BPI-FSM8191D伺服电机控制器是香蕉派开源社区和Fortior技术共同打造的工业级伺服电机控制产品。它是一个伺服模块,用于驱动旋转伺服电机,直线伺服电机和力矩电机。在实际应用中,它由主控板和电源板组成,提供电机控制核心算法和各种通信功能。BPI-FSM8191D伺服模块主控板,配置有两个应用端口和一个电源板接口,伺服模块引脚包含多个信号接口,可以满足大部分伺服功能的调试。在不同的应用场景下,伺服电源板可以定制提供电源输入输出、电源和能耗需求。电源板具有丰富的调试接口,充分满足开发人员对不同电源和电源的需求。
新能源产业:模切机、覆膜机、分切覆膜机、极耳焊接机、涂层机、外壳机、顶焊、氦气检测仪、注液机、成型柜、补料机、封焊机、分型柜、包装线等。
半导体行业:清洗设备、光刻机、蚀刻机、修复测试设备、划片机、晶圆探针测试设备、分选机、贴片机、邦定机等设备
新型显示产业:固晶机、返修机、点胶机、贴合设备、邦定设备、背光组装设备、贴片设备、切割设备、AOI设备等基础成套工艺设备。
光学行业:焊接机、调焦机、摆光机、装配机、成像检测等。
| 伺服控制器电气规格 | ||
|---|---|---|
Number  | 
spec  | 
|
电源电路输入电源(L1,L2,L3)  | 
额定电压(VAC line-line)±10%  | 
240  | 
频率(Hz)  | 
50  | 
|
240VAC  | 
单相/三相  | 
|
控制电路输入电源(L1C,L2C)  | 
240±10VAC  | 
单相  | 
逻辑输入保险丝(延时)  | 
240VAC(A)  | 
0.5  | 
STO (安全扭矩切断)  | 
STP DC(VDC)  | 
24±10%  | 
STO 保险丝 (延时)  | 
240VAC(A)  | 
1.5  | 
电机输出 (U,V,W)  | 
连续输出电源 (Arms)  | 
4.5  | 
连续输出电源 (Apeak)  | 
6.63  | 
|
2秒内的峰值输出电流(Arms)  | 
14  | 
|
2秒内的峰值输出电流(Apeak)  | 
20  | 
|
PWM 频率(kHz)  | 
16  | 
|
Soft boot  | 
最大浪涌电流(A)  | 
7  | 
最大充电时间(ms)  | 
250  | 
|
跳闸电压  | 
欠压跳闸(额定)(VDC)  | 
50  | 
过电压跳闸(VDC)  | 
420  | 
|
超温  | 
电源板过热指示故障温度(稳定温度)(℃)  | 
100±5%  | 
再生制动  | 
内部母线电容(uF)  | 
|
VLOW(再生电路关闭)(VDC)  | 
380 (can set)  | 
|
VMAX(再生电路开启)(VDC)  | 
400 (can set)  | 
|
| 接口选项:模拟电压/脉冲指令/RS232控制规格 | ||
|---|---|---|
Item  | 
spec  | 
explain  | 
电机  | 
Ac and DC  | 
旋转伺服电机、直线伺服电机  | 
自动配置  | 
自动配置电机相位和相线设置  | 
|
运行模式  | 
可选择模式  | 
转矩控制、速度控制、位置控制  | 
转矩控制  | 
输入指令/输出指令  | 
速度命令/PCOC  | 
性能  | 
刷新率 rate62.5us (16kHz)  | 
|
阶跃响应时间  | 
||
控制方式  | 
DQ, PI  | 
|
参考命令  | 
simulate±10VDC,serial RS232  | 
|
自动调节  | 
手动调整当前循环参数  | 
|
速度控制  | 
输入指令/输出指令  | 
速度命令 / PCOC  | 
性能  | 
刷新率: 125 μs (8 kHz)  | 
|
可选速度控制方法  | 
PI  | 
|
滤波器  | 
一阶低通滤波器,两个级联的一阶低滤波器  | 
|
参考命令  | 
simulation±10 VDC, serial RS232 or USB  | 
|
位置控制  | 
输入指令/输出指令  | 
位置指令/速度指令  | 
性能  | 
刷新率:250us(4kHz)  | 
|
控制方式  | 
PID和加速度前馈  | 
|
参考命令  | 
Pulse & direction with electronic drive,serial ,serial RS232  | 
|
状态显示  | 
形式  | 
Fase 7 LED(红色),显示驱动器状态(报警、运行、启用等)  | 
电子齿轮  | 
方法  | 
用户定义的齿轮比  | 
GUI  | 
UI  | 
基于Windows串口软件  | 
功能  | 
设置连接、驱动器信息、电源信息、电机、反馈、I/O选择/配置、运动设置/调整、故障历史/状态显示等。  | 
|
向单位旋转  | 
位置  | 
(Counts)  | 
速度  | 
每分钟(rpm)  | 
|
加速/减速  | 
rps/s  | 
|
线单元  | 
位置  | 
(Counts)、mm  | 
速度  | 
mm/s  | 
|
加速/减速  | 
mm/s2  | 
|
| 通信规范 | |
|---|---|
number  | 
spec  | 
RS232  | 
基于Modbus RTU  | 
波特率: 19200 bit/s  | 
|
最大导体长度: 10 m  | 
|
高速串行(专用于观察波形)  | 
基于自定义协议  | 
波特率: 115200 - 750000 bit/s  | 
|
最大导线长度:2 m  | 
|
| 伺服模块I/O规格 | ||
|---|---|---|
Item  | 
standard  | 
explain  | 
模拟输入  | 
电压范围  | 
模拟±10 VDC有限差分  | 
零衰减  | 
100 Hz  | 
|
带宽 (-3 dB)  | 
500 Hz  | 
|
脉冲和方向  | 
信号  | 
RS 422线路接收机  | 
最大输入频率  | 
1.6 MHz (will未来将增加到5MHz)  | 
|
数字输入(8通道)  | 
信号  | 
可配置、光隔离、漏极输入。  | 
(通用IO可配置相关引脚功能)  | 
电压  | 
24 V  | 
最大输入电流  | 
10 mA  | 
|
传输延迟时间  | 
1 ms  | 
|
数字输出(6通道)  | 
信号  | 
可配置,光隔离,漏极输入。  | 
(通用IO可配置相关引脚功能)  | 
电压  | 
24 V  | 
最大输入电流  | 
40 mA  | 
|
传输延迟时间  | 
1 ms  | 
|
主I/O功能信号  | 
功能  | 
explain  | 
输入信号(可配置端口)  | 
正极限  | 
正限位开关  | 
负极限  | 
负限位开关  | 
|
返回原点  | 
原点开关  | 
|
电机启用  | 
外部使能信号  | 
|
ALM-RST  | 
外部清除报警信号  | 
|
速度限制  | 
带速度限制输入的扭矩控制  | 
|
输出信号(端口可配置)  | 
伺服定位完成  | 
伺服执行定位完成信号  | 
伺服停止  | 
伺服执行停止信号  | 
|
伺服报警  | 
伺服错误报警信号  | 
|
伺服制动装置  | 
伺服制动控制信号  | 
|
伺服寻相完成  | 
伺服寻相完成信号  | 
|
伺服归零完成  | 
伺服归零完成信号  | 
|
| 支持的电机反馈规格 | ||
|---|---|---|
电机反馈  | 
规格  | 
explain  | 
总结  | 
驱动器输出电压  | 
5 VDC  | 
驱动器的最大输出电流  | 
250 mA  | 
|
最大电缆长度  | 
AWG 28 – 3 m; AWG 24 – 10 m  | 
|
增量编码器  | 
信号  | 
带(或不带)零/霍尔信号AB正交信号编码器差分输出  | 
AB正交最大输入频率  | 
1.6 MHz (正交性条件) (It未来将增加到5MHz)  | 
|
最小零脉冲宽度  | 
1 µs  | 
|
霍尔传感器  | 
信号  | 
single-ended  | 
正弦编码器(将在下一版本中添加)  | 
信号  | 
正弦余弦差,有或没有霍尔  | 
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  | 
Max to 16384 (14 bit)  | 
|
有效内插  | 
Max to 4096 (12 bit)  | 
|
电机反馈接口根据实际应用中使用的反馈装置类型进行接线。有关详细信息,请参见下面的引脚出口表。
电机温度传感器使用12/25引脚,并通过模块内部被拉高至5V。
| 电机信号反馈线引脚定义 | |||||
|---|---|---|---|---|---|
Pin define  | 
Module pin  | 
function  | 
Pin define  | 
Module pin  | 
function  | 
1  | 
97  | 
  | 
14  | 
98  | 
incremental encoder A-  | 
2  | 
96  | 
  | 
15  | 
95  | 
  | 
3  | 
93  | 
incremental encoder Z+  | 
16  | 
94  | 
incremental encoder Z-  | 
4  | 
116  | 
Hall U+  | 
17  | 
115  | 
Hall V+  | 
5  | 
114  | 
Hall W+  | 
18  | 
/  | 
/  | 
6  | 
/  | 
/  | 
19  | 
/  | 
/  | 
7  | 
/  | 
/  | 
20  | 
/  | 
/  | 
8  | 
/  | 
/  | 
21  | 
/  | 
/  | 
9  | 
111  | 
Sine encoder sine+  | 
22  | 
110  | 
Sine encoder sine-  | 
10  | 
109  | 
Sine encoder cosine+  | 
23  | 
108  | 
Sine encoder cosine-  | 
11  | 
3、4  | 
5V power  | 
24  | 
Common ground with module  | 
ground(5V loop)  | 
12  | 
91  | 
Motor temperature sensor  | 
25  | 
90  | 
Motor temperature sensor  | 
13  | 
3、4  | 
5V power  | 
26  | 
/  | 
shield  | 
数字/模拟输入和输出根据您的应用要求进行接线。为了保持数字I/O隔离,24V环路的接地连接到引脚1和19,这两个引脚驱动数字输入引脚,并要求您提供24V信号。
| 伺服模块I/O端口引脚定义 | |||
|---|---|---|---|
Pin define  | 
Module pin  | 
function  | 
explain  | 
1  | 
64  | 
Digital input to the public ground  | 
user provides a 24V input signa ground  | 
2  | 
107  | 
Equivalent encoder output Z+  | 
Equivalent encoder output signal Z forward direction  | 
3  | 
/  | 
/  | 
|
4  | 
106  | 
Equivalent encoder output Z-  | 
Equivalent encoder output signal Z negative  | 
5  | 
104  | 
Equivalent encoder output B+  | 
Equivalent encoder output signal B forward direction  | 
6  | 
/  | 
/  | 
|
7  | 
105  | 
Equivalent encoder output B-  | 
Equivalent encoder output signal B negative  | 
8  | 
112  | 
Analog input AN+  | 
Diff forward direction of analog instruction input  | 
9  | 
103  | 
Equivalent encoder output A-  | 
Equivalent encoder output signal A negative  | 
10  | 
Common ground with module  | 
DGND  | 
DGND  | 
11  | 
102  | 
Equivalent encoder output A+  | 
Equivalent encoder output signal A forward direction  | 
12  | 
113  | 
Analog input AN-  | 
Differential analog instruction input in negative direction  | 
13  | 
Common ground with module  | 
DGND  | 
DGND  | 
14  | 
87  | 
direction input -  | 
Direction Indicates the negative direction of the input  | 
15  | 
79  | 
Digital input 2  | 
Optically isolated programmable digital input,Read with IN2  | 
16  | 
86  | 
direction input  | 
Direction Indicates the positive direction of the input  | 
17  | 
89  | 
impulse input  | 
The pulse input is positive  | 
18  | 
88  | 
impulse input -  | 
The negative direction of the pulse input  | 
19  | 
72  | 
Digital output to the public ground  | 
provides 24V pull-up ground  | 
20  | 
84  | 
RS485 ommunication input -  | 
RS485 ommunication input -(Or B terminal)  | 
21  | 
83  | 
485 input  | 
RS485 communication input +(Or A terminal)  | 
22  | 
73  | 
Digital input 8  | 
Optically isolated programmable digital input 8  | 
23  | 
74  | 
Digital input 7  | 
Optically isolated programmable digital input 7  | 
24  | 
75  | 
Digital input 6  | 
Optically isolated programmable digital input 6  | 
25  | 
Common ground with module  | 
DGND  | 
DGND  | 
26  | 
76  | 
Digital input 5  | 
Optically isolated programmable digital input 5  | 
27  | 
77  | 
Digital input 4  | 
Optically isolated programmable digital input 4  | 
28  | 
78  | 
Digital input 3  | 
Optically isolated programmable digital input 3  | 
29  | 
Common ground with module  | 
DGND  | 
DGND  | 
30  | 
68  | 
Digital output 3  | 
Optically isolated programmable digital output, can be read with OUT3  | 
31  | 
65  | 
Digital output 6  | 
Optically isolated programmable digital output, can be read with OUT6  | 
32  | 
69  | 
Digital output 2  | 
Optically isolated programmable digital output, can be read with OUT2  | 
33  | 
80  | 
Digital input 1  | 
Optically isolated programmable digital input,Read with IN1  | 
34  | 
70  | 
Digital output 1  | 
Optically isolated programmable digital output, can be read with OUT1  | 
35  | 
66  | 
Digital output 5  | 
Optically isolated programmable digital output, can be read with OUT5  | 
36  | 
67  | 
Digital output 4  | 
Optically isolated programmable digital output, can be read with OUT4  | 
| 伺服模块保护功能及使用环境要求 | |
|---|---|
item  | 
spec  | 
保护功能  | 
过流、欠压、过压、超温、反馈缺失、STO信号未连接、位置跟随错误、超速、参数错误等。  | 
防飞车保护功能  | 
电机寻相时,屏蔽外部脉冲输入信号功能(脉冲和方向)和接收运动指令功能(RS232),防止电机事故。  | 
按照以下步骤安装和配置驱动程序模块。
根据所需的工作功率,选择合适的电源基板。
完成所有电气连接:
将伺服模块安装到模块转换底板上
将开关基板连接到电源板
电机
电机反馈
安全扭矩开关(STO)或使用跳线短路
输入输出控制信号
AC输入电源
使用USB/232电缆将驱动器连接到PC。
电源驱动器和PC。
连接到现场总线设备(可选)。
打开Forecast TechServoStudio.exe(无需安装)。
使用Forecast TechServoStudio配置和调试驱动器。
FortiorTechServoStudio Forecast TechServoStudio是随伺服模块提供的图形用户界面(GUI),用于安装、配置和调试驱动器。Forecast TechServoStudio可用于在线调试驱动器参数并执行特定的驱动器操作。
FortiorTechServoStudio支持两种初始系统配置方法:
使用【常规-备份和恢复】,点击“默认参数”完成初始参数配置,然后在【电机】中配置电机参数,在【反馈】中配置编码器分辨率。
使用[常规-备份和恢复],电机“导入参数”导入先前配置的电机参数数据。
FortiorTechServoStudio主界面由5个功能区组成:
按钮,包含常用的快捷功能按钮。
线下|联机-切换Forecast TechServoStudio联机/脱机并显示连接状态。请参阅[联机和脱机驱动器]部分。
使|Disable -启用/禁用驱动器并显示驱动器的启用状态
保存-将当前驱动器RAM中的参数保存到驱动器存储器中。建议在配置参数后使用保存按钮将参数值保存到内存中。
无FLT -清除驱动器故障。当变频器出现故障时,此位变为红色,电机可以清除故障。
信息栏:
停止-停止电机并禁用驱动器。
帮助-Forecast TechServoStudio软件在线帮助。此版本的软件未启用此功能。
关于-有关软件版本的信息。在此版本中,该功能不可用。
侧边栏:
包括Forecast TechServoStudio A界面的导航菜单。
可以使用此箭头按钮隐藏或显示边栏。
主操作界面:显示交互式界面,用于查看、设置和测试参数以及配置驱动器。这些接口在本手册的其他章节中有详细描述
故障显示:若无故障,状态栏背景为绿色。如果有故障,则为红色。点击此区域打开[故障]屏幕。
警告:如果没有警告,则状态栏的背景为绿色;如果有警告,则为红色。
驱动器状态:当驱动器启用时,状态栏的背景为绿色,并显示驱动器活动。当驱动器未启用时,它是红色和“。
状态栏:显示驱动器状态。
故障显示:若无故障,状态栏背景为绿色。如果有故障,则为红色。点击此区域打开[故障]屏幕。
警告:如果没有警告,则状态栏背景为绿色;如果有警告,则为红色(目前不区分警告和故障)。
驱动器状态:当驱动器启用时,状态栏的背景为绿色,并显示驱动器活动。如果驱动器未启用,则显示红色,并显示驱动器未激活。
运行模式:此段的背景为灰色。显示当前运行模式。
Curr:显示当前运行电流
Vel:显示当前电机速度。
Pos:显示电机的当前位置。
联机/脱机:上位机与驱动器的连接状态
香蕉派 BPI-FSM1819D伺服电机控制器调试教程: https://www.youtube.com/watch?v=At7HOSH51MA
香蕉派 BPI-FSM1819D伺服模块硬件介绍及快速上手: https://www.youtube.com/watch?v=eIMwual-9D8