9 Troubleshooting 3 - Installation Install the device according to the protection level provided. Protect the system against knocks, friction, solvents and respect the environmental characteristics of the product. Be sure that the system is mounted where hard or sharp objects (e.g. metal chips) do not come into contact with the magnetic scale and the bottom of the sensor head. If these conditions cannot be avoided provide a wiper or pressurized air. Install sensor and magnetic tape according to the above figure. The arrow shows positive counting direction. The system doesn't work if mounted incorrectly. MAN SMA5 I_E

6 4 - Mounting instructions 4.1 Sensor mounting 5 - Electrical connections 5.1 SMA5 Colour Function Yellow Clock in + Blue Clock in - Green Data out + Orange Data out - Grey Complementary White Zero setting Red +10Vdc +30Vdc Black 0Vdc GND 5.2 Specifications of the cable Wires : 6 x 0.14mm x 0.24mm 2 Screening : Copper Outside Ø : Ø 5.2 mm ± 0.2 mm (Ø 0.2 ± 0.01 ) Impedance : 6 x 145 Ω/km, 2 x 87 Ω/km figure 6 Sensor can be fixed by means of two M4 screws over the buttonholes. Make sure that the gap between sensor and tape is in respect with (fig. 6) along the total measuring length. Avoid contact between the parts. You can check planarity and parallelism between sensor and magnetic tape using a feeler gauge. The allowed gap (D) is 0.1 mm 1.0 mm ( ). NOTES: while connecting, power must be switched OFF; check correct connections before switching ON; we recommend that the sensor head be mounted as far as possible from any capacitive or inductive noise source and switching devices; avoid routing the sensor cable near high voltage power cables in order to reduce influences of electric noise; only use shielded cables and wire with a cross section between 0,14mm 2 and 0,5 mm 2 ; the shield of the cable and 0Vdc wire should be connected to ground (GND); electric noise sources should be linked with noise suppression filters. MAN SMA5 I_E

7 6 - Specifications & functions 6.1 LSB right aligned protocol The type of transmission protocol is "right aligned" with a length of 25 bit. The transmission starts with MSB (most significant bit) and ends with LSB (less significant bit). Unused bits are set to 0 (zero). The output code of the sensor is GRAY. 6.2 Recommended transmission rates The SSI interface has a frequency of data transmission from 100 khz to 1 MHz. The CLOCK signal and DATA signal follow the EIA standard RS-422. The transmission rate (baud rate) depends on the length of cables. Cable length Baud rate < 50 m < 400 khz < 100 m < 300 khz < 200 m < 200 khz < 400 m < 100 khz 6.5 Position errors In case the sensor is not correctly aligned to the tape, the following errors may occur during poweron or operation: during power-on: in this case position 0 (zero) is transmitted until valid data is detected; during operation: the output freezes the last valid data position until a new position is detected. 6.6 Error LED When lit, the LED indicates an incorrect alignment of the sensor to the tape, like: gap between sensor and tape out of tolerance (see fig. 6) sensor is not aligned with the tape (see fig. 6) incorrect installation of sensor (see chap. 3) sensor overlaps the tape (see chap. 4.1) 7 - Dimensional drawing 7.1 Sensor and tape The time interval between two Clock sequence transmissions must be at least 30µs ( Tp > 30µs ). 6.3 Zero setting The output value can be set to zero (reset) by means of an external signal from PLC or other device. The internal microprocessor uses this signal to perform reset of position value. The position reset is possible only at still stand of the sensor (not moving). The reset signal has to be at logic level HIGH (from 10Vdc to 30Vdc) for 100 µsec minimum. 6.4 Counting direction The counting direction function allows to change the sensor's counting direction. The function can be activated supplying a high level voltage (within the range of +10Vdc +30Vdc) to the complementary input. ATTENTION : after a change of counting direction a reset of the position is necessary. 8 - Maintenance The magnetic measurement system doesn't need any particular maintenance but as with all precision devices it must be handled with care. From time to time we recommend the following operations: Check the gap between sensor and magnetic tape along the measuring length. Wear of the machine may increase the tolerances. The surface of the magnetic tape should occasionally be cleaned using a soft cloth to remove dust, chips, moisture etc. MAN SMA5 I_E

8 9 - Troubleshooting The following list shows some typical errors that occur during installation and operation of the magnetic measurement system. Rev. Man.Vers. Description ^ issue Manual update Manual update Chapter 6 update Problem: The system doesn't work (no pulse output): The tape or sensor has been mounted incorrectly (the active part of the tape doesn't face the sensor's active side). See chapter 3 for correct installation. LED is lighted. A magnetic piece or tape is in between the sensor and the tape. Only non-magnetic materials are allowed between sensor and tape. LED is lighted. The sensor touches the tape because tolerance gap between sensor and tape are not observed. Check sensor's active side if damaged. The sensor has been damaged by short circuit or wrong connection. Problem: The measured values are inaccurate or not present at some positions: The gap between sensor and tape is not observed along the total measurement length (see chap. 4) or the sensor is not mounted correctly to the tape (see chap. 3). LED is lighted. The connection cable runs near to high voltage cables or the shield is not connected correctly (see chap. 7). The frequency of your clock is set too high or too low and the sensor cannot synchronize correctly (see chap. 6.2). A section of the magnetic tape has been damage mechanically or magnetically along the measuring length. The measuring error is caused by torsion of the machine structure. Check parallelism and symmetry of machine movement. Lika Electronic Via S. Lorenzo, Carrè (VI) - Italy Tel Fax Italy : info@lika.it - World : info@lika.biz - MAN SMA5 I_E