Принцип на управление на PLC и стъпков драйвер
Принцип на управление на PLC и стъпков драйвер
Принцип на управление
Стъпковите двигатели обикновено се използват за контрол на позиционирането. Те могат да се контролират от броя импулси, извеждани от PLC, за да се определи ъгълът на въртене (и следователно разстоянието), като честотата на импулса регулира скоростта на двигателя. Системите със стъпкови двигатели са прости, рентабилни и лесни за управление, което ги прави подходящи за приложения, където прецизността на управлението не е изключително критична. За сценарии за управление с висока точност обикновено се изискват системи за серво управление.
Стъпковата система се състои от стъпков драйвер и стъпков двигател. Стъпковият двигател се задвижва от стъпковия драйвер, който действа като източник на енергия. Драйверът се управлява от външни импулси и сигнали за посока (в този пример, импулси от Siemens PLC), като по този начин регулира ъгъла на въртене и скоростта на двигателя.
Ключови дефиниции
1. Шофьор:Посредникът между PLC и стъпков двигател. Той усилва импулсните сигнали от PLC и ги предава към стъпковия двигател, което позволява на двигателя да работи според параметрите, зададени от PLC и драйвера.
2. Ъгъл на стъпка:Ъгълът, под който стъпковият двигател се завърта с всеки импулс. Обичайният ъгъл на стъпка е 1,8°, който обикновено не може да се регулира.
Пример: Колко импулса трябва да изведе PLC, за да завърти стъпков двигател с ъгъл на стъпка от 1,8° през един пълен оборот (360°) без микростъпка?
Отговор: 360° / X = 1,8° / 1 ⇒ X = 200 импулса.
3. Микростъпка:При практически приложения големият ъгъл на стъпка може да причини значителни вибрации и да увеличи грешките при управление. Microstepping разделя ъгъла на стъпката на по-малки сегменти с помощта на DIP превключвателите на драйвера, което води до по-плавна работа на двигателя.
Пример: Ако ъгълът на стъпката е 1,8° и микростъпката е настроена на 10, колко импулса са необходими на двигателя, за да завърши един пълен оборот?
Отговор: 360° / X = (1,8° / 10) / 1 ⇒ X = 2000 импулса.
Резюме: По-големият ъгъл на стъпка изисква по-малко импулси, докато по-малкият ъгъл на стъпка изисква повече импулси.
Хардуер на стъпковата система (използване на стъпков двигател на Phidgets като пример)
1. Стъпков драйвер
Контрол на импулс + посока: Когато се генерира импулс при PUL, моторът се върти с посока, определена от DIR.
Преден импулс + управление на импулса на заден ход: Импулсите при PUL карат двигателя да се върти напред, докато импулсите при DIR го карат да се върти назад. PUL и DIR не трябва да генерират импулси едновременно.
2. Стъпков двигател
Когато намотките на фаза A и B се сменят, двигателят се върти в обратна посока.
Сигналното напрежение на стъпковия двигател е 5 V, докато Siemens PLC работи при 24 V. Резистор 1,2 K, 1/4 W трябва да бъде свързан последователно при свързване към драйвера, както е показано в червената част на диаграмата.
Siemens PLC (CPU222) поддържа два вида високоскоростни импулсни изходи:
PTO (Изход на импулсната поредица): 50% работен цикъл.
PWM (импулсно-широчинна модулация): Регулируем работен цикъл.
Тези високоскоростни импулсни изходи могат да се използват за управление на стъпков драйвер и движението и скоростта на специфично оборудване.