PLC ومبدأ التحكم في السائق السائر

PLC ومبدأ التحكم في السائق السائر

مبدأ التحكم

تُستخدم محركات السائر بشكل شائع للتحكم في تحديد المواقع. يمكن التحكم بها من خلال عدد النبضات الخارجة بواسطة PLC لتحديد زاوية الدوران (وبالتالي المسافة)، مع تنظيم تردد النبضة لسرعة المحرك. تتميز أنظمة المحركات المتدرجة بالبساطة والفعالية من حيث التكلفة وسهولة التحكم، مما يجعلها مناسبة للتطبيقات التي لا تكون فيها دقة التحكم بالغة الأهمية. بالنسبة لسيناريوهات التحكم عالية الدقة، تكون أنظمة التحكم المؤازرة مطلوبة عادةً.

يشتمل نظام السائر على محرك السائر ومحرك السائر. يتم تشغيل محرك السائر بواسطة محرك السائر، الذي يعمل كمصدر للطاقة. يتم التحكم في السائق عن طريق إشارات النبض والاتجاه الخارجية (في هذا المثال، نبضات من Siemens PLC)، وبالتالي تنظيم زاوية دوران المحرك وسرعته.

التعاريف الرئيسية

1. السائق:الوسيط بين PLC ومحرك السائر. فهو يقوم بتضخيم إشارات النبض من PLC وينقلها إلى المحرك السائر، مما يتيح للمحرك العمل وفقًا للمعايير التي يحددها PLC والسائق.

2. زاوية الخطوة:الزاوية التي يدور بها المحرك السائر مع كل نبضة. زاوية الخطوة الشائعة هي 1.8 درجة، وهي عادة غير قابلة للتعديل.

مثال: ما هو عدد النبضات التي يحتاج المتحكم PLC إلى إخراجها لتدوير محرك متدرج بزاوية خطوة تبلغ 1.8° خلال دورة كاملة (360°) بدون خطوات دقيقة؟

الإجابة: 360 درجة / X = 1.8 درجة / 1 ⇒ X = 200 نبضة.

3. الخطوات الدقيقة:في التطبيقات العملية، يمكن أن تسبب زاوية الخطوة الكبيرة اهتزازًا كبيرًا وتزيد من أخطاء التحكم. يقوم Microstepping بتقسيم زاوية الخطوة إلى أجزاء أصغر باستخدام مفاتيح DIP الخاصة بالسائق، مما يؤدي إلى تشغيل أكثر سلاسة للمحرك.

مثال: إذا كانت زاوية الخطوة 1.8 درجة وتم ضبط الخطوة الدقيقة على 10، فما عدد النبضات المطلوبة للمحرك لإكمال دورة واحدة كاملة؟

الإجابة: 360 درجة / X = (1.8 درجة / 10) / 1 ⇒ X = 2000 نبضة.

ملخص: زاوية الخطوة الأكبر تتطلب نبضات أقل، في حين أن زاوية الخطوة الأصغر تتطلب المزيد من النبضات.

أجهزة نظام السائر (باستخدام Phidgets Stepper Motor كمثال)

1. سائق السائر

النبض + التحكم في الاتجاه: عندما يتم إنشاء نبض عند PUL، يدور المحرك، مع تحديد الاتجاه بواسطة DIR.

النبض الأمامي + التحكم في النبض العكسي: النبضات عند PUL تجعل المحرك يدور للأمام، بينما النبضات عند DIR تجعله يدور للخلف. يجب ألا يولد PUL وDIR نبضات في وقت واحد.

2. محرك السائر

عند تبديل ملفات الطور A وB، يدور المحرك في الاتجاه المعاكس.

جهد إشارة محرك السائر هو 5 فولت، في حين يعمل Siemens PLC عند 24 فولت. يجب توصيل المقاوم 1.2 كيلو و1/4 واط على التوالي عند الاتصال بالسائق، كما هو موضح في الجزء الأحمر من الرسم التخطيطي.

يدعم Siemens PLC (CPU222) نوعين من مخرجات النبض عالية السرعة:

PTO (خرج قطار النبض): دورة عمل بنسبة 50%.

PWM (تعديل النبض - العرض): دورة عمل قابلة للتعديل.

يمكن استخدام مخرجات النبض عالية السرعة هذه للتحكم في محرك السائر وحركة وسرعة معدات معينة.