RZ/T2M グループ RZ/T2M Motor Solution Kit スタートアップマニュアル (RZ/T2M Motion Control Utility編)

(1)

RZ/T2M グループ

RZ/T2M Motor Solution Kit スタートアップマニュアル (RZ/T2M Motion Control Utility 編 )

要旨

本書は、ルネサスエレクトロニクス製RZ/T2MグループのMPUを搭載したRZ/T2M モータソリューションキットのスタートアップガイド(RZ/T2M Motion Control Utility編)です。

動作確認デバイス

RZ/T2M グループ

本アプリケーションノートを他のマイコンへ適用する場合、そのマイコンの仕様にあわせて変更し、十分評価してください。

R01AN5989JJ0200 Rev.2.00 2022.6.30

(2)

1.

概要

... 4

1.1 RZ/T2Mモータソリューションキット概要 ... 4

1.2 接続構成 ... 4

1.3 接続機器 ... 5

1.3.1 BLDC ... 5

1.3.1.1 FH6S20E-X81 ... 5

1.3.1.2 MB057GA140 ... 5

1.3.2 エンコーダ ... 6

1.3.2.1 アブソリュートエンコーダ ... 6

1.3.2.2 インクリメンタルエンコーダ... 6

1.3.3 PCとの通信 ... 7

1.3.3.1 USB to RS-232Cケーブル ... 7

1.3.3.2 USB to RS-422基板 ... 7

1.3.3.3 Ethernetケーブル... 7

1.3.4 ICE ... 8

1.3.5 電源 ... 9

2.

動作環境

... 10

3. ... 11

4. RZ/T2M

モータソリューションボードの設定

... 12

4.1 Switches ... 12

4.1.1 コントローラボード ... 12

4.1.2 インバータボード ... 12

4.2 Jumpers ... 13

4.2.1 コントローラボード ... 13

4.2.2 インバータボード ... 13

5. RZ/T2M

モータソリューションキット実行手順

... 14

5.1 モータソリューションボード起動 ... 14

5.2 RZ/T2M Motion Control Utility実行 ... 15

5.2.1 インストール方法 ... 15

5.2.2 Demonstrationモード ... 15

5.2.2.1 モータパラメータ設定 ... 15

5.2.2.2 RZ_T2M Motion Utility.exeを起動 ... 15

5.2.2.3 Demonstrations Mode ... 16

5.2.3 Tuner/Analyzeモード ... 22

5.2.3.1 RZ_T2M Motion Utility.exeを起動 ... 22

5.2.3.2 Position制御実行 ... 23

5.3 Tuner/Analyzerモード仕様 ... 25

(3)

5.3.1.1 File ... 26

5.3.1.2 Connect/Disconnect ... 26

5.3.1.3 View ... 27

5.3.1.4 Help ... 28

5.3.2 メイン画面 ... 29

5.3.3 Control Panel ... 31

5.3.3.1 Setupタブ ... 31

5.3.3.2 Tuningタブ ... 34

5.3.3.3 Motionタブ ... 36

5.3.3.4 Digital I/Oタブ ... 40

5.3.3.5 Encoderタブ ... 41

5.3.3.6 Limitsタブ ... 42

5.3.4 Motion Scope... 45

5.3.5 Terminal ... 47

6.

グラフで表示可能な変数

... 48

7.

モータパラメータ

... 49

8. Appendix ... 51

8.1 プログラム書き込み方法 ... 51

8.1.1 電源印加 ... 51

8.1.2 Slave Stack Code生成 ... 51

8.1.3 EWARM ... 55

8.1.3.1 CPU1プロジェクト ... 55

8.1.3.2 CPU0プロジェクト ... 56

8.1.4 e² studio ... 59

8.2 統合開発環境インストール ... 63

8.2.1 EWARM ... 63

8.2.2 e² studio ... 63

8.2.2.1 e² studioインストール ... 63

8.2.2.2 FSP_Packs_v0.8.1の適用 ... 63

8.2.2.3 J-Link.dllの置き換え ... 64

改訂記録

... 65

(4)

1. 概要

1.1 RZ/T2M モータソリューションキット概要

RZ/T2Mモータソリューションキットは、ルネサスエレクトロニクス社製RZ/T2M及びRX72N(機能安全

制御用)を搭載したモータドライブシステム向けのソリューションボード(コントローラボードとインバータボード)、ソリューションボード上で動作するソフトウェア、ソリューションボードを制御できるPCソフトウェアから構成されています。また、Ethernetケーブルを介してPCとソリューションボードを接続することにより、EtherCAT®経由でCiA402 ドライブプロファイルの機能を確認することができます。

本RZ/T2Mモータソリューションキットには、ソリューションボード上で動作するソフトウェア、PCソ

フトウェアの他に、回路図を同梱していますので、RZ/T2Mを用いた産業モータ機器開発の初期評価・先行開発を容易に行うことが可能です。

1.2 接続構成

図 1.1にRZ/T2Mモータソリューションキットの接続構成を示します。

図 1.1 RZ/T2Mモータソリューションキット接続構成

コントローラボードインバータボード

PC(*)

RZ/T2M Motion Control Utility ^{(ブラシレス}^BLDC^DC^モータ)

Nikon社製アブソリュートエンコーダ

D-Sub15pinコネクタ USB to RS-232C

ケーブル(*)

RZ/T2M RX72N

(*)：optional ICE(*)

JTAGコネクタはコントローラボードの裏にあります。

PC(*)

TwinCAT

Ethernet ケーブル(*)

(5)

1.3 接続機器

表 1.1に接続可能な機器一覧を示します。

表 1.1 接続機器一覧

No. Item 型名備考

1 BLDC ・日本電産サーボ社製: FH6S20E-X81

・Exmek社製: MB057GA140 - 2 エンコーダ・Nikon社製MAR-M50A ^-

3 PCとの

通信

USB to RS- 232Cケーブル

・Buffalo社製BSUSRC06 左記機器は参考

USB to RS-422 基板

・FTDI製USB-COM422-Plus1 4 ICE ・IARシステムズ社製

I-jet

-

1.3.1 BLDC

1.3.1.1 FH6S20E-X81

Phoenix Contact社製4pin Connector FH6S20E-X81

1.3.1.2 MB057GA140

Phoenix Contact社製4pin Connector MB057GA140

Pin Cable Color

1 Brown

2 Red

3 Orange

4 N.C

Pin Cable Color

1 White

2 Red

3 Black

4 Black

1

4

1

4

(6)

1.3.2

エンコーダ

1.3.2.1

アブソリュートエンコーダ

(1) MAR-M50A

D-sub 15pinConnector Nikon社製MAR-M50A

1.3.2.2

インクリメンタルエンコーダ

(1) FH6S20E-X81

D-sub 15pinConnectorの4,5.6,12,15をショートします。また、7,8をショートします。

(2) MB057GA140

インバータボードのD-sub 15pin Connector に接続します。

Pin Cable Color

7 White

9 Black

6 Purple

14 Blue

Pin Cable Color

2 Yellow(5V)

7 Brown(GND)

13 Orange(A相)

14 Red(B相)

D-sub 15pinConnector FH6S20E-X81

MB057GA140

インバータボードの D-sub 15pin Connectorへ

(7)

1.3.3 PC

との通信

1.3.3.1 USB to RS-232C

ケーブル

USB to RS-232CケーブルをコントローラボードのD-sub9pinコネクタに接続します。

USB to RS-232Cケーブルでコントローラボードと接続する場合は、コントローラボードのJP0801を

ショートします。

BSUSRC06

USB to RS-232Cケーブル

1.3.3.2 USB to RS-422

基板

USB to RS-422基板をコントローラボードのD-sub9pinコネクタに接続します。

USB to RS-422基板でコントローラボードと接続する場合は、コントローラボードのJP0801のショートを

外します。

USB-COM422-Plus1

USB to RS-422基板

1.3.3.3 Ethernet

ケーブル

EtherCATマスタとの接続の場合、RJ45のIN側にEthernetケーブルを接続します。

Pin Pin

1 1

2 2

3 3

4 4

5 5

6 6

7 7

8 8

9 9

N.C N.C N.C N.C

JP0801

Ethernetケーブル

IN OUT

(8)

1.3.4 ICE

ICEは、コントローラボードの裏面(ARM JTAG connector (20 pins) 、ARM JTAG connector(38pin))に接続します。

(9)

1.3.5

電源

コントローラボードとインバータボードを接続している場合は、インバータボードにDC24Vを印加します。DC24V DC Power Jack (回路図：P6)、+24V (回路図:P2/P4) ファストン端子、+24V (回路図:P5) 端子台のいずれかにDC24V印加します。

インバータボードからコントローラボードにDC24Vを供給している場合は、コントローラボードの

DC24V DC Power Jack (P1701)にDC24Vを印加しないでください。

図 1.2 インバータボード DC24V DC Power

Jack

+24V

ファストン端子 +24V端子台

(10)

2. 動作環境

本ソリューションキットは、下記の環境を想定しています。

表 2.1 動作環境

項目内容

使用ボード Controller Board / Inverter Board

MPU RZ/T2M グループ

R9A07G070N01: 320pinFBGA

動作周波数 CPU Core0：800MHz（Arm^Ⓡ Cortex^Ⓡ-R52） CPU Core1：800MHz（Arm^Ⓡ Cortex^Ⓡ-R52）

動作電圧 3.3V/1.8V/1.1V

動作モード xSPI0 boot mode

使用デバイスシリアルFlashROM(64Mbyte)

Macronix 製MX25L51245GMI-10G(セクターサイズ：64Kbyte) 通信プロトコル EtherCAT®

統合開発環境 IARシステムズ社製

Embedded Workbench^Ⓡ for Arm Version 9.30.1

RENESAS製

e² studio 2022-04 (22.4.0) (R20220331-2313) エミュレータ IARシステムズ社製

I-jet

SEGGER製

J-Link Base Ver.11.0 RZ/T2M Motion Control Utility

(PCソフト) RENESAS製

RZ/T2M Motion Control Utility

SSC Tool Provided by EtherCAT Technology Group (ETG) Slave Stack Code (SSC) Tool Version 5.12

Software PLC Beckhoff Automation

TwinCAT^® 3 Flexible Software Package

(FSP) Version.0.81

(11)

3. 関連ドキュメント

●RZ/T2M User’s Manual: Hardware (XXXX: バージョン) ドキュメント名：r01uh0916ejXXXX-rzt2.pdf

●RZ/T2M Motor Solution Board ハードウェアマニュアル (XXXX：バージョン) ドキュメント名：r01an5986jjXXXX-rzt2-hw-manual.pdf (Japanese)

r01an5986ejXXXX-rzt2-hw-manual.pdf (English)

●RZ/T2M Motor Solution Kitスタートアップマニュアル(EtherCAT編) (XXXX：バージョン) ドキュメント名：r01an6470jjXXXX-rzt2-startup-manual-ecat.pdf (Japanese)

r01an6470ejXXXX-rzt2-startup-manual-ecat.pdf (English)

●CiA402 規格書：

- IEC 61800-7-201 Edition 1.0

Adjustable speed electrical power drive systems Part 7-201: Generic interface and use of profiles for power drive systems Profile type 1 specification

- IEC 61800-7-301 Edition 1.0

Adjustable speed electrical power drive systems Part 7-301: Generic interface and use of profiles for power drive systems Mapping of profile type 1 to network technologies

(12)

4. RZ/T2M モータソリューションボードの設定 4.1 Switches

4.1.1

コントローラボード

表 4.1にRZ/T2Mモータコントローラボードのスイッチ設定を示します。

表 4.1 RZ/T2Mモータコントローラボードのスイッチ設定

No SW 項目設定

1 SW2200 RZ1.8V HVDトグルSW 下(↓): 通常モード

2 SW2202 RZ1.8V LVDトグルSW 下(↓): 通常モード

3 SW1801 5.0V LVD トグルSW 左(←): 通常モード

4 SW1800 5.0V HVD トグルSW 下(↓): 通常モード

5 SW2101 RX3.3V HVD トグルSW 下(↓): 通常モード

6 SW2103 RX3.3V LVD トグルSW 下(↓): 通常モード

7 SW2100 RZ3.3V HVD トグルSW 下(↓): 通常モード

8 SW2102 RZ3.3V LVD トグルSW 下(↓): 通常モード

9 SW2201 RZ1.1V HVD トグルSW 下(↓): 通常モード

10 SW2203 RZ1.1V LVD トグルSW 下(↓): 通常モード

11 SW2400 RX_RXD5 トグルSW 下(↓): RX_RXD5=RZ_TXD5

12 SW2401 RZ_RXD5 トグルSW 下(↓): RZ_RXD5=RX_TXD5

13 SW0501

(Device ID) 1 CFG[7:0] DIP SW ON

2 ON

3 ON

4 ON

5 ON

6 ON

7 ON

8 ON

14 SW1500

(Boot mode) 1, 2 RZ/T2M DIP SW MD0 1=OFF, 2=ON 3, 4 RZ/T2M DIP SW MD1 3=OFF, 4=ON 5, 6 RZ/T2M DIP SW MD2 5=OFF, 6=ON 7, 8 RZ/T2M DIP SW MDD 7=OFF, 8=ON 9, 10 RZ/T2M DIP SW MDW 9=ON, 10=OFF

4.1.2

インバータボード

表 4.2にインバータボードのスイッチ設定を示します。

表 4.2 インバータボードスイッチ設定

No SW 項目内容

1 SW1 異常時+24V遮断スイッチ ON(↑): 24Vオン

(13)

4.2 Jumpers

4.2.1

コントローラボード

表 4.3にRZ/T2Mモータコントローラボードのジャンパ設定を示します。

表 4.3 RZ/T2Mモータコントローラボードのジャンパ設定

No JP 項目設定

1 JP1906 電源シーケンサ駆動電源ジャンパ1-2ショート

2 JP1900 電源シーケンサ(DONA) ジャンパ2-3ショート

3 JP1904 電源シーケンサ(DOFFA) ジャンパ2-3ショート

4 JP1902 電源シーケンサ(DONC) ジャンパ2-3ショート

5 JP1903 電源シーケンサ(DOND) ジャンパ2-3ショート

6 JP1905 電源シーケンサ(DOFFB) ジャンパ2-3ショート

7 JP1907 電源シーケンサ(DOFFC) ジャンパ2-3ショート

8 JP1901 電源シーケンサ(DONB) ジャンパ2-3ショート

9 JP1908 電源シーケンサ(DOFFD) ジャンパ2-3ショート

10 JP1501

/JP1500 PWM_V-/W+スワップ JP1501ジャンパ2-3ショート

JP1500ジャンパ1-2ショート 11 JP1503

/JP1502 PWM_V2/W2+スワップ JP1503ジャンパ2-3ショート

JP1502ジャンパ1-2ショート

12 JP0700 PMOD電源供給ジャンパ無

13 JP1301 RX72N ブートモード

ジャンパ2-3ショート

14 JP1600 POE_FOV選択ジャンパ1-2ショート

15 JP1601 POE_FOV2選択ジャンパ1-2ショート

4.2.2

インバータボード

表 4.4にインバータボードのジャンパ設定を示します。

表 4.4 インバータボードのジャンパ設定

No JP 項目内容

1 P10/P11/P13 ゲートドライバ電源選択 JP10ジャンパ1-2ショート

JP11ジャンパ1-2ショート JP13ジャンパ1-2ショート

2 P1 RZ/T2Mモータコントローラボードへの

電源供給

ジャンパ1-2ショート 3 P7 Bus voltage detection 絶縁/非絶縁選択ジャンパ1-2ショート

4 P15/P14 過電流検出絶縁/非絶縁選択 JP15ジャンパ1-2 ショート

JP14ジャンパ1-2ショート

(14)

5. RZ/T2M モータソリューションキット実行手順 5.1 モータソリューションボード起動

① BLDCをインバータボードに接続

BLDCと4pinコネクタを接続し、インバータボードのP16コネクタに接続します。

② エンコーダをインバータボードに接続

エンコーダとD-Sub15pinコネクタを接続して、D-Sub15pinコネクタをインバータボードのP3コネクタに接続します。

③ USBtoRS-232CケーブルまたはUSBtoRS-422基板を接続

USBtoRS-232Cケーブル、または、USBtoRS-422基板をPCとコントローラボードに接続します。

④ xSPI0 boot mode設定

コントローラボードのSW1500を以下に設定します。

⑤ DC24V印加

インバータボードにDC24V印加します。

コントローラボードのLED1100が500ms間隔で点滅していることを確認します。

⑥ リセットSW押下

コントローラボードのリセットSWを押下します。

プログラムをシリアルFlashROMに格納していない場合、「8.1 プログラム書き込み方法」を参照して、プログラムをシリアルFlashROMに書き込みます。

(15)

5.2 RZ/T2M Motion Control Utility 実行

5.2.1

インストール方法

下記のZIPファイルを任意のフォルダ(※)に解凍します。

¥Software¥ MotionUtility¥RZ_T2 Motion Utility.zip

※：RZ_T2 Motion Utility.zipを展開するフォルダパス名は、半角英数字にします。

5.2.2 Demonstration

モード

5.2.2.1

モータパラメータ設定

本キットは下記のモータパラメータを用意しています。

モータエンコーダ

アブソリュートエンコーダ (A-format)

インクリメンタルエンコーダ

FH6S20E-X81 default_nidec.mtr default_nidec_inc.mtr

MB057GA140 default_Speeder.mtr default_Speeder_inc.mtr

接続しているモータのモータパラメータのファイル名を、”default.mtr”に変更します。

5.2.2.2 RZ_T2M Motion Utility.exe

を起動

■RS-232Cで接続している場合

COM番号と“Demonstration”を選択して、OKを押下します。

■RS-422で接続している場合

COM番号とボーレートと“Demonstration”を選択して、OKを押下します。

対応しているボーレートは下記です。

115200bps/230400bps/460800bps/921600bps/1250000bps/1500000bps

(16)

■接続失敗表示

RZ/T2M モータソリューションキットの接続(「4 RZ/T2M モータソリューションボードの設定」を参照し

てください)を再度確認してから、RZ/T2M Motion Control Utilityを起動してください。

5.2.2.3 Demonstrations Mode

Demonstrations Modeでは速度(Speed Control)/トルク(Torque Control)/位置制御(Position Control)の動作を確認することが可能です。PCまたはWindowsタブレットで表示できるようにするため、画面サイズに応じて、各ツールボックスのサイズの拡大/縮小ができます。

速度/トルク/位置制御画面は、タブで切り替えることができます。また各制御画面にDemo Modeボタンがあり、このボタンを押下することで自動制御することが可能です。

(17)

(1) Position Control画面

図 5.1にPosition Controlの画面を示します。

図 5.1 Position Control画面

No. Item Description

① Servo On/Off 電源のON/OFFを制御するトグルボタンです。

・“Servo On“表示時にボタンを押下するとモータ電源をONします。

・“Servo Off“表示時にボタンを押下するとモータ電源をOFFします。

② RUN/STOP Position Controlを開始/停止するトグルボタンです。

・“RUN”表示時にボタンを押下するとDistance[mm](目標距離)までモータが回転します。目標距離まで到達すると一定のトルクをかけ停止します。目標距離まで到達した場合、モータの回転を停止します。モータ停止後は“RUN”⇒“STOP”表示になります。

・“STOP”表示時にボタンを押下すると、モータが強制停止します。モータ停止後は

“RUN”⇒“STOP”表示になります。

③ CW/CCW モータの回転方向を制御するトグルボタンです。

・“CW“表示時にボタンを押下するとモータが正転(出力軸側から見て時計方向)します。

・“CCW“表示時にボタンを押下するとモータが反転(出力軸側から見て反時計方向)します。

④ Distance 目標距離を設定します。0~2000(1Step)の設定が可能です。

RUN中は変更不可です。

⑤ Distance Result 移動距離(結果)を100ms間隔で表示します。

⑥ Demo Mode 自動でPosition Controlを行うトグルボタンです。

“Demo Mode”表示を押下すると以下の動作を行います。

１．目標指令値: 20000でPosition Controlを開始します。

２．10秒後、目標距離:0で再びPosition Controlを開始します。

３．上記１、２を繰り返します。

再びDemo Modeボタンを押下するとモータ制御停止します。Demo Mode時、他 (RUN/STOPボタン等)の制御は不可です。

Demo Mode動作中に他のタブ(Torqueタブ/Speedタブ)を押下した場合、Demo Modeを強制終了します。

⑦ グラフ実際のPosition(Blue)、Id/Iq値(Purple/Orange)を100ms間隔で波形表示します。

グラフのスケールは拡大/縮小できます。

①

② ③

④

⑤

⑥

⑦

(18)

(2) Speed Control画面

図 5.2にSpeed Control画面を示します。

図 5.2 Speed Control画面

② RUN/STOP Speed Controlを開始/停止するトグルボタンです。

・“RUN”表示時にボタンを押下するとSpeed[rpm](目標速度)までモータが回転します。モータ回転後、“RUN”表示⇒“STOP”表示になります。

④ Speed[rpm] 目標速度を設定します。0~2000rpm(1Step)の設定が可能です。

モータ回転中でも変更が可能です。

⑤ Speed

Result[rpm] 速度制御値(結果)を100ms間隔で表示します。

⑥ Demo Mode 自動でSpeed Controlを行うトグルボタンです。

“Demo Mode”表示を押下すると以下の動作を行います。

１．目標速度:500でSpeed Controlを開始します。

２．5秒後、目標速度:1500にします。

３．上記１、２を繰り返します。

Demo Mode動作中に他のタブ(Torqueタブ/Positionタブ)を押下した場合、Demo Mode を強制終了します。

⑦ グラフ実際のPosition値(Blue)、Id/Iq値(Purple/Orange)を100ms間隔で波形表示します。グラフのスケールは拡大/縮小できます。

①

② ③

④

⑤

⑥

⑦

(19)

(3) Torque Control画面

図 5.3にTorque Control画面を示します。

図 5.3 Torque Control画面

② RUN/STOP Torque Controlを開始/停止するトグルボタンです。

・“RUN”表示時にボタンを押下するとTorque[uNm](目標トルク)までモータが回転します。モータ回転後、“RUN”表示⇒“STOP”表示になります。

④ Torque[uNm] 目標トルクを設定します。0~2000 uNm(1Step)の設定が可能です。

⑤ Speed[rpm] 目標速度を設定します。0~2000 rpm(1Step)の設定が可能です。

⑥ Torque

Result[uNm] トルク制御値(結果)を100ms間隔で表示します。

⑦ Demo Mode 自動でTorque Controlを行うトグルボタンです。

“Demo Mode”表示を押下すると、固定の目標トルクでTorque Controlを開始します。

Demo Mode動作中に他のタブ(Positionタブ/Speedタブ)を押下した場合、Demo Mode を強制終了します。

⑧ グラフ実際のPosition値(Blue)、Id/Iq値(Purple/Orange)を100ms間隔で波形表示します。グラフのスケールは拡大/縮小できます。

①

②

③

④

⑤

⑥

⑦

⑧

(20)

(21)

(4) Setting画面

図 5.4にSetting画面を示します。Setting画面では、Positionタブ/Speedタブ/Torqueタブの表示内容を設定することができます。

図 5.4 Setting画面

■Graph

1 Channel1~Channel4 Channel1~Channel4のグラフの表示/非表示を設定します。

チェックボックスをチェックした時、グラフ表示します。

2 Scale 0.125の単位でスケールを設定します。“Left”/“Right”でY軸の主軸(左側)/2軸(右側)を設定

します。

3 Data 表示するデータ(変数)を設定します。「6.グラフで表示可能な変数」を参照してください。

(22)

5.2.3 Tuner/Analyze

モード

5.2.3.1 RZ_T2M Motion Utility.exe

を起動

■RS-232Cで接続している場合

COM番号と“Tuner/Analyzer”を選択して、OKを押下します。

■RS-422で接続している場合

COM番号とボーレートと“Tuner/Analyzer”を選択して、OKを押下します。

対応しているボーレートは下記です。

115200bps/230400bps/460800bps/921600bps/1250000bps/1500000bps

■接続失敗表示

RZ/T2M モータソリューションキットの接続(「4 RZ/T2M モータソリューションボードの設定」を参照し

てください)を再度確認してから、RZ/T2M Motion Control Utilityを起動してください。

(23)

5.2.3.2 Position

制御実行

本章ではPosition制御の実行例を示します。詳細は5.3Tuner/Analyzerモード仕様を参照してください。

(1) モータパラメータのインポート

メニューの[File]→[Import]を選択して、RZ_T2M Motion Utility.exe と同じフォルダにあるモータパラメータを指定します。

モータ：FH6S20E-X81の場合、default_nidec.mtrを選択。

モータ：MB057GA140の場合、default_Speeder.mtrを選択。

(2) Power ON

Power ONボタンを押下します。

(3) Phasing 動作

Setupタブを開き、Phaseボタンを押下します。

(4) Servo ON

Servo Onボタンを押下します。

(24)

(5) Position制御

Cycle Move P1-P2ボタンを押下します。モータのPositionが0 ⇔ 10000を繰り返します。

(25)

5.3 Tuner/Analyzer モード仕様

図 5.5にTuner/Analyzerモードのメイン画面を示します。

Tuner/Analyzerモードでは2つのRZ/T2Mモータソリューションボードのモータ定数の設定、調整、診

断が行えます。各種パラメータとコマンドを表示するGUI (Graphical User Interface)と動的に変数の読み書きが可能なターミナルエミュレータを持ち、テキスト入力によってRZ/T2Mのモータソリューションソフトウェアと連動して動作します。また、モーションスコープでは、RZ/T2Mのモータソリューションソフトウェアの主要な変数を線グラフで表示します。

図 5.5 メイン画面

(26)

5.3.1

メニュー

5.3.1.1 File

1 Import モータのパラメータをインポートします。(拡張子：*.mtr)

2 Export モータのパラメータをエクスポートします。(拡張子：*.mtr)

3 Save to Flash モータのパラメータをRZ/T2MモータソリューションボードのFlashROM(RZ/T2Mモータソリューションボードのファームウェアが格納されているFlashROMのアドレス 0xA00000~(モータCH1)、0xA10000~(モータCH2))に書き込みます。

※Power OFFした状態(モータ停止)時に行ってください。

※モータパラメータ書き込み後は、モータソリューションボードの電源をOFFにして、

再スタートしてください。

※モータパラメータ書き込み後にLED0511が点灯した場合、モータパラメータの書き込みに失敗している可能性があります。LED0511が点灯している間はボードの電源をOFF せずに書き込みを繰り返し行ってください。

モータのパラメータを「7 モータパラメータ」に示します。

5.3.1.2 Connect/Disconnect

■Connect

接続ダイアログが表示されますので、使用する通信インタフェースを選択します。選択したインタフェースによって、通信プロトコルの種類が決まります。

・ RS-232C接続の場合は、COMに数字を追加した文字列（例：COM22）を指定します。ボーレートは

115,200bps固定です。

LED0511

(27)

■Disconnect

通信を切断します。再び接続する場合は、Connectを選択します。

5.3.1.3 View

■Control Panel

Control Panelを押下すると、赤枠の表示部分を表示/非表示します。

■Motion Scope

Motion Scopeを押下すると、Motion Scopeを表示/非表示します。

(28)

■Terminal

Terminalを押下すると、赤枠の表示部分を表示/非表示します。

■Refresh

Refreshを押下するとデフォルト(出荷時)のモータパラメータにリフレッシュします。

5.3.1.4 Help

■About

(29)

5.3.2

メイン画面

1 Module ID 制御対象のモータの軸番号を選択します。選択されたモータの軸番号の設定

内容に表示が切り替わります。

2 Firmware Version RZ/T2Mモータソリューションボードのファームウェアのバージョンを示し

ます。

3 Status Position モータの現在の座標値の距離を表示します。”0”のボタンを押下した時、現

在の座標値を0にすることができます。

4 Pos Error モータの現在の座標値と目標座標値までの距離を表示します。

5 Voltage 母線電圧を表示します。

6 Index エンコーダのカウンタ値(Position値)(絶対値)を取得して表示します。Xボタ

ンを押下する毎に更新します。インクリメンタルエンコーダの時は0となります。

7 Id/Iq 現在のId/Iq値を表示します。

8 Torque 現在のトルク制御値[uNm]を表示します。

9 Velocity 現在の速度制御値[rpm]を表示します。

10 Status/

Faults/Warnings 現在のStatusとFaultsとWarningsを表示します。詳細は「■_Status/

Faults/ Warnings」に示します。

11 Commands Power On 電源On/Offするトグルボタンです。

12 Servo On サーボ制御をOn/Offするトグルボタンです

13 STOP モータの回転を強制停止するボタンです。

14 Reset Error

Flags Faults/Warningsの状態を解除するボタンです。解除することで再びServo

Onが有効になります。

Control Panel

(30)

■Status/ Faults/ Warnings

No. Indication Description

1 “Moving”/”Stopped” 1行目に“Moving” or ”Stopped”を表示します。

“Moving”：モータが回転していることを意味します。

”Stopped”：モータが停止していることを意味します。

2 “Servo On”/

”Servo Off” 2行目に“Servo On” or ”Servo Off”を表示します。

“Servo On”：サーボ制御がONしていることを意味します。

”Servo Off”：サーボ制御がOFFしていることを意味します。

3 "Power On” / "Power Off” 3行目に"Power On” or "Power Off”を表示します。

"Power On”：電源Onしたことを意味します。

"Power Off”：電源Offしたことを意味します。

4 "Motor Phased”/

“Motor Not Phased” 4行目に"Motor Phased” or “Motor Not Phased”を表示します。

"Motor Phased”：フェージング(位相調整)が完了していることを意味します。

“Motor Not Phased”：フェージング(位相調整)が完了していないことを意味します。

5 "Position Captured" エンコーダの値を取得した時に表示します。

6 “PVT Buffer Error” PVT FIFOバッファの深さが閾値以下になった時に表示します。

7 "Overcurrent” 過電流検出した時に表示します。

8 "Amplifier Inhibit” 5.3.3.6(5) その他のError Mask設定によるエラーが発生した時に表示します。

9 "PVT Buffer Empty” PVTバッファエンプティ検出した時に表示します。

10 “Overtemperature” モータのオーバーヒートエラーした時に表示します。

11 "Amplifier Fault” Current Sensor(ACS716)からのFaultエラーした時に表示します。

12 "Position Error” Position誤差の超過した時に表示します。

13 "Wraparound Error” 位置カウンタ周回

(31)

5.3.3 Control Panel 5.3.3.1 Setup

タブ

(1) Motor Configuration

1 Motor Type Motor のTypeを選択します。

・PMSM/Brushless DC（PMSM／ブラシレスDC）

2 Pole Pairs Count 接続するモータの極数を設定します。(1から16まで選択可能です。)

3 Enc Counts/Revolution 1回転ごとのエンコーダのカウント数を設定します。

4 Counts/Phase 電気サイクル(=1回転ごとのエンコーダカウント数を極対数で割る)を表示します。

5 Position Inverted 位置反転を設定します。

動作の方向がデコードされた位置と一致しない場合でも、インクリメンタルエンコーダの配線を変更する必要がなくなります。

6 Encoder Type Encoder Typeを選択します。

0：Incremental 4：A-format^TM

(32)

(2) Motor Commutation

1 Commutation Mode モータの整流設定します。

・”FOC Enc/DSM”: Sinusoidal vector control with encoder and Delta Sigma Modulator

2 Windings Mapping U/V/Wの配置を選択します。

(3) Motor Phasing

1 Phasing Mode 以下を選択します。詳細についてはRZ/T1 ソリューションキットファームウェアアプリ

ケーションノートを参照してください。

1. Algorithmic

コントローラの電源投入(Power On/Offボタン押下)時にアルゴリズムが実行されます。巻線が通電され、モータを回転させる磁束が既知の方向となります。モータが安定するまでの僅かな遅延時間の後のモータの位置が磁極方向の基準となります。

このモードを使用する利点は、追加のハードウェアや配線が不要であることと、

フェージングの精度が非常に高いことです。

欠点として、電源投入時のフェージングにおいて、僅かに（1/2電気サイクル分）制御不能な動作をするため、条件によっては使用できません。

2. Dithering

アルゴリズムが磁束を様々な角度で動かし、エンコーダに基づいて動作の方向を特定します。

このモードは「Algorithmic」フェージングと同様の利点がありますが、更なる利点として、ロボット動作をエンコーダの数カウント分縮小できます。

欠点は、フェージングの精度がモータ負荷による影響を受けるため、重力軸やバネ軸には使用できないことです。

2 Phasing Time[ms] Phasing 時間を設定します。この区間Phasing Outputの大きさの電圧が付加され、

Phasingを行います。Phasing ModeでHall-Basedを選択した時、設定できません。

3 Phasing Output[%] Phasing 時の電圧を設定します。Phasing Time区間この大きさの電圧が付加され、

Phasingを行います。Phasing ModeでHall-Basedを選択した時、設定できません。

4 Phase Button Phasingを開始します。

(33)

■RZ/T1 ソリューションキットファームウェアアプリケーションノート（R11AN0086JJ0102 Rev.1.02）

(34)

(4) Open Loop Control

1 Voltage[%] 回転させる電圧(速度)を設定します。1から99%を設定可能です。値が大きいほど回転数

が速くなります。

2 Reverse Button Voltageでモータを回転(反転)させます。Reverseボタンを押下している間反転します。ボ

タンを離すとモータが停止します。

3 Forward Button Voltageでモータを回転(正転)させます。Forwardボタンを押下している間正転します。ボ

タンを離すとモータが停止します。

5.3.3.2 Tuning

タブ

Tuningタブでは、位置ループの設定、速度ループの設定、電流ループの設定をします。

(1) PIDVAFF Regulator/Position Loop

1 KP 位置制御ループアルゴリズム用の比例ゲイン（0～32767）を設定します。

2 Vel FF 位置制御ループアルゴリズム用の速度フィードフォワード（0～32767）を設定します。

3 KI 位置制御ループアルゴリズム用の積分ゲイン（0～32767）を設定します。

4 Acc FF 位置制御ループアルゴリズム用の加速度フィードフォワード（0～32767）を設定します。

5 KD 位置制御ループアルゴリズム用の微分ゲイン（0～32767）を設定します。

6 Bias PID

(35)

8 Limit[%] 位置ループPIDレギュレータからのモニタ出力制限値（0～32767）を設定します。

■参考情報

図 5.6 位置制御によるPIDレギュレータ

(2) PID Regulator/Speed Loop

1 KP 速度制御ループアルゴリズム用の比例ゲイン（0～32767）を設定します。

2 KI 速度制御ループアルゴリズム用の積分ゲイン（0～32767）を設定します。

3 KD 速度制御ループアルゴリズム用の微分ゲイン（0～32767）を設定します。

(3) Field Oriented Control/Current Loop

1 KP 直交電流制御アルゴリズム用の比例ゲインを設定します。

2 Bipolar/Pulse Button Pulse Buttonを押下すると、指定された大きさ(Output[%])のパルスを指定時間(Time[ms]) 生成します。Bipolarをチェックした時、両極性パルス（正パルスおよび負パルス）出力し

ます。Bipolarをチェックしない時、単極性パルス（正パルス）出力します。

3 KI 直交電流制御アルゴリズム用の積分ゲインを設定します。

4 Output[%] パルス出力の大きさを設定します。

5 KD 直交電流制御アルゴリズム用の微分ゲインを設定します。

6 Time[ms] パルス出力時間を設定します。

(36)

5.3.3.3 Motion

タブ

(1) Velocity Profile

Velocity Profileは、「Trapezoidal」、「Spline-Curve」、「Bezier-Curve」、および「PVT Streaming」のプロファイルを選択できます。Velocity Profileにより設定内容が異なります。

(a) Velocity Profile：Trapezoidal and Spline-Curve

Trapezoidal Profile（台形プロファイル）：最大速度、最大加速度、最大減速度のみを指定します。各パ

ラメータは最大値を設定しますが、目標位置までの距離とモータ能力によっては、最大値に到達しない場合があります。

Spline-Curve Profile（スプライン曲線プロファイル）：なめらかな曲線の速度プロファイルを生成しま

す。台形速度プロファイルのような、加速の急激な開始や停止による振動はありません。ただし、同じ動作を実行する場合、より長い時間がかかります。

1 Velocity[Enc Counts/s] 最大速度を設定します。

2 Velocity[rpm] 最大速度をrpmに変換した値を示します。

3 Acceleration[EC/s/s] 最大加速度を設定します。

4 Deceleration[EC/s/s] 最大減速度を設定します。

(37)

(b) Velocity Profile：Bezier-Curve

Bezier-Curve Profile（ベジェ曲線プロファイル）：加減速度変化率のパラメータの設定を有効にします。

設定可能なパラメータの値は0～1000で、加速度および減速度プロファイルの形状をそれぞれ変更します。本パラメータの変更によりパフォーマンスが向上しますが、急激な減速によって安定時間に影響を及ぼします。

5 Acc Jerk Factor[0-1000] 加速度変化率(0~1000)のパラメータを設定します。

6 Dec Jerk Factor[0-1000] 減速度変化率(0~1000)のパラメータを設定します。

【参考】台形プロファイル⇒ベジェ曲線プロファイル

<台形プロファイル> <ベジェ曲線プロファイル>

(38)

(c) Velocity Profile：PVT Streaming

PVT Streaming Profile（PVT(position Velocity Time)ストリーミングプロファイル）：ホストとコントロー

ラ間の通信帯域は制限されているため、速度プロファイルは一定のタイムスライス時間（通常は5ms～ 20ms）、位置と速度のセットで示されます。このプロファイル時間に対する位置、速度、時間をPVTポイントと言います。PVTポイントは各コントローラにストリーミングされ、次にコントローラが補間アルゴリズムを実行し、目標位置と目標速度の設定値を50usごとに生成します。

5 Acc Jerk Factor[0-1000] 加速度変化率(0~1000)のパラメータを設定します。

6 Dec Jerk Factor[0-1000] 減速度変化率(0~1000)のパラメータを設定します。

7 PVT Time Slice[ms] PVT Time 周期を設定します。

Trapezoidal Profileのみサポートしており、Spline-Curve Profile、Bezier-Curve Profile、PVT Streaming

Profileは非サポートです。

(39)

(2) Motion Generator

1 Target #1/ Copy Button/

Goto to #1 Button Positionを設定します。

Copy Buttonを押下すると、現在のPosition(StatusのPosition表示)をコピーします。

Go to #1を押下するとTarget #1のPositionまでモータが回転します。

2 Target #2/ Copy Button/

Goto to #2 Button Positionを設定します。

Copy Buttonを押下すると、現在のPosition(StatusのPosition表示)をコピーします。

Go to #2を押下するとTarget #2のPositionまでモータが回転します。

3 Distance/ Reserve Button/

Forward Button Distance(Position)を設定します。

Reverse Buttonを押下すると、現在のPositionからDistanceモータが反転します。

Forward Buttonを押下すると、現在のPositionからDistanceモータが正転します。

4 Pause[ms]/

Cycle Move P1-P2 Button Cycle Move P1-P2 Buttonを押下すると、モータがTarget#1のPositionへ移動→Pause→ Target#2のPositionへ移動→Pause→Target#1のPositionへ移動→・・を繰り返します。

再び、Cycle Move P1-P2 Buttonを押下すると、モータが停止します

(40)

5.3.3.4 Digital I/O

タブ

RZ/T2M モータソリューションボードのID端子の状態を表示します。

1 Input0 RZ/T2M モータソリューションボードのDIP SW(SW0501)の 1pinの状態を示します。

DIP SWの 1pin がONの場合Greenを表示し、OFFの場合Whiteを表示します。

(41)

5.3.3.5 Encoder

タブ

1 Encoder Type Encoder Typeを表示します。

顧客カスタムのエンコーダの場合、“Custom”と表示します。

2 Version EncoderのVersionを表示します。

3 Encoder ID EncoderのIDを表示します。

4 Status(hex) EncoderのError Statusを16bitのHEXで表示します。

5 Status(text) EncoderのError Statusを文字列で表示します。

6 update Button EncoderのError Statusを更新します。

7 Bit Rate[KHz] Encoder(Absolute Encoder)のBit Rate[kHz]を選択します。

8 Read ボタン Absolute EncoderのEEPROMのアドレスの値を読み出します。

Read ボタンを押下した時、EEPROM Addrのアドレスの値を読みだし、読み出し結果を

EEPROM Dataに表示します。

9 Write ボタン Absolute EncoderのEEPROMに値を書き込みます。

Writeボタンを押下した時、EEPROM AddrのアドレスにEEPROM Dataのデータを書き

込みます。

■Encoder Error Status Bit Indication 0 Overspeed Error 1 Initialization Error 2 Counting Error 3 Muli-turn Overflow

4 N.C

5 Multi-turn Error 6 Battery Error 7 Battery Alarm

8 EEPROM Busy

9 EEPROM Error

10 N.C

11 N.C

12 N.C

13 N.C

14 N.C

15 N.C

(42)

5.3.3.6 Limits

タブ

下記エラー検出を設定することができます。

・モータ位置偏差

・モータ過電流

・母線電圧過電圧

・母線電圧低電圧

・インバータ過熱

・モータ過負荷の事前検出

・モータ位置情報異常（上限／下限）

・モータ上限速度

・モータ速度偏差

・ PVTバッファエンプティ

(1) Motor Protections/I2t Limits

1 Max Position Error[ec] Max Position Error値を設定します。

2 Max Position Error Action Position値が Max Position Error値以上になった場合のアクションを設定します。

0：None：何もアクションしません 1：Stop：Servo Offします。

2：Off：Servo Off & Power Offします。

3 I2t Crnt[mA]/ Time[ms] モータのオーバーヒート防止電流[mA]とモータのオーバーヒート防止時間[ms]

電流の二乗値を積分するため、オーバーヒート保護機能が作動するまでには時間がかかります。この保護機能が作動すると出力電流は制限されますが、動作は停止しません。

4 Over Crnt[mA]/ Time[ms] 過電流検出電流[mA]と過電流検出時間を設定します。

(2) Inverter Limits

1 Min.Voltage[V] 母線電圧の低電圧検出閾値を設定します。

2 Max.Voltage[V] 母線電圧の過電圧検出閾値を設定します。

3 Overload pre-detect[mA] Overload pre-detectを設定します。

(43)

(3) Position Control Limits

1 Minimum Position[EC] Positionエラー検出の最小値を設定します。

隣のCopy ボタンを押下した時、5.3.2メイン画面のStatusのPosition値をコピーします。

2 Maximum Position[EC] Positionエラー検出の最大値を設定します。

隣のCopy ボタンを押下した時、5.3.2メイン画面のStatusのPosition値をコピーします。

(4) Speed Control Limits

1 Max Speed [EC/s] モータ速度の最大値を設定します。

2 Instructed Speed Diff [EC/s] モータ速度偏差を設定します。

(44)

(5) その他

1 PVT Buffer Empty Level PVTバッファのEmptyレベルを設定します。

2 Error Flags/ Read Button 現在検出されているエラーを示します。Readボタンを押下する毎に、検出されているエ

ラーを更新します。

ビットに対するエラーについては、■エラー検出によるモータ停止の有効／無効画面を以下に示します。

3 Error Mask/ Edit Button エラー検出によるモータ停止の有効／無効を各エラーに対して設定します。

Edit ボタンを押下した時、エラー検出によるモータ停止の有効／無効画面を表示します。

■エラー検出によるモータ停止の有効／無効設定画面現在検出されているエラーの項目は、太字で表示されます。

Bit Item Bit Item

0 N.C 16 Forward Limit Switch Triggered

1 N.C 17 Position Error

2 N.C 18 Abnormal Position

3 N.C 19 Instructed speed difference

4 N.C 20 Over Speed

5 N.C 21 Overload pre-detect

6 N.C 22 Ground Fault

7 PVT Buffer Empty 23 Inverter Over Temperature

8 Switch Setting Error 24 Motor Over Temperature

9 Invalid Parameter Setting 25 Inverter Fault

10 Encoder Not Detected 26 Inverter Over Current

11 Home Procedure Error 27 Inverter Over Voltage

12 Home Procedure Incomplete 28 Inverter Under Voltage

13 Minimum Limit Position 29 Memory Error

14 Reverse Limit Switch Triggered 30 CPU Voltage Drop

15 Maximum Limit Position 31 Watch Dog Timeout

RZ/T2M グループ RZ/T2M Motor Solution Kit スタートアップマニュアル (RZ/T2M Motion Control Utility編)