Tartalomjegyzék:

Bevezető

Felépítés, csatlakozások, jelzések

MODBUS címkiosztás

Mach3 alap beállítások

Lehetőségek

Konfigurációs minták, Mach3 I/O oktatási anyag:

I. Brain Editor & Bemenetek

II. Kimenet hozzárendelése egy marómotor LED-hez

III. PWM kezelése két bemeneti feltétel alapján

IV. MPG beállítása, kezelése

V. Számlálók kezelése

VI. Analóg-digitális átalakítók használata

VII. THC Szabályzás, felületkövetés

VIII. Tippek, ötletek, lehetőségek...

Brain kapcsolati pontok

I/O kezelés felsőfokon...

Az MBIO Vezérlő egy szabványos MODBUS (Slave) kommunikációjú periféria kártya. Elsősorban Mach3 alá biztosít ki és bemeneti bővítést. Csatlakoztatása RS232C vagy átalakítóval, USB porton keresztül történik. Segítségével a nem időkritikus vezérlések, szabályzások, távirányítások kiszolgálása nagyban kiterjeszthető. Ezen feladatokkal nem szükséges a gyors és kevés porttal rendelkező LPT-t terhelni. Olyan stílusú vezérlési feladatok oldhatóak meg vele mint egy PLC esetén. Grafikus szerkesztővel rendelhető össze az MBIO és a Mach3 portjai, belső regiszterei. A szerkesztővel meghatározott logikai feltételek alapján fogja kezelni a perifériákat. A beállítások, egyes perifériák kezelésének módjai, logikája lementhető és így akár periféria kezelő rutingyűjtemény állítható össze, melyet egyenként hozzá adható, eltávolítható a rendszerből, sőt, exportálható más CNC gépekre is! Mindezt a Mach-ból közvetlenül kezelve! Ez az eszköz teljesen motorvezérlés független professzionális eszköz, egy önálló I/O vezérlő.

MBIO V1.0 főbb műszaki paraméterei:

- 8db bemeneti kapcsoló/nyomógomb fogadása (közvetlenül fogadhatja a mechanikus nyomógombokat).
- 8db relés kimenet, max. 230V AC, 3A terhelhetőséggel.
- 2db analóg bemenet, 0-5V feszültség, vagy 1k-4k7 potenciométerek/termisztorok fogadása.
- 1db MPG (kétfázisú, inkrementáló, aszimmetrikus) encoder  fogadása.
- 1db PWM kimenet (5kHz, 0-11690 lépések, nyitott kollektoros kimenet, max. 30V, 200mA terhelhetőséggel).
- 2db 16 bites számláló, törlő bemenetekkel.
- 1db UTP csatlakozó távirányító konzol számára.
- Összes I/O LED-es visszajelzésekkel.
- Integrált kapcsoló üzemű tápegység.
- RS232C soros csatlakozás (átalakítóval USB is használható).
- ICP-n keresztüli Firmware frissíthetőség.
- Részben SMD szerelésű PCB.

 
(nagyítás=klikk!)

Az MBIO elsősorban segédberendezések vezérlésére (Pl. főorsó fordulatszám PWM-es vagy sima vezérlésére, hűtési szivattyú indítására, adagolók, szerszámcserélők, stb. működtetésére), retesz feltételek kezelésére és CNC távirányítására való. A soros kommunikáció időkésleltetése miatt, nem javasolt végállások és HOME kapcsolók fogadására és más időkritikus alkalmazásra.

(MBIO gépkönyve, pdf)

Felépítés, csatlakozások:

(MBIO)

(csatlakozások)

8db Relés kimenet:
Sorkapcsuk az OUT0 - OUT7 -ig vannak jelölve. A relék potenciál független, 1-1 záró érintkezőt tartalmaznak. Terhelhetőségük max. AC 230V, 3A. Minden relének saját LED-es visszajelzése van.

(digitális, relés kimenet)

Minden kimenet szabadon felhasználható.

8db Digitális bemenet:
Sorkapcsuk az IN0 - IN7 -ig vannak jelölve. Minden bemenet belső 470 Ohm-os felhúzó ellenállást tartalmaz. Nyugalmi állapotban magas szinten vannak (+5V), működtetésük alkalmával GND-re kell kapcsoltatni. Minden bemenet LED-es visszajelzéssel rendelkezik.

(digitális bemenetek)

A bemenetekre közvetlenül kapcsolhatóak tranzisztorok, nyomógombok, kapcsolók, bakterek, stb. A IN7, IN6, IN5 bemenetek megosztásban (párhuzamos kötésben) vannak a Remote csatlakozó (UTP) 5-6-7 lábával ("vagy" kapcsolat).

1db MPG (Manual Pulse Generator) encoder bemenet:
Sorkapcsa az MPG mező SK8-SK10. A sorkapcsokon a tápfeszültség mellett, EA és EB inkrementáló, kétfázisú, aszimmetrikus TTL bemenetek találhatóak. Belső 3k3 felhúzó ellenállást és szűrést is tartalmaznak.

(MPG bemenet)

Az EA és EB encoder portok megosztásban (párhuzamos kötésben) vannak, a Remote csatlakozó (UTP) 2-3 lábaival ("vagy" kapcsolat). A javasolt encoder felbontás: 10 - 200 vonal/fordulat. A Vezérlő a jeleket 2× módban dolgozza fel.

2db Analóg bemenet:
Sorkapcsuk az Analóg mező, SK6; SK4. A sorkapcsokon a tápfeszültség mellett, az AN0 és AN1 bemenetek találhatóak. A jelbemenetek 0-5V DC feszültséget, vagy 1k - 4k7 ellenállású potenciométereket, ellenállás létrákat (fokozat kapcsolókat), termisztorokat, stb. képes fogadni.

(analóg bemenetek)

Potenciométerek használata esetén javasolt, a potenciométerek közelében bekötött "C" hidegítő kondenzátor beépítése. A bemenet A/D átalakítója 10 bites (érték tartománya: 0 - 1023). Célszerű a vezetékezést árnyékoltan szerelni. Az AN1 jelvezeték megosztva (párhuzamosan) van kötve, a Remote (UTP) csatlakozó 4-es lábával. Kapcsolatuk "vagylagos".

1db PWM kimenet:
Sorkapcsa az SK14. A sorkapcson a tápfeszültség mellett a PWM (impulzus szélesség modulációs) jel vezeték található. A kimenet egy nyitott kollektoros tranzisztort tartalmaz, mely terhelhetősége: max. DC 30V, 200mA. A tranzisztor a GND pont felé kapcsol.

(PWM kimenet kialakítása belül)

Egy lehetséges jelfogadás opto leválasztással:

(PWM jel fogadása)

A PWM kimenet frekvenciája: 5kHz. Szabályzási értéktartománya: 0 - 11690.

2db Számláló (Counter):
Sorkapcsai az Input bemenetek IN0 és IN1 pontjai. A két számláló Counter0=IN0 és Counter1=IN1. A számlálók bekapcsolásra (lefutó élre) léptetnek. Felbontásuk 16 bites (értékkészletük: 0 - 65535).

(az IN0 és IN1 egyben a számlálók bemenetei is)

A számlálók szoftveresen (MODBUS-on keresztül) törölhetőek. Törlőbitek állapotai: 0=Reset, 1=számlálás.

Tápcsatlakozó:
A tápcsatlakozás 2.1mm-es, u.n. tápcsatlakozó. Belső tüskéje a pozitív (+). Tápfeszültség: stabilizálatlan DC 12V, max. 300mA terheléssel.

(táp csatlakozás)

Figyelem!
A NYÁK felirattal ellentétben, a tápfeszültség CSAK DC 12V lehet! Nem kell stabilizálni.

Kérésre az MBIO Vezérlőhöz 230/12V-os dugasztápegységet is biztosítunk.

(230/12V DC tápegység)

RS232C soros port:
Csatlakozója egy SUB D9-es "szuka" csatlakozó, szabványos sorosporti bekötéssel. Alkalmas kábel egy szabványos RS232C toldókábel, PC felöli végén SUB D9 "kani", MBIO végén SUB D9 "szuka" csatlakozásokkal és érfordítás nélkül. USB használata esetén RS232C-USB átalakító használata szükséges.

(RS232C - USB átalakító)

Az átalakító telepítéséről részleteket itt olvashat.

Jelzések:

Status LED : az aktív kommunikációt jelzi (sikeres címzés és hibátlan adatátvitel),

Power : a +5V meglétét mutatja,

PWM : a PWM jel megléte és kitöltési szintjét mutatja.

Mind a bemenetek, mind a kimenetek LED-es visszajelzéseket tartalmaznak. Jelzésük az aktív állapotot mutatja.

MBIO MODBUS alapkonfigurálása:

Az MBIO szabványos soros MODBUS V1.0 Slave protokollt használ, így minden ezt használó szoftverrel használható, köztük a Mach3-al is.

Soros kommunikáció: 115200 bit/sec, 8-1-N

Az MBIO Slave címe: 1

A MODBUS kommunikáció az egyes be és kimeneteket címük és fajtájuk alapján éri el. Az alábbi táblázat a teljes címtartományt mutatja fajtánként csoportosítva.

(MBIO regiszterei)

Az üres regiszterek a későbbi esetleges fejlesztésre fenntartott címek.

Regisztertípusok:

Discrete Inputs : bitenként hozzáférhető, bemeneti regiszterek (az összes bit külön-külön címezhető, lekérdezhető),
Input Registers : 16 bites, bemeneti regiszterek (előjel nélküli, egész értékű regiszterek),
Output Coils : bitenként vezérelhető kimenetek (az összes bit külön-külön beállítható),
Output Holding Registers : 16 bites,  kimeneti regiszterek (előjel nélküli, egészértékű regiszterek).

(MODBUS Periféria Vezérlő)

Mach3 MODBUS beállítások, MBIO Vezérlőre:

Ez a leírás referencia értékű a Mach MODBUS kommunikációjáról.
A Mach3 CNC vezérlőprogram alap helyzetből támogatja a MODBUS-os I/O vezérlőket. A Mach3 Master vezérlőként mutatkozik, melyekre Slave (segéd) vezérlők köthetőek. A Slave vezérlőket címük alapján szólítja meg. Az MBIO Vezérlő is egy Slave eszköz, melynek címe 1. A Slave eszközök tartalmazzák a fizikai be és kimeneteket, valamint egyéb periféria szolgáltatásokat (PWM, A/D átalakítók, Encoderek, Számlálók, stb.). Mindig a Master eszköz kezdeményezi a lekérdezéseket, itt állítható be a periféria kezelés gyakorisága is.
A Mach3-nak (Master-nak) ismernie kell az eszköz helyét, sebességét, soros adatformátumát, slave címét, regiszterek fajtáját, regiszterek címét és mennyiségét. Ezek után jön az egyes regiszterek/bitek és a Mach3 bemenetek, kimenetek, belső regiszterek összerendelése és funkciójuk megadása. Az összerendelést belső segédprogramok segítik PLC stílusban. Rendkívül rugalmas! Erről később...

A következő lépéseket kell megtenni az alap kommunikáció létrehozásához:

(MODBUS kezelés bekapcsolása)

Ez mindennek az alapja! MODBUS kezelés bekapcsolása.

(Fontos kiegészítés)

Még akkor is fontos, ha a relét nem az LPT portról vezéreljük! A képernyő gomb helyes működéséhez kell.

(MODBUS konfigurálása)

Ez a legfontosabb MODBUS panel elérésének helye!

(Fő vezérlő panel)

Minden MODBUS beállítás forrása! Itt kell megadni a fenti táblázatnak megfelelő regisztertípusokat, címeit, mennyiségeit, ahhoz, hogy a Mach ezt a saját rendszerébe tudja integrálni. Ez alapján történik a Slave eszköz (MBIO) regisztereinek elérése és címzése. Itt kell megadni a soros port címét, sebességét és protokollját is. (részben) mindent a fenti képnek megfelelően kell beállítani!

Ami változhat:  Port Num= a csatlakoztatott MBIO soros portjának száma (vagy USB átalakító esetén a virtuális port száma)! A többi kötött.

A Timeout a kommunikációs időtúllépés, értéke 20ms, vagy ettől több.

A ModBus Run-al kapcsoljuk be az egészet.

A Cfg #X sorokkal definiáljuk az MBIO regisztereit. Az oszlopok magyarázata:

Enable = engedélyezése a sornak,
Comment = nevesítése a sornak,
Port/Address = ? (nekem nem változtatott semmit ez az érték...),
Slave# = az eszköz Slave címe (MBIO esetén 1),
Refresh = a lekérdezés gyakorisága ms-ban (a legkevesebb=25ms),
Address = az eszköz e regiszter típusának belső címe (MBIO esetén az ábrának megfelelő!),
# of Registers = regiszterek száma (MBIO esetén lásd az ábrát!),
Direction = regiszter típus (MBIO esetén lásd az ábrát!).

Ha ezeket jól beállítottuk, akkor az MBIO Status LED-je a beállított Refresh értéknek megfelelő sebességgel villogni kezd. Érdemes soronként haladva tesztelni a beállítás helyességét (a Status LED jelzi)!

Ezek után már a Mach3 Brain Editorával hozzáférhető az összes MBIO regiszter, relé, bemenet, stb.

A további leírások lecke szerűen tárgyalják az MBIO egyes minta konfigurációit. A Mach magas szinten lehetőséget ad a belső működéséhez kötni a perifériákat, ezért nagyon nagy a beállítások lehetséges variációi. Nincs lehetőségem minden variációt kitárgyalni, ezért csak ízelítőt, mintákat kínálok fel a lehetőségekből!

Továbblépés: Brain Editor és Brain Control használatának bemutatása egy bemenet - EStop kapcsolat létrehozásán keresztül.

---