Difference between revisions of "BPI - FSM8191D servo motor controller"
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| ||Maximum cable length ||AWG 28 – 3 m； AWG 24 – 10 m | | ||Maximum cable length ||AWG 28 – 3 m； AWG 24 – 10 m | ||
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| − | | | + | |incremental encoder ||signal ||With (or without) a zero/hall signal AB quadrature signal encoder differential output |
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| ||AB 正交最大输入频率|| 1.6 MHz (正交前) (以后会加到5MHz) | | ||AB 正交最大输入频率|| 1.6 MHz (正交前) (以后会加到5MHz) | ||
Revision as of 02:10, 12 July 2023
Contents
- 1 Product overview
- 2 Application direction
- 3 Hardware
- 4 Hardware Specifications
- 4.1 Common servo controller electrical specifications made of modules
- 4.2 Servo module control specifications
- 4.3 Servo module communication specifications
- 4.4 Servo module I/O specifications
- 4.5 Servo module supports motor feedback specifications
- 4.6 Motor signal feedback wire pin definition
- 4.7 伺服模块I/O口引脚定义
- 4.8 伺服模块保护功能及使用环境要求
- 5 开发
Product overview
BPI-FSM1819D 伺服电机驱动控制器 采用峰岹科技方案
BPI-FSM1819D 伺服电机驱动控制器 采用Fortior tech方案
BPI-FSM8191D servo motor controller is an industrial-grade servo motor control product created by Bananapai open source community and Fortior technology. It is a servo module used to drive rotary servo motor, linear servo motor and torque motor. In practical applications, it is composed of main control board and power board, providing motor control core algorithm and various communication functions. BPI-FSM8191D servo module main control board, configured with two application ports and a power board interface, the servo module pin contains a number of signal interfaces, which can meet the debugging of most servo functions. In different application scenarios, the servo power board can be customized to provide power input and output, power supply and energy consumption requirements. The power board has a rich debugging interface, which fully meets the needs of developers for different power and power supplies.
Application direction
- New energy industry: die cutting machine, laminating machine, cutting and laminating machine, pole ear welding, coating machine, shell machine, top welding, helium detector, liquid injection machine, forming cabinet, replenishing machine, sealing welding machine, parting cabinet, Pack line, etc.
- Semiconductor industry: cleaning equipment, lithography machine, etching machine, repair testing equipment, scribing machine, wafer probe testing equipment, sorting machine, chip placement machine, bonding machine and other equipment
- New display industry: solid crystal machine, rerepair machine, dispensing machine, laminating equipment, bonding equipment, backlight assembly equipment, defoaming equipment, cutting equipment, AOI equipment and other basic complete set of process equipment.
- Optical industry: welding machine, focusing machine, pendulum machine, assembly machine, imaging detection, etc.
Hardware
Hardware Specifications
Common servo controller electrical specifications made of modules
| Servo controller electrical specifications | |||
| Number | spec | ||
| Power circuit input power supply（L1,L2,L3） | Rated Voltage（VAC line-line）±10% | 240 | |
| frequency（Hz） | 50 | ||
| 240VAC | Single phase/three phase | ||
| Control circuit input power supply（L1C,L2C） | 240±10VAC | Single phase | |
| Logic input fuse (delay) | 240VAC(A) | 0.5 | |
| STO（Safe torque cut-off） | STP DC（VDC） | 24±10% | |
| STO Fuse (delay) | 240VAC(A) | 1.5 | |
| Motor outputs（U,V,W） | Continuous output power supply（Arms） | 4.5 | |
| Continuous output power supply （Apeak） | 6.63 | ||
| Peak output current in 2 seconds（Arms） | 14 | ||
| Peak output current in 2 seconds（Apeak） | 20 | ||
| PWM frequency（kHz） | 16 | ||
| Soft boot | maximum surge current（A） | 7 | |
| Maximum charging time（ms） | 250 | ||
| tripping voltage | under voltage tripping（rated）(VDC） | 50 | |
| overvoltage tripping（VDC） | 420 | ||
| over-temperature | Power board overtemperature Indicates the fault temperature（Stable temperature）（℃） | 100±5% | |
| regenerative brake | Internal busbar capacitance（uF） | ||
| VLOW（Regenerative circuit off）（VDC） | 380 (can set) | ||
| VMAX（Regenerative circuit on）（VDC） | 400 (can set) | ||
Servo module control specifications
| Interface options: Analog voltage/pulse instruction /RS232 control specification | |||
| Item | spec | explain | |
| motor | Ac and DC | Rotary servo motor, linear servo motor | |
| Auto Config | Automatic configuration of motor phase and phase line Settings | ||
| running mode | Selectable mode | Torque control, speed control, position control | |
| torque control | Input instruction/output instruction | Speed command/PCOC | |
| performance | refresh rate62.5us (16kHz) | ||
| Step response time | |||
| control method | DQ, PI | ||
| reference command | simulate±10VDC，serial RS232 | ||
| auto adjust | Manually adjust the current loop parameters | ||
| speed control | Input instruction/output instruction | Speed command / PCOC | |
| performance | refresh rate: 125 μs (8 kHz) | ||
| Optional speed control method | PI | ||
| filter | First-order low-pass filter, two-cascaded first-order low-pass filter | ||
| reference command | simulation±10 VDC, serial RS232 or USB | ||
| position control | Input instruction/output instruction | Position command/speed command | |
| performance | refresh rate:250us（4kHz） | ||
| control method | PID and acceleration feedforward | ||
| reference command | Pulse & direction with electronic drive，serial ，serial RS232 | ||
| status display | modality | Fase 7 LED (Red)，Display drive status (alarm, running, enable, etc.) | |
| electronic gear | method | User defined gear ratio | |
| GUI | UI | base on Windows serial port software | |
| function | Set connection, drive information, power information, motor, feedback, I/O selection/configuration, motion Settings/adjustments, fault history/status display, etc. | ||
| Rotate toward unit | position | pulse（Counts） | |
| speed | per minute （rpm） | ||
| Acceleration/deceleration | rps/s | ||
| line unit | position | pulse（Counts）、mm | |
| speed | mm/s | ||
| Acceleration/deceleration | mm/s2 | ||
Servo module communication specifications
| Communication specification | |||
| number | spec | ||
| RS232 | base on modbus RTU | ||
| Baud rate: 19200 bit/s | |||
| Maximum conductor length: 10 m | |||
| High-Speed Serial (Specially used to observe waveforms) | Based on custom protocols | ||
| Baud rate: 115200 - 750000 bit/s | |||
| Maximum conductor length:2 m | |||
Servo module I/O specifications
| Servo module I/O specifications | |||
| Item | standard | explain | |
| analog input | voltage range | simulate ±10 VDC Finite difference | |
| zero attenuation | 100 Hz | ||
| bandwidth (-3 dB) | 500 Hz | ||
| Pulse & Direction | signal | RS 422 line receiver | |
| Maximum input frequency | 1.6 MHz (will be increased to 5MHz in the future) | ||
| Digital input (8 channels) | signal | Configurable, light isolated, drain input. | |
| (General IO configurable related pin function) | voltage | 24 V | |
| Maximum input current | 10 mA | ||
| Transfer delay time | 1 ms | ||
| Digital output (6 channels) | signal | Configurable, light isolated, drain input. | |
| (General IO configurable related pin function) | voltage | 24 V | |
| Maximum input current | 40 mA | ||
| Transfer delay time | 1 ms | ||
| Main I/O function signal | function | explain | |
| input signal（Ports can be configured） | forward limit | Positive limit switch | |
| Negative limit | Negative limit switch | ||
| Return Origin | Origin switch | ||
| Motor enable | External enable signal | ||
| ALM-RST | External clear alarm signal | ||
| speed limitation | Torque control with speed limit input | ||
| Output signal (port configurable) | Servo positioning complete | Servo execution positioning complete signal | |
| SERVO stoped | Servo execution stop signal | ||
| SERVO ALARM | Servo error alarm signal | ||
| Servo brake | Servo brake control signal | ||
| Servo phase seeking complete | Servo phase seeking complete signal | ||
| Servo return to zero complete | Servo return to zero complete signal | ||
Servo module supports motor feedback specifications
| Supported motor feedback specifications | |||
| motor feedback | specifications | explain | |
| summary | Driver output voltage | 5 VDC | |
| Maximum output current of the driver | 250 mA | ||
| Maximum cable length | AWG 28 – 3 m； AWG 24 – 10 m | ||
| incremental encoder | signal | With (or without) a zero/hall signal AB quadrature signal encoder differential output | |
| AB 正交最大输入频率 | 1.6 MHz (正交前) (以后会加到5MHz) | ||
| 最小零位脉冲宽度 | 1 µs | ||
| 霍尔传感器 | 信号 | 单端型 | |
| 正弦编码器(下一个版本会加上) | 信号 | 正余弦差分， 带或不带霍尔 | |
| 信号电平 | 1 Vpp @ 2.5 V | ||
| 最大输入频率 | 270 kHz | ||
| 输入阻抗 | 120 Ω | ||
| 插值 | 最大至16384 (14 位) | ||
| 有效插值 | 最大至 4096 (12 位) | ||
Motor signal feedback wire pin definition
根据实际应用中使用的反馈装置类型进行电机反馈接口的接线。具体参见下文的引脚出线表。 电机温度传感器使用12/25脚，已通过模块内部上拉到5V。
| 电机信号反馈线引脚定义 | |||||
| 接口引脚 | 模块引脚 | 功能 | 接口引脚 | 模块引脚 | 功能 |
| 1 | 97 | 增量编码器A+ | 14 | 98 | 增量编码器A- |
| SSI编码器data+ | |||||
| 2 | 96 | 增量编码器B+ | 15 | 95 | 增量编码器B- |
| SSI编码器clock+ | SSI编码器clock- | ||||
| 3 | 93 | 增量编码器Z+ | 16 | 94 | 增量编码器Z- |
| 4 | 116 | 霍尔U+ | 17 | 115 | 霍尔V+ |
| 5 | 114 | 霍尔W+ | 18 | / | / |
| 6 | / | / | 19 | / | / |
| 7 | / | / | 20 | / | / |
| 8 | / | / | 21 | / | / |
| 9 | 111 | 正弦编码器sine+ | 22 | 110 | 正弦编码器sine- |
| 10 | 109 | 正弦编码器cosine+ | 23 | 108 | 正弦编码器cosine- |
| 11 | 3、4 | 5V电源 | 24 | 与模块共地 | 地（5V回路） |
| 12 | 91 | 电机温度传感器 | 25 | 90 | 电机温度传感器 |
| 13 | 3、4 | 5V电源 | 26 | / | 屏蔽 |
伺服模块I/O口引脚定义
数字/模拟量的输入和输出按您的应用的要求来接线。为了保持数字I/O的隔离，您的24V回路的地接到引脚1和引脚19，驱动数字输入引脚，需要您提供一个24V信号。
| 伺服模块I/O口引脚定义 | |||||||
| 接口引脚 | 模块引脚 | 功能 | 说明 | 接口引脚 | 模块引脚 | 功能 | 说明 |
| 1 | 64 | 数字输入的公共地 | 用户提供24V输入信号的地 | 19 | 72 | 数字输出的公共地 | 用户提供24V上拉的地 |
| 2 | 107 | 等效编码器输出Z+ | 等效编码器输出的信号Z正向 | 20 | 84 | RS485通讯输入- | RS485通讯输入-(或者B端) |
| 3 | / | / | 21 | 83 | 485输入+ | RS485通讯输入+(或者A端) | |
| 4 | 106 | 等效编码器输出Z- | 等效编码器输出的信号Z负向 | 22 | 73 | 数字量输入8 | 光隔离可编程数字输入8 |
| 5 | 104 | 等效编码器输出B+ | 等效编码器输出的信号B正向 | 23 | 74 | 数字量输入7 | 光隔离可编程数字输入7 |
| 6 | / | / | 24 | 75 | 数字量输入6 | 光隔离可编程数字输入6 | |
| 7 | 105 | 等效编码器输出B- | 等效编码器输出的信号B负向 | 25 | 与模块共地 | 数字地 | 数字地 |
| 8 | 112 | 模拟输入量AN+ | 差分模拟量指令输入的正向 | 26 | 76 | 数字量输入5 | 光隔离可编程数字输入5 |
| 9 | 103 | 等效编码器输出A- | 等效编码器输出的信号A负向 | 27 | 77 | 数字量输入4 | 光隔离可编程数字输入4 |
| 10 | 与模块共地 | 数字地 | 数字地 | 28 | 78 | 数字量输入3 | 光隔离可编程数字输入3 |
| 11 | 102 | 等效编码器输出A+ | 等效编码器输出的信号A正向 | 29 | 与模块共地 | 数字地 | 数字地 |
| 12 | 113 | 模拟输入量AN- | 差分模拟量指令输入的负向 | 30 | 68 | 数字量输出3 | 光隔离可编程数字输出，可用OUT3读取 |
| 13 | 与模块共地 | 数字地 | 数字地 | 31 | 65 | 数字量输出6 | 光隔离可编程数字输出，可用OUT6读取 |
| 14 | 87 | 方向输入- | 方向输入的负向 | 32 | 69 | 数字量输出2 | 光隔离可编程数字输出，可用OUT2读取 |
| 15 | 79 | 数字量输入2 | 快速光隔离可编程数字输入，用IN2读取 | 33 | 80 | 数字量输入1 | 快速光隔离可编程数字输入，用IN1读取 |
| 16 | 86 | 方向输入+ | 方向输入的正向 | 34 | 70 | 数字量输出1 | 光隔离可编程数字输出，可用OUT1读取 |
| 17 | 89 | 脉冲输入+ | 脉冲输入的正向 | 35 | 66 | 数字量输出5 | 光隔离可编程数字输出，可用OUT5读取 |
| 18 | 88 | 脉冲输入- | 脉冲输入的负向 | 36 | 67 | 数字量输出4 | 光隔离可编程数字输出，可用OUT4读取 |
伺服模块保护功能及使用环境要求
| 保护功能及使用环境要求 | |||
| 项目 | 规格 | ||
| 保护功能 | 过流、欠压和过压、过温、反馈缺失、STO 信号未连接、位置跟随错误、速度过超、参数错误等。 | ||
| 防飞车保护功能 | 电机在寻相时，屏蔽外部脉冲输入信号功能（脉冲&方向）与接收运动指令功能（RS232），防止电机发生飞车事故。 | ||
开发
驱动器安装
安装概述
按以下步骤完成驱动器模块的安装及设定。
- 1.根据需要的运行功率，选择合适的功率底板。
- 2.完成所有电气链接：
- a)将伺服模块安装到模块转接底板上
- b)将转接底板和功路板连接
- c)电机
- d)电机反馈
- e)安全转矩切换（STO），或用跳线短接
- f)IO控制信号
- g)AC输入电源
- 3.使用USB/232电缆连接驱动器和PC。
- 4.为驱动器和PC供电。
- 5.连接至现场总线设备（可选）。
- 6.打开FortiorTechServoStudio软件（无需安装）。
- 7.使用FortiorTechServoStudio配置和调试驱动器。
FortiorTechServoStudio调试软件
FortiorTechServoStudio概述
- FortiorTechServoStudio是一个图形化用户界面 (GUI) ，与 伺服模块一起提供，用于安装、配置和调试驱动器。FortiorTechServoStudio可用于在线调试驱动器参数及完成特定的驱动器操作。
- FortiorTechServoStudio提供两种初始化系统配置方法：
- 使用【通用-备份和恢复】，点击 “默认参数”完成初始化参数配置，然后在【电机】配置电机参数，在【反馈】配置编码器分辨率。
- 使用【通用-备份和恢复】，电机“导入参数”导入之前配置过的电机参数数据。
FortiorTechServoStudio主界面包括5个功能区:
- 1.工具栏,包含常用的快速功能按钮。
- Offline|Online – 切换 FortiorTechServoStudio在线/离线状态，并显示连接状态。请参见章节【驱动器在线与离线】 。
- Enable|Disable – 使能/禁止驱动器，并显示驱动器的使能状态。
- Save – 将当前驱动器 RAM 中的参数保存至驱动器存储器中。建议在配置参数后使用保存按钮，以保存存储器中的参数值。
- No FLT — 清除驱动器故障。当驱动器发生故障时该位会变红，电机可以清除故障。
- 2.信息栏:
- Stop —停止电机并禁止驱动器。
- Help —FortiorTechServoStudio软件的在线帮助。在该版本软件中并没有开放此功能。
- About —软件版本信息，该版本中该功能还未开放。
- 3.侧边栏:
- 包含FortiorTechServoStudio界面的一个导航菜单。
- 侧边栏可以通过该箭头按钮隐藏或显示。
- 4.主操作界面:显示查看、设定和测试参数和配置驱动器的各个交互式界面。这些界面会在本手册的其他章节中详细说明。
- 故障显示： 如果没有故障，此段状态栏背景为绿色；若存在故障，则为红色。点击该区域，可打开【故障】界面。
- 警告显示： 若没有警告，此段状态栏背景为绿色；若存在警告，则为红色。
- 驱动器状态： 当驱动器使能时，此段状态栏背景为绿色，显示“Drive Active”；当驱动器未使能时为红色，显示“”。
- 5.状态栏:显示驱动器状态。
- 故障显示： 如果没有故障，此段状态栏背景为绿色；若存在故障，则为红色。点击该区域，可打开【故障】界面。
- 警告显示： 若没有警告，此段状态栏背景为绿色；若存在警告，则为红色（目前警告和故障没做区分）。
- 驱动器状态： 当驱动器使能时，此段状态栏背景为绿色，显示“Drive Active”；当驱动器未使能时为红色，显示“Drive Inactive”。
- 运行模式： 此段背景为灰色。显示当前运行模式。
- Curr：显示当前运行电流。
- Vel：显示当前电机转速。
- Pos：显示电机当前位置。
- Online/Offline：上位机和驱动器连接状态
