Ansteuerungsmethoden für bürstenlose DC- und Schrittmotoren

Die Nanotec-Controller sowie die Motoren mit integriertem Controller lassen sich über vier verschiedene Methoden ansteuern. Die Auswahl erfolgt per Dip-Schalter, Konfigurationsdatei oder Software. Welche Ansteuerungsvarianten unterstützt werden, lässt sich dem jeweiligen Datenblatt entnehmen. 

Takt & Richtung

Im Takt-Richtungs-Modus wird der Motor über digitale Eingänge durch eine übergeordnete Positioniersteuerung mit einem Takt- und einem Richtungssignal betrieben. Bei jedem Takt führt der Motor einen Schritt in die dem Richtungssignal entsprechende Richtung aus. 

Durch die softwarebasierte Regelung der Nanotec-Controller ist eine flexible Beziehung zwischen Taktsignal und Position möglich. Es muss kein Mikroschritt verwendet werden, um eine Sinuskommutierung des Motors zu erreichen, da im Hintergrund immer eine Interpolation der Eingangssignale durchgeführt wird. So kann auch mit älteren übergeordneten Steuerungen, die nur Voll- oder Halbschritt ausgeben, die Laufruhe des Mikroschritts genutzt werden. 

Zudem kann die Anzahl der Schritte pro Umdrehung als rationale Zahl (Zähler/Nenner) vorgegeben werden. Durch die Entkoppelung vom realen Schrittwinkel bzw. der Polzahl des Motors ist es auch problemlos möglich, in einer bestehenden Applikation den Motortyp zu wechseln und z.B. einen 3-Phasen-Schrittmotor durch einen bürstenlosen DC-Motor zu ersetzen, ohne die Anzahl der Takte verändern zu müssen.

Neben dem klassischen Takt-Richtungs-Modus ist auch ein Rechts-/Linkslauf-Modus (CW/CCW) verfügbar, bei dem der verwendete Eingang über die Richtung entscheidet.


Sollwertvorgabe über Analog- und Digitaleingänge

Die digitalen und analogen Eingänge der Nanotec-Controller können im Millisekunden-Takt ausgelesen und in einem internen Ablaufprogramm verarbeitet werden. Auf diese Weise können z.B. die Drehzahl, die Position oder auch das Drehmoment über einen Analogeingang gesteuert werden. Auch die Digitaleingänge können verwendet werden, um z.B. eine Bewegung zu starten oder unterschiedliche Drehzahlen auszuwählen.

Die Zuordnung der Eingänge zu Funktionen erfolgt über ein Programm in der Programmiersprache NanoJ V2, das im Plug & Drive Studio erstellt werden kann.


Feldbus

Per Feldbus ist es möglich, die Nanotec-Controller sowie die Motoren mit integriertem Controller mit einer Vielzahl unterschiedlicher Master-Steuerungen (SPS) zu betreiben. In diesem Fall fungieren die Controller als Slaves, die Befehle der übergeordneten Steuerung umsetzen. Folgende Feldbus-Optionen bietet Nanotec an: 


Ablaufsteuerung für Stand-Alone-Betrieb oder verteilte Intelligenz

Über die im Plug & Drive Studio integrierte Programmierumgebung können Programme in der C++-basierten Programmiersprache NanoJ V2 erstellt werden. Diese Programme laufen autonom direkt auf dem Controller bzw. dem Motor mit integriertem Controller und können über Feldbus/USB im Controller abgelegt werden.

Neben einfachen Anwendungen zur Ansteuerung über digitale/analoge Eingänge für den Stand-Alone-Betrieb können auch komplexe, über den Feldbus gesteuerte Applikationen realisiert werden. Durch eine derart verteilte Intelligenz kann bei einer Feldbus-Applikation die Auslastung des Busses bei einer großen Anzahl von Teilnehmern niedrig gehalten werden. Außerdem können so zeitkritische Funktionen ohne Verzögerung durch den Feldbus direkt ausgeführt werden.

  • Zugriff auf alle Steuerungsparameter sowie Ein- und Ausgänge im Millisekunden-Takt
  • Variablen, Verzweigungen, Schleifen sowie logische und mathematische Funktionen