台达电子工业股份有限公司 高机能通讯型伺服驱动器应用技术手册 / DELTA_IA-ASD_ASDA-A2_UM_SC 序言 感谢您使用本产品,本使用操作手册提供 ASDA-A2 系列伺服驱动器及 ECMA 系列伺服电机 的相关信息。内容包括: 伺服驱动器和伺服电机的安装与检查 伺服驱动器的组成说明 试转操作的步骤 伺服驱动器的控制功能介绍及调整方法 所有参数说明 通讯协议说明 检测与保养 异常排除 本使用操作手册适合下列使用者参考 伺服系统设计者 安装或配线人员 试转调机人员 维护或检查人员 在使用之前,请您仔细详读本手册以确保使用上的正确性。此外,请将其妥善放置在安全的 地点以便随时查阅。在您尚未读完本手册前,请务必遵守以下事项: 安装的环境必须没有水气,腐蚀性气体及可燃性气体 接线时禁止将三相电源接至电机 U、V、W 的接头,一旦接错时将损坏伺服电机 接地工程必须确实实施 在通电时,请勿拆解驱动器、电机或更改配线 在通电运作前,请确定紧急停机装置是否随时启动 在通电运作时,请勿接触散热片,以免烫伤 如果您在使用上仍有问题,请洽询经销商或者本公司客服中心。 i 序言 ASDA-A2 系列 安全注意事项 ASDA-A2 系列为高解析开放型(Open type)的伺服驱动器,操作时须安装于遮蔽式的控制 箱内。本驱动器利用精密的回授控制及结合高速运算能力的数字信号处理器(Digital Signal Processor, DSP),来控制 IGBT 产生精确的电流输出,用来驱动三相永磁式同步交流伺服 电机 (PMSM)以达到精准的定位。 ASDA-A2 系列可使用于工业应用场合上,且建议安装于使用手册中的配线(电)箱环境(驱 动器、线材及电机都必须安装于符合 UL 环境等级 1 的安装环境最低要求规格)。 在接收检验、安装、配线、操作、维护及检查时,应随时注意以下安全注意事项。 标志「危险」、「警告」及「禁止」代表的涵义: 意指可能潜藏危险,若未遵守可能会对人员造成严重或致命的伤害。 意指可能潜藏危险,若未遵守可能会对人员造成中度的伤害,或导致产品严重损坏, 或甚至故障。 意指绝对禁止的行动,若未遵守可能会导致产品损坏,或甚至故障而无法使用。 接收检验 请依照指定的方式搭配使用伺服驱动器及伺服电机,否则可能会导致火灾或设 备故障。 安装注意 禁止将本产品暴露在有水气、腐蚀性气体、可燃性气体等物质的场所下使用, 否则可能会造成触电或火灾。 配线注意 请将接地保护端子连接到 class-3 (100 Ω 以下)接地系统,接地不良可能会造 成触电或火灾。 请勿连接三相电源至 U、V、W 电机输出端子,否则可能会造成人员受伤或火灾。 请锁紧电源及电机输出端子的固定螺丝,否则可能会造成火灾。 配线时,请参照线材选择进行配线,避免危安事件发生。 ii 序言 ASDA-A2 系列 操作注意 当机械设备开始运转前,须配合其使用者参数调整设定值。若未调整到相符的 正确设定值,可能会导致机械设备运转失去控制或发生故障。 机器开始运转前,请确认是否可以随时启动紧急停机装置。 上电时,请确保电机轴心保持静止,不会因机构惯性或其它因素而转动。 当电机运转时,禁止接触任何旋转中的电机零件,否则可能会造成人员受伤。 为了避免意外事故,请先分开机械设备的联轴器及皮带等,使其处于单独的状 态,再进行第一次试运转。 在伺服电机和机械设备连接运转后,如果发生操作错误,则不仅会造成机械设 备的损坏,有时还可能导致人身伤害。 强烈建议:请先在无负载情况下,测试伺服电机是否正常运作,之后再将负载 接上,以避免不必要的危险。 在运转中,请不要触摸伺服驱动器的散热片,否则可能会由于高温而发生烫伤。 保养及检查 禁止接触伺服驱动器及伺服电机内部,否则可能会造成触电。 电源启动时,禁止拆下驱动器面板,否则可能会造成触电。 电源关闭 10 分钟内,不得接触接线端子,残余电压可能造成触电。 不得拆开伺服电机,否则可能会造成触电或人员受伤。 不得在开启电源情况下改变配线,否则可能造成触电或人员受伤。 只有合格的电机专业人员才可以安装、配线及修理保养伺服驱动器以及伺服电 机。 iii 序言 ASDA-A2 系列 主电路配线 请不要将动力线和信号线从同一管道内穿过,也不要将其绑扎在一起。配线时, 请使动力线和信号线相隔 30 厘米 (11.8 英寸)以上。 对于信号线、编码器反馈线,请使用多股绞合线以及多芯绞合整体隔离线。对 于配线长度,信号输入线最长为 3 米(9.84 英寸),反馈线最长为20 米(65.62 英尺)。 即使关闭电源,伺服驱动器内部仍然可能会滞留高电压,请于 10 分钟内不要触 摸电源端子。并请确认「CHARGE」指示灯熄灭以后,再进行检查作业。 请不要频繁地开关电源。如果需要连续开关电源时,请控制在一分钟一次以下。 主电路端子座配线 在配线时,请将端子座从伺服驱动器上拆下来。 端子座的一个电线插入口,请仅插入一根电线。 在插入电线时,请不要使芯线与邻近的电线短路。 在上电之前,请确实检查配线是否正确。 注: 各版本内容若略有差异,请以台达网站(/) 最新公布 信息为主。 iv 目录 第一章 产品检查与型号说明 1.1 产品检查 1-1 1.2 产品型号对照 1-3 1.2.1 铭牌说明 1-3 1.2.2 型号说明 1-5 1.3 伺服驱动器与电机机种名称对应参照表 1-8 1.3.1 ASDA-A2_220V 系列伺服系统对应参照表 1-8 1.3.2 ASDA-A2_400V 系列伺服系统对应参照表 1-10 1.4 伺服驱动器各部名称 1-11 1.4.1 ASDA-A2_220V 系列伺服驱动器 1-11 1.4.2 ASDA-A2_400V 系列伺服驱动器 1-13 1.5 ASDA-A2-XN 系列 1-15 1.5.1 型号说明 1-15 1.5.2 ASDA-A2-XN 系列伺服系统对应参照表 1-18 1.5.3 ASDA-A2-XN 系列伺服驱动器各部名称 1-19 第二章 安装 2.1 注意事项 2-1 2.2 储存环境条件 2-1 2.3 安装环境条件 2-1 2.4 安装方向与空间 2-2 2.5 断路器与保险丝建议规格表 2-4 2.6 铁氧体磁环 2-5 2.7 电磁干扰滤波器(EMI Filters)选型 2-7 2.8 回生电阻的选择方法 2-10 2.9 伺服电机的使用 2-18 2.9.1 电机动作、状态的故障分析排除表 2-18 目录 ASDA-A2 系列 2.9.2 电机安装方向注意事项 2-19 2.9.3 使用油封电机的注意事项 2-20 2.9.4 使用联轴器的注意事项 2-20 2.9.5 电机油水对策注意事项 2-21 2.9.6 抑制伺服电机温升的措施 2-22 第三章 配线 3.1 220V 系列 外围装置与主电源回路连接 3-1 3.1.1 外围装置接线图 3-1 3.1.2 驱动器的连接器与端子 3-3 3.1.3 电源接线法 3-5 3.1.4 电机 U、V、W 引出线的连接头规格 3-7 3.1.5 编码器引出线的连接头规格 3-10 3.1.6 线材的选择 3-15 3.2 400V 系列 外围装置与主电源回路连接 3-17 3.2.1 外围装置接线图 3-17 3.2.2 驱动器的连接器与端子 3-19 3.2.3 电源接线法 3-21 3.2.4 电机 U、V、W 引出线的连接头规格 3-22 3.2.5 编码器引出线的连接头规格 3-24 3.2.6 线材的选择 3-26 3.3 伺服系统基本方块图 3-28 3.3.1 220V 系列机种 3-28 3.3.2 400V 系列机种 3-31 3.4 CN1 I/O 信号接线 3-33 3.4.1 CN1 I/O 连接器端子 Layout 3-33 3.4.2 CN1 I/O 连接器信号说明 3-35 3.4.3 界面接线图(CN1) 3-45 3.4.4 用户指定 DI 与DO 信号 3-54 3.4.5 应用:使用 CN1 便利接头配线 3-55 3.5 CN2 编码器信号接线 3-59 目录 ASDA-A2 系列 3.6 CN3 通讯端口信号接线 3-62 3.6.1 CN3 通讯端口端子 Layout 3-62 3.6.2 CN3 通讯端口与个人计算机的连接方式 3-63 3.7 CN4 串行通讯端口(USB) 3-64 3.8 CN5 位置反馈信号接头(全闭回路) 3-65 3.9 CN6 通信端口(CANopen) 3-66 3.9.1 CANopen 通讯 3-66 3.9.2 DMCNET 通讯 3-68 3.10 CN7 扩充 DI 3-70 3.11 CN8 电池盒端口 3-71 3.12 220V 标准接线方式 3-72 3.12.1 位置(PT)模式标准接线 3-72 3.12.2 位置(PR)模式标准接线 3-73 3.12.3 速度模式标准接线 3-74 3.12.4 扭矩模式标准接线 3-75 3.12.5 通讯模式标准接线 3-76 3.13 400V 标准接线方式 3-77 3.13.1 位置(PT)模式标准接线 3-77 3.13.2 位置(PR)模式标准接线 3-78 3.13.3 速度模式标准接线 3-79 3.13.4 扭矩模式标准接线 3-80 3.13.5 通讯模式标准接线 3-81 3.14 A2-XN 系列与 A2 系列差异说明 3-82 3.14.1 外围装置接线图 (以A2-EN 机种为例) 3-82 3.14.2 A2-XN 驱动器新增的连接器与端子 3-83 3.14.3 CN1 I/O 50-pin 连接器端子(-FN 及-MN 的4.5kW ~ 7.5kW 机种与-LN 全系列适用) 3-83 3.14.4 CN1 I/O 26-pin 连接器端子 (-FN 及-MN 的3kW 以下机种与-EN 全系 列适用) 3-85 3.14.5 CN3 通讯端口端子 (-FN 及-MN 的4.5kW ~ 7.5kW 机种与-LN 全系列 适用) 3-86 目录 ASDA-A2 系列 3.14.6 EtherCAT 通信端口 (-EN 机种适用) 3-87 3.14.7 CN-STO (Safe Torque Off) 3-90 3.14.8 安全功能动作原理 3-91 3.14.9 STO 功能相关参数说明 3-92 3.14.10 位置(PT)模式标准接线 3-95 3.14.11 位置(PR)模式标准接线 3-96 3.14.12 速度模式标准接线 3-97 3.14.13 扭矩模式标准接线 3-98 3.14.14 通讯模式标准接线 3-99 第四章 面板显示及操作 4.1 面板各部名称 4-1 4.2 参数设定流程 4-2 4.3 状态显示 4-5 4.3.1 储存设定显示 4-5 4.3.2 小数点显示 4-5 4.3.3 警示信息显示 4-5 4.3.4 正负号设定显示 4-6 4.3.5 监控显示 4-6 4.4 一般功能操作 4-9 4.4.1 异常状态记录显示操作 4-9 4.4.2 寸动模式操作 4-10 4.4.3 强制数字输出操作 4-11 4.4.4 数字输入诊断操作 4-12 4.4.5 数字输出诊断操作 4-12 目录 ASDA-A2 系列 第五章 试转操作与调机步骤 5.1 无负载检测 5-1 5.2 驱动器送电 5-2 5.3 空载 JOG 测试 5-6 5.4 空载的速度测试 5-7 5.5 空载的定位测试 5-9 5.6 调机步骤 5-11 5.6.1 调机步骤流程图 5-12 5.6.2 结合机构的初步惯量估测流程图 5-13 5.6.3 自动模式调机流程图 5-14 5.6.4 半自动增益模式调机流程图 5-15 5.6.5 负载惯量估测的限制 5-16 5.6.6 机械共振的处理 5-17 5.6.7 增益调整模式与参数的关系 5-19 5.6.8 手动增益参数调整 5-20 第六章 控制机能 6.1 操作模式选择 6-1 6.2 位置模式 6-3 6.2.1 PT 模式位置命令 6-3 6.2.2 PR 模式位置命令 6-7 6.2.3 位置模式控制架构 6-8 6.2.4 位置 S 型平滑器 6-9 6.2.5 电子齿轮比 6-13 6.2.6 低通滤波器 6-15 6.2.7 位置模式(PR)时序图 6-16 6.2.8 位置回路增益调整 6-17 6.2.9 位置模式低频抑振 6-19 6.3 速度模式 6-24 6.3.1 速度命令的选择 6-24 6.3.2 速度模式控制架构 6-25 目录 ASDA-A2 系列 6.3.3 速度命令的平滑处理 6-26 6.3.4 模拟命令端比例器 6-30 6.3.5 速度模式时序图 6-31 6.3.6 速度回路增益调整 6-32 6.3.7 共振抑制单元 6-38 6.4 扭矩模式 6-45 6.4.1 扭矩命令的选择 6-45 6.4.2 扭矩模式控制架构 6-46 6.4.3 扭矩命令的平滑处理 6-47 6.4.4 模拟命令端比例器 6-48 6.4.5 扭矩模式时序图 6-49 6.5 混合模式 6-50 6.5.1 速度/位置混合模式 6-51 6.5.2 速度/扭矩混合模式 6-51 6.5.3 扭矩/位置混合模式 6-52 6.6 其他 6-53 6.6.1 速度限制的使用 6-53 6.6.2 扭矩限制的使用 6-53 6.6.3 模拟监视 6-54 6.6.4 电磁刹车的使用 6-59 第七章 运动控制功能说明 7.1 ASDA-A2 具备的运动控制功能 7-1 7.2 驱动器运作信息 7-1 7.2.1 监视变量说明 7-2 7.2.2 数据数组说明 7-8 7.3 运动轴说明 7-11 7.4 PR 模式说明 7-12 7.5 ASDA-A2 的PR 模式与旧 PR 模式的差异 7-12 7.6 PR 模式位置单位元 7-13 7.7 PR 模式缓存器说明 7-13 目录 ASDA-A2 系列 7.8 PR 模式原点复归说明 7-14 7.9 PR 模式提供的 DI /DO 与时序 7-15 7.10 PR 模式参数设定 7-16 7.10.1 路径前后关系 7-23 7.10.2 PR 模式路径编成 7-23 7.11 电子凸轮(E-Cam)功能说明 7-25 7.11.1 CAPTURE (数据撷取)功能说明 7-33 7.11.2 COMPARE (数据比较)功能说明 7-35 第八章 参数与功能 8.1 参数定义 8-1 8.2 参数一览表 8-2 8.3 参数说明 8-15 P0-xx 监控参数 8-15 P1-xx 基本参数 8-37 P2-xx 扩充参数 8-89 P3-xx 通讯参数 8-131 P4-xx 诊断参数 8-14 1 P5-xx Motion 设定参数 8-153 P6-xx PR 路径定义参数 8-213 P7-xx PR 路径定义参数 8-249 表8.1 数字输入(DI)功能定义表 8-259 表8.2 数字输出(DO)功能定义表 8-268 第九章 通讯机能 9.1 RS-485 /RS-232 通讯硬件接口 9-1 9.2 RS-485 /RS-232 通讯参数设定 9-3 9.3 MODBUS 通讯协议 9-7 9.4 通讯参数的写入与读出 9-19 目录 ASDA-A2 系列 第十章 异警排除 10.1 驱动器异警一览表 10-1 10.2 CANopen 通讯异警一览表 10-5 10.3 运动控制异警一览表 10-7 10.4 异警原因与处置 10-10 10.5 发生异常后解决异警的方法 10-39 第十一章 规格 11.1 伺服驱动器标准规格(ASDA-A2 系列) 11-1 11.1.1 ASDA-A2_220V 系列 11-1 11.1.2 ASDA-A2_400V 系列 11-4 11.2 伺服电机标准规格(ECMA 系列) 11-7 11.2.1 220V 系列 11-7 11.2.2 400V 系列 11-17 11.3 转矩特性(T-N 曲线) 11-25 11.3.1 220V 系列 11-25 11.3.2 400V 系列 11-27 11.4 过负载的特性 11-29 11.5 伺服驱动器外型尺寸 11-31 11.5.1 220V 系列 11-31 11.5.2 400V 系列 11-38 11.6 伺服电机外型尺寸 11-41 11.6.1 220V 系列 11-41 11.6.2 400V 系列 11-48 第十二章 绝对型伺服系统 12.1 绝对型电池盒及线材 12-2 12.1.1 电池规格 12-2 12.1.2 电池盒规格 12-4 12.1.3 绝对型编码器连接线 12-5 12.1.4 电池盒连接线 12-7 12.2 安装 12-8 目录 ASDA-A2 系列 12.2.1 安装电池盒于伺服系统 12-8 12.2.2 如何填装电池 12-12 12.2.3 如何更换电池 12-14 12.3 系统初始化与操作流程 12-16 12.3.1 系统初始化 12-16 12.3.2 脉冲数值 12-17 12.3.3 PUU 数值 12-18 12.3.4 使用 DI/DO 进行绝对坐标初始化 12-19 12.3.5 使用参数设定进行绝对坐标初始化 12-19 12.3.6 利用 DI/DO 读取绝对位置 12-20 12.3.7 利用通讯读取绝对位置 12-23 12.4 绝对型功能的参数说明 12-24 12.5 数字输入(DI)功能定义表 (绝对型电机功能) 12-28 12.6 数字输出(DO)功能定义表 (绝对型电机功能) 12-29 12.7 驱动器绝对型功能异警一览表 12-30 12.7.1 异警原因与处置 12-31 12.8 相关监视变数 12-33 附录A 配件 附录 B 基本检测与保养 目录 ASDA-A2 系列 (此页有意留为空白) 第一章 产品检查与型号说明 1.1 产品检查 为了防止本产品在购买与运送过程中的疏忽,请详细检查以下列出的项目: 是否为所欲购买的产品:分别检查电机与驱动器铭牌上的产品型号,可参阅下节所列的 型号说明。 电机轴是否运转平顺:用手旋转电机转轴,如果可以平顺运转,代表电机转轴是正常的。 但是,附有电磁刹车的电机,则无法用手平滑运转! 外观是否损伤:目视检查是否外观上有任何损坏或是刮伤。 是否有松脱的螺丝:是否有螺丝未锁紧或脱落。 如果任何上述情形发生,请与代理商联络以获得妥善的解决。 完整可操作的伺服组件应包括: (1) 伺服驱动器及伺服电机。 (2) 一条 UVW 电机动力线,一端 U、V、W 三条线插至驱动器所附的母座,另一端为公 座与电机端的母座相接,还有一条绿色地线请锁在驱动器的接地处。(选购品) (3) 一条编码器控制信号线与电机端编码器的母座相接,一端接头至驱动器 CN2 ,另一 端为公座。(选购品) (4) 于CN1 使用的 50-PIN 接头。(选购品) (5) 于CN2 使用的 20-PIN 接头。(选购品) (6) 于CN3 使用的 6-PIN 接头,一般通讯(RS485)用。(选购品) (7) 于CN4 使用的 4-PIN 接头(USB Type B 产品)。(选购品) (8) 于CN6 使用的 RJ45 接头,高速通讯(CANopen)用。(选购品) (9) 于CN7 使用的 7-PIN 接头,扩充 DI 用。(-U 机种) (选购品) 1-1 第一章 产品检查与型号说明 ASDA-A2 系列 (10) 驱动器电源输入: 220 V 机种: 控制回路电源 主回路电源 100 W ~ 3 kW L1C、L2C、 快速接头 R、S、T 快速接头 4.5 kW ~ 15 kW L1C、L2C、 端子台 R、S、T 端子台 400 V 机种: 控制回路电源 主回路电源 750 W ~ 1.5 kW DC24V、DC0V、 快速接头 R、S、T 快速接头 2 kW ~ 7.5 kW DC24V、DC0V、 端子台 R、S、T 端子台 (11) 3-PIN 快速接头(U、V、W ) (12) 3-PIN 快速接头(P 、D、C) (13) 一支塑料压棒(220 V 100 W ~ 3 kW 以及400 V 750 W ~ 1.5 kW 机种) (14) 一片金属短路片(220 V 100 W ~ 4.5 kW 以及400 V 750 W ~ 1.5 kW 机种) (15) 一本安装手册 1-2 第一章 产品检查与型号说明 ASDA-A2 系列 1.2 产品型号对照 1.2.1 铭牌说明 ASDA-A2 系列伺服驱动器 铭牌说明 产品型号 MODEL : ASD-A2-0421-L 功率规格 POWER : 400W LISTED INPUT : 200~230V 3PH 50/60Hz 1.86A 19XK 输入电源规格 IND. CONT. EQ. 200~230V 1PH 50/60Hz 3.22A 输出电源规格 OUTPUT : 110V 0-250Hz 2.6A 条码及生产管制序号 A20421L 韧体版本 01.34 DELTA ELECTRONICS, INC. MADE IN TAIWAN 生产管制序号说明 A20421L T 14 13 0102 制造序号(一周內制造序号,从0001开始) 生产周次 (从1至52) 生产年份 (14: 2014年) 制造工厂 (T: 桃园厂; W: 吴江厂) 机种型号 ECMA 系列伺服电机 铭牌说明 AC SERVO MOTOR 产品型号 MODEL: ECMA-C10602ES 输入电源规格 INPUT: VAC 110 A 1.55 Ins. A 输出电源规格 OUTPUT: r/min 3000 N.m 0.64 kW 0.2 条码及生产管制序号 C10602ES Delta Electronics, Inc. MADE IN XXXXXX 生产管制序号说明 C10602ES T 14 33 0001 制造序号(一周內制造序号,从0001开始) 生产周次 (从1至52) 生产年份 (14: 2014年) 制造工厂 (T: 桃园厂; W: 吴江厂) 机种型号 1-3 第一章 产品检查与型号说明 ASDA-A2 系列 ECMC 系列伺服电机 铭牌说明 AC SERVO MOTOR 产品型号 MODEL : ECMC-EW1310RS 输入电源规格 INPUT : VAC 110 A 5.6 Ins.A 输出电源规格 OUTPUT : r/min 2000 N.m.4.77kW 1.0 条码及生产管制序号 EW1310RS Delta Electronics, Inc. MADE IN TAIWAN 生产管制序号说明 EW1310RS T 14 09 0001 制造序号(一周內制造序号,从0001开始) 生产周次 (从1至52) 生产年份 (14: 2014年) 制造工厂 (T: 桃园厂; W: 吴江厂) 机种型号 1-4 第一章 产品检查与型号说明 ASDA-A2 系列 1.2.2 型号说明 ASDA-A2 系列伺服驱动器 A S D - A 2 - 0 7 4 3 - U 机种代码 输入电压及相数 21: 220 V 1 phase 23: 220 V 3 phase 43: 400 V 3 phase 额定输入功率 01: 100 W 30: 3 kW 02: 200 W 45: 4.5 kW 04: 400 W 55: 5.5 kW 07: 750 W 75: 7.5 kW 10: 1 kW 1B: 11 kW 15: 1.5 kW 1F: 15 kW 20: 2 kW 产品系列 A2 产品名称 AC SERVO Drive 1-5 第一章 产品检查与型号说明 ASDA-A2 系列 机种代码 类别 标准型 网络型 A2 系列 L U E F M RS-485(CN3) O O X O O 全闭环控制(CN5)*1 O O O O O DI 扩充接口(CN7) X O O X X EtherCAT X X O X X CANopen X X X X O DMCNET X X X O X 模拟电压控制 O O X X O 脉冲输入 O O X X O PR 模式*2 O O O O O 电子凸轮(E-Cam)*3 X O O X O 注: 1. PR 模式下,只有 A2-F 支持全闭环功能。 2. 唯有在 DMCNET 总线模式下可通过通讯方式读取 PR 参数。 3. E-cam 功能只能在 PR 模式下使用。 1-6 第一章 产品检查与型号说明 ASDA-A2 系列 ECMA 系列伺服电机 E C M A - C 1 0 6 0 2 E S