内容
1 文档历史....................................................................................................................................... 4 2 介绍 .............................................................................................................................................. 5
2.1 概览 .................................................................................................................................... 5 2.2 总体 .................................................................................................................................... 5 2.3 TC 总体描述 ...................................................................................................................... 6 2.4 TC板................................................................................................................................... 6 2.5 侍服 .................................................................................................................................... 7 2.6 侍服和轴通信 .................................................................................................................... 7 3 主TC接口和特点........................................................................................................................ 8
3.1 以太网 ................................................................................................................................ 8 3.2 串口连接 ............................................................................................................................ 8 3.3 MACS I/O ........................................................................................................................... 8 3.4 Local I/O ............................................................................................................................. 8 3.5 外部电源 ............................................................................................................................ 8 3.7 现场总线连接 .................................................................................................................... 9 3.8 急停 .................................................................................................................................... 9 4 从TC接口和功能........................................................................................................................ 9 5 物理结构....................................................................................................................................... 9 6 主TC接口规范 ......................................................................................................................... 10
6.1 电源接头 .......................................................................................................................... 10 6.2 QST轴接头 ...................................................................................................................... 10 6.3 ES ...................................................................................................................................... 10 6.4 内部以太网 ...................................................................................................................... 10 6.5 外部以太网 ...................................................................................................................... 10 6.6 串口2 ............................................................................................................................... 11 6.7 串口1 ............................................................................................................................... 11 6.8 数字输入 .......................................................................................................................... 11 6.9 MACS I/O ......................................................................................................................... 12 6.10 急停输入 ........................................................................................................................ 12 6.11 急停输出 ........................................................................................................................ 12 6.12 继电器输出 .................................................................................................................... 13 6.13 24V输入 ......................................................................................................................... 13 6.14 AnyBus CC ..................................................................................................................... 13 6.15 Dip开关 .......................................................................................................................... 13 7 从TC接口规范 ......................................................................................................................... 14
7.1 电源接口 .......................................................................................................................... 14 7.2 QST 轴电缆接口 ............................................................................................................. 14 7.3 ES ...................................................................................................................................... 14 7.4 内部以太网 ...................................................................................................................... 15 7.5 急停输入 .......................................................................................................................... 15 7.6 急停输出 .......................................................................................................................... 15 7.7 24V输入 ........................................................................................................................... 15 8 指示灯......................................................................................................................................... 16
8.1 LED指示灯 ...................................................................................................................... 16 8.2 显示屏 .............................................................................................................................. 17 8.3 菜单 .................................................................................................................................. 17 8.4 菜单 .................................................................................................................................. 17
8.4.1 顶级菜单 ............................................................................................................... 17 8.4.2 设置菜单 ............................................................................................................... 17 8.4.3 设置子菜单 ........................................................................................................... 17 8.4.4 改变项目 ............................................................................................................... 18 8.5 按键 .................................................................................................................................. 18
8.5.1 左键 ....................................................................................................................... 18 8.5.2 右键 ....................................................................................................................... 18 8.5.3 中间按键 ............................................................................................................... 18 8.6 菜单树 .............................................................................................................................. 18
8.6.1 主菜单 ................................................................................................................... 19 8.6.2 设置菜单 ............................................................................................................... 19 8.6.3 信息菜单 ............................................................................................................... 21 8.7 事件 .................................................................................................................................. 21 8.8 下载新软件 ...................................................................................................................... 21 8.9 菜单图 .............................................................................................................................. 22 8.10 显示的产品数据 ............................................................................................................ 22 9 技术数据..................................................................................................................................... 24 10 设计和制造标准 ....................................................................................................................... 25
1 文档历史
2 介绍
2.1 概览
PowerMACS 4000 拧紧控制器（TC）的设计是用来只驱动 Atlas Copco 的拧紧轴。 本文档描述了拧紧控制器（TC）单元的特点，主要集中在TC的物理和逻辑部分。
2.2 总体
拧紧控制器TC负责拧紧的各种任务：控制拧紧轴，收集数据，运行PLC等。TC有两种版本，主TC（PTC）和从TC（STC）。主TC是一个站的主控制器，它除了要控制拧紧任务外还负责外部设备的通信例如以太网，现场总线，串口。从TC除了执行拧紧任务外只与主TC进行通信。一根拧紧轴需要一个TC。
主TC功能框图
从TC功能框图
所有接头都位于TC的背后。
2.3 TC 总体描述
下面将对TC各个部分进行总体描述。主TC与从TC的差别将随后进行详细描述。
2.4 TC板
主TC包括如下部件：
项目 功能
以太网 以太网接口
使用
与其他TC通信。在主TC中有第二以太网接口与外部接口通信，比如控制计算机（Tools Talk PowerMACS）， 100Mbit/s，或者ToolsNet服务器。
CPU 中央处理器 PowerPC 880，120MHz
RAM 随机存储器 运行时存储程序和数据，32MB FLASH- 可编程的只读存储 存储启动代码和应用程序，8MB PROM 器，Flash类型
SRAM 带电池的静态RAM 存储设置、曲线、拧紧数据等。2MB ST Bus St 总线 ST总线用于和驱动和轴通信，在工具接头上。 急停 急停 Class 3急停，断开功率电路的门驱动电压 Local DI 数字输入 4通道光电隔离数字输入 Local DO 数字输出 4通道继电器输出 Serial 串口 串行设备接口，1通道RS232/RS485，1通道
RS232/RS422
MACS I/O CAN总线接口 光电隔离的接口，与Atlas Copco的标准附件以及Atlas
Copco验证过的DeviceNet模块通信。
AnyBus CC 现场总线接口 与更高级的设备通信 电池 RAM后备电池 正常使用寿命 > 10年
2.5 侍服
侍服驱动板上有一个ST总线接口与TC板通信。TC板主要通过两路逻辑控制信号来控制侍服：
“电流”值，定义期望的扭矩等级（扭矩参考） “电压”值，定义期望的速度（目标速度）
通常TC板会设置扭矩参考到最大值，然后运行在目标速度上，连续测量扭矩直至达到目标扭矩。然后TC板会通过ST总线接口发送停止命令到侍服，拧紧即停止。
2.6 侍服和轴通信
扭矩和角度信号所有的测量和处理都在轴上完成，处理后的值将通过ST总线以数字信号形式发送到TC板。ST总线也被用来向驱动器发送命令和读写轴上芯片的参数。 TC 最多可以读取2路扭矩信号和2路角度信号。电机电流可以从驱动板上读取。
3 主TC接口和特点
主TC 可以与许多外部设备建立通信连接。主TC有如下接口：
3.1 以太网
有两个以太网接口。以太网接口1用于和站内的其他TC进行通信。当下载系统软件到PTC中时也必须使用这个接口。以太网接口2用于和其他外部以太网设备进行通信，比如工厂的网络。控制计算机（Tools Talk PowerMACS）可以和任意一个接口通信。两个接口都是100 Base-T。
PTC自带一个六端口的交换机，安装在背板上。通常把TC上的以太网端口1用一根短的网线连接到此交换机上。TC使用一根单独的电源线对交换机进行供电。以太网电缆是标准产品，定货号为4222 1209 xx，以太网交换机包含了一根电缆。
3.2 串口连接
主TC上有两个串行连接接口。使用不同的电缆可以配置这些接口不同的电气特性。这就是说两个端口配置的特定组合才是有效的。可用的端口配置为RS232，RS485和RS42。 如下的接口配置组合是有效的： RS232，两通道 RS232，RS485 RS232，RS422 RS422，RS485
3.3 MACS I/O
有两个端口可以使用MACS I/O总线接口。这两个端口上包含了CAN总线和供外部设备使用的隔离的24V电源。
3.4 Local I/O
PTC包含了四位数字输入量和四位继电器输出。数字输入是光电隔离的。
3.5 外部电源
TC通常使用3相电源供电，内部电子设备也使用此电源。如果使用外部急停开头，TC板应该使用外部电源供电，以免当3相电源被切断时TC板同时失去低压电源。
外部电源不会给控制器供电。这就是说当3相电源切断时，以太网、现场总线和串口通信设备会继续运行，但MACS I/O总线、继电器输出和内部急停无法继续工作。注意上述所说只是使用外部急停电路时的情况。当使用内部急停时所有外部设备都可以正常运行，见3.8。
3.7 现场总线连接
主TC支持一个AnyBus CompactCom模块的连接。这个小模块可以插到连接板上的CompactFlash的插槽上。AnyBus模块支持几种现场总线：ProfiBus，DeviceNet，CCLink，Ethernet-IP和Modbus TCP。
3.8 急停
TC带有一个Class 3急停。急停功能切断功率电路的驱动电压，所有其他功能不受影响。急停的连接和功能，请参见AHB 系统图和安装指导。
4 从TC接口和功能
从TC有主TC的一部分接口和功能。从TC上有如下接口：
以太网接口1，用于内部以太网连接。 以太网交换机（选项）。 以太网交换机的电源。 外部电源输入。 急停的接口。
5 物理结构
PowerMACS系统的安装过程请见系统设计和安装指导。
6 主TC接口规范
接口板是与外部设备电缆的连接点，比如电源输入，轴（电机电源），ID设备，本地打印机等。接口板被塑料板覆盖，位于主TC背后。
6.1 电源接头
类型：Harting
使用：连接到请开关盒MSB的电源
6.2 QST轴接头
类型：Atlas Copco专有设计 使用：用于接QST轴的电缆
6.3 ES
类型：Phoenix Mini-Combicon MC1.5/2-ST.3,5 2-pole pin 使用：电源输出，用于以太网交换机的供电。 Pin: 1 15V 2 0V
6.4 内部以太网
类型：RJ45 100 base-T
使用：以太网接口1，用于内部TC通信。
6.5 外部以太网
类型：RJ45 100 base-T
使用：以太网接口2，用于外部通信
6.6 串口2
类型：15针 D-sub HD(High Density)接头，母头 使用：RS232/RS422和外部ST总线连接 脚针：
1 RS232 Rx 9 2 RS232 Tx 10 3 Gnd 11 4 RS422 R+ 12 5 RS422 R- 13 6 RS422 T+ 14 7 RS422 T- 15 8 N/C
N/C N/C N/C N/C N/C Gnd Gnd
6.7 串口1
类型：D-sub 9针接头，母头 使用：RS232/RS485连接 针脚： 1 NC
2 RS232 Rx 3 RS232 Tx 4 NC 5 Gnd
6 7 8 9 RS485 D- RS485 D+ NC NC
6.8 数字输入
类型：Phoenix Mini-Combicon MC1.5/10-ST.3， 5 10针 使用：数字输入，光电隔离。 针脚：
24V 24V 0V 0V 0V
Common DI1 DI2 DI3 DI4
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
6.9 MACS I/O
类型：9针 D-sub pin 使用：MACS I/O总线 Keying:见表中的红色符号 针脚：
1 +24V外部 2 CAN_L 3 Gnd 4 Gnd 5 NC
6 7 8 9 Gnd CAN_H NC
+24 外部
6.10 急停输入
类型：Phoenix Mini-Combicon MC1.5/12-ST.3,5 12 poles 使用：MACS I/O bus, Emergency Stop Keying：见表中的红色符号 针脚：
6.11 急停输出
类型：Phoenix Mini-Combicon MC1.5/12-ST.3,5 12 poles 使用：MACS I/O bus, Emergency Stop interconnection Keying：见表中的红色符号 针脚：
6.12 继电器输出
类型：Phoenix Mini-Combicon MC1.5/12 ST.3,5 12 poles 使用：继电器输出
Keying：见表中的红色符号 针脚：
6.13 24V输入
类型：Phoenix Mini-Combicon MC1.5/2-ST.3,5 2 poles 使用：可选的TC板外部24V电源 针脚： 1 +24V 2 0V
6.14 AnyBus CC
类型：Compact Flash 接头
使用：AnyBus Compact Com module connection
6.15 Dip开关
类型：Dip开关
使用：MACS I/O 和 RS485 终端电阻的连接 功能：
开关1打开表示RS485接上121欧姆的终端电阻。 开关2打开表示MACS I/O接上121欧姆的终端电阻。
7 从TC接口规范
从TC只有主TC的一部分接口。连接板被一块塑料板覆盖，位于从TC的背后。
7.1 电源接口
类型：Harting
使用：连接到主开关盒MSB
7.2 QST 轴电缆接口
类型：Atlas Copco专用接口 使用：连接到QST轴的电缆
7.3 ES
类型：Phoenix Mini-Combicon MC1.5/2-ST.3,5 2-pole pin 使用：自带以太网交换机的供电口 PIN: 1 15V 2 0V
7.4 内部以太网
类型：RJ45 100 base-T
使用：以太网，内部TC通信使用
7.5 急停输入
类型：Phoenix Mini-Combicon MC1.5/12-ST.3,5 12 pole 使用：急停
Keying: 见表中的红色符号 PIN:
7.6 急停输出
类型：Phoenix Mini-Combicon MC1.5/12-ST.3,5 12 pole 使用：MACS I/O总线，急停互连 Keying: 见表中的红色符号 Pin:
7.7 24V输入
类型：Phoenix Mini-Combicon MC1.5/2-ST.3,5 2 pole 使用：可选的TC主板外部供电电源接口 Pin:
Revision D TCs with serial numbers starting with D, produced after June 2008 and later: 24V 24V 0V 0V 0V
Common DI1 DI2 DI3 DI4
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
For positive logic, connect 0V to Common and 24V inputs to DI1..Di4.
8 指示灯
PowerMACS 4000的指示灯包括下面部分：
LED指示灯，主TC上有6个，从TC上有3个。 LCD显示屏，带菜单系统。 四个按键用于浏览和设置。 下面描述详细功能。
8.1 LED指示灯
主TC上有如下指示灯：
OK，绿色。当本TC驱动的轴的最新一次拧紧结果OK时被点亮。灯的行为可以使用
PLC来控制。
NOk，红色，当本TC驱动的轴的最新一次拧紧结果NOK时被点亮。灯的行为可以使
用PLC来控制。
All OK，绿色。当本站的轴的最新一次拧紧结果全部OK时被点亮。灯的行为可以使用
PLC来控制。
ALARM，红色。警报发生时，比如检测到TC软件或者硬件的严重错误时，会被点亮。
警报发生的原因显示在LCD屏上。
急停，红色。当站被紧急停止时被点亮。
PRIM，白色。当TC被配置为站中的主TC时此LED灯亮。 从TC有如下LED：
OK，绿色。当本TC驱动的轴的最新一次拧紧结果OK时被点亮。灯的行为可以使用
PLC来控制。
NOk，红色，当本TC驱动的轴的最新一次拧紧结果NOK时被点亮。灯的行为可以使
用PLC来控制。
ALARM，红色。警报发生时，比如检测到TC软件或者硬件的严重错误时，会被点亮。
警报发生的原因显示在LCD屏上。
8.2 显示屏
每台TC前面板上都有显示屏和按钮。由此可以获得TC和系统的信息，并可以改变TC的一些设置。
LCD屏的型号是YMS12864-06AEBFDGL，生产厂商是Anshan Yes Optoelectronics Display Co，128x64点阵。使用的驱动器是三星的S6B0724。
8.3 菜单
菜单可以使用四个按钮浏览。TC前面板上的按钮没有任何标签，按钮功能的标签显示在LCD屏的最下面一行。默认情况下屏幕以最大字体显示TC号。如果浏览菜单后没有退回，经过一定时间没有操作后会自动回到顶级菜单。
8.4 菜单
下面描述菜单系统。
8.4.1 顶级菜单
下图显示的是默认屏幕显示。外侧两个按钮对应的标签是“Setup”和“Info”。当按下“Info”后，事件和系统信息(主要是版本号）会显示。按下“设置”后，用户可以进入设置菜单。使用上下键，用户可以在TC号与扭矩角度之间切换。
8.4.2 设置菜单
下图显示的是设置菜单屏幕。按下“Select/项目选择”菜单后用户可以继续进入相应的子菜单。使用上下键，用户可以在“Basic Setup/基本设定”和“IP 设置”中切换。
8.4.3 设置子菜单
在这一菜单级中，用户选择要更改哪个设置。
8.4.4 改变项目
这一级菜单通常是在上一级菜单下选择“Change”后进入的。屏幕显示的内容与上一级菜单一般相同，但按键功能标签有变化。中间两个按键的标签变为更改数值。最左的按键一般是保存，最右的按键一般是返回。
8.5 按键 8.5.1 左键
左键总是进入更下一级菜单，直至进入最低层菜单。在最低层菜单，左键是用来确认/保存更改的。
8.5.2 右键
在最顶级菜单时，右键进入信息部分。否则右键总是返回上一级菜单。
8.5.3 中间按键
中间靠左的按键总是“Down”，中间靠右的键总是“Up”。在最低层菜单时中间两个键用来改变值。否则这两个键会在同级菜单中切换不同的菜单屏幕。
8.6 菜单树
完整的菜单树如下。“Back”键使用左箭头表示。
向左的箭头表示要按下左键。向上的箭头表示要按“Up”键（中左键），各下的箭头表示要按下“Down”键（中右键）。
8.6.1 主菜单
8.6.2 设置菜单
8.6.3 信息菜单
8.7 事件
当特定事件（严重硬件错误）发生时，事件会保存在菜单系统中。只有最新的5个事件会保存。“ALARM”灯会亮指示有事件存储。进入“Info”菜单后选“Events”可以查看事件。最先显示的是最后发生的事件。
8.8 下载新软件
就像事件一样，下载软件时特定的屏幕会覆盖菜单屏幕。 下载进程中，会显示如下屏幕。下载完成前没有一个按键有功能。
下载完成后会显示如下屏幕。按下左键TC重新启动。
当下载失败后会显示如下屏幕。按下左键会重新载入BootLoader。新的应用软件不会启动，因为这样可能会损坏硬件。
8.9 菜单图
8.10 显示的产品数据
在“Info”菜单中可看到不同的产品数据：
TC中必须要有有效的设置才能看到控制器和轴的数据。
9 技术数据
峰值输出电流（最多持续5秒） 最大持续功率 输入电压1) 尺寸（高x宽x深） 温度范围
40A 500W 400V-480V +-5% 292*146*298mm 0-50摄氏度 10 设计和制造标准
电磁兼容： 符合 EN 61800-3， 89/366EEC
电气安全： 符合 IEC/EN 61010-1， IEC/EN 60204-1 EN60204-1 CE标记，低电压指示和EMC指示。
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