Konfiguration des Nockenschaltwerks
Der TwinCAT Digital Cam Server wird optional mit der Installation des TwinCAT-Systems installiert. Anschließend steht im TwinCAT System Manager eine Konfigurationsgruppe für das Nockenschaltwerk zur Verfügung. Durch einen rechten Mausklick auf diese Gruppe kann eine neues Nockenschaltwerk eingefügt werden.
Das neu eingefügte Nockenschaltwerk enthält zwei Tasks, eine schnelle Task zur Ausgabe der Nocken auf dem I/O-Bus und eine langsamere Task, die die Berechnung der Nockenschaltpunkte ausführt. Weiterhin ist ein logischer Encoder enthalten, der die Position des Nockenschaltwerks erfasst.
Die Zykluszeit wird auf dem Reiter Task eingestellt. Die Zykluszeit kann bis hinunter zur Basiszeit des TwinCAT Systems eingestellt werden (siehe System-Konfiguration).
Die Zykluszeit der schnellen Nocken-Ausgabe-Task (im Bild Cam Group 1) sollte so gewählt werden, dass bei maximaler Rotationsgeschwindigkeit ein maximal erlaubter Winkelfehler nicht überschritten wird.
Beispiel: Bei einer Hubzahl von 30 U/min (180 °/s) ist ein maximaler Winkelfehler der Nockenausgabe von 0.2 Grad zulässig
CycleTime = PositionError / Velocity
Cycle Time = 0.2° / 180°/s = 0.00111 s
Ein Zykluszeit des Nockenschaltwerks von 1 ms ist in diesem Fall ausreichend.
Eine kürzere Zykluszeit kann die CPU der Steuerung nicht unerheblich belasten.
Die Zykluszeit der Berechnungstask (im Bild CAM Calc Task) wirkt sich nicht auf die Ausgabegenauigkeit aus. Da aufwändige Berechnungen in dieser Task bearbeitet werden, sollte die Zykluszeit deutlich länger sein (Default 10 ms).
Für Zykluszeiten unter einer Millisekunde sind zwei Konfigurationen möglich. Zum Einen kann man die Basiszeit des TwinCAT-Systems (siehe Echtzeitkonfiguration) unter eine Millisekunde reduzieren. Da die Nockenschaltwerks-Task bis hinunter zur Basiszeit eingestellt werden kann, kann dann auch diese Zykluszeit reduziert werden. Optional kann aber auch für die Nockenschaltwerks-Task eine separater Zeitgeber konfiguriert werden, um eine geringere CPU-Last des Gesamtsystems zu erreichen. Diese Fast Clock Option wird im nächsten Absatz beschrieben.
Weitere Parameter des Nockenschaltwerks
Auf dem Global-Reiter werden Nocken-unabhängige Betriebsparameter des Nockenschaltwerks festgelegt.
Cam Output Groups: Zunächst wird die benötigte Anzahl der Nockengruppen festgelegt. Eine Nockengruppe enthält 32 digitale Ausgänge. Das Nockenschaltwerk kann auf bis zu 10 Gruppen, also auf 320 digitale Ausgänge (Nockenspuren) erweitert werden.
Fast Clock Handler
Das Nockenschaltwerk kann mit einer wesentlich schnelleren Zykluszeit betrieben werden, als andere Tasks im System (NC, SPS etc.). Unter Umständen liegt die geforderte Zykluszeit des Nockenschaltwerks sogar unterhalb der Basiszeit des Systems (typisch 1 ms). In diesem Fall kann es sinnvoll sein, das Nockenschaltwerk mit einem eigenen Taktgeber zu versehen.
Nachdem der Fast Clock Handler aktiviert wurde, läuft das Nockenschaltwerk außerhalb des TwinCAT-Task-Schedulers und ist somit von der Basiszeit des Systems unabhängig. Die Basiszeit des TwinCAT-Systems ist anschließend fest auf 1 ms eingestellt und die Zykluszeit des Nockenschaltwerkes kann jetzt in der Echtzeit-Konfiguration über das Fast Tick Intervall eingestellt werden.
 | Die Fast Clock Option ist nicht allein auf Lightbus-I/O-Karten (FC2000, C1220, C1200) beschränkt. Falls aber eine kaum mehr verwendete C1200 ISA Karte eingesetzt wird, so muss die entsprechende Option im Konfigurationsdialog angewählt werden, da diese Karte direkt durch das Nockenschaltwerk verwaltet wird. Diese Karte setzt auch die Fast Clock Option zwingend voraus. Für eine C1220 Karte ist eine Firmware ab Version V4.18 notwendig. |
Sicherheitsfunktionen
Die Sicherheitsfunktionen dienen zur Überwachung der Maschinen- bzw. Encoder-Funktion. Die Überwachung wird aktiviert, sobald durch die SPS das Coupled-Signal im Prozessabbild aktiviert wird. Ist das Coupled-Signal nicht aktiv, so geht die Steuerung davon aus, dass der Encoder mechanisch entkoppelt ist und schaltet damit auch die Überwachung aus.
- Encoderüberwachung (Check Encoder): Bei aktiver Überwachung wird die Änderung des Encoder-Zählwerts überprüft. Ändert sich der Wert nicht, so setzt das Nockenschaltwerk im Prozessabbild die Variable EncoderError. Der Fehler kann von der SPS über die Variable ResetEncoderError, ebenfalls im Prozessabbild, zurückgesetzt werden.
- Wellenbruchüberwachung (Check Shaft): Bei aktiver Überwachung wird, ähnlich wie bei der Encoderüberwachung, die Änderung des Encoder-Zählwerts überprüft. Für diese Überwachung wird jedoch mit einer einstellbaren Filterzeit gefiltert. Ein Fehler wird im Prozessabbild durch die Variable ShaftError signalisiert. Der Fehler kann von der SPS über die Variable ResetShaftError, ebenfalls im Prozessabbild, zurückgesetzt werden.
- Hubzahlüberwachung (Check Rpm): Die Hubzahlüberwachung überwacht eine Abweichung der Encoderdrehzahl von einem hier einstellbaren Wert. Die Überwachung kann mit einer einstellbaren Zeit gefiltert werden.
- Rpm Check Range: maximale Drehzahlabweichung
- Rpm Check Time: minimale Dauer der Drehzahlabweichung
Im Fehlerfall setzt das Nockenschaltwerk die Variable HPMError im Prozessabbild. Der Fehler kann von der SPS über die Variable ResetHPMError, ebenfalls im Prozessabbild, zurückgesetzt werden.