PLC- og step-driverstyringsprincip

PLC- og step-driverstyringsprincip

Kontrolprincip

Stepmotorer bruges almindeligvis til positionskontrol. De kan styres af antallet af impulser udsendt af en PLC for at bestemme rotationsvinklen (og dermed afstanden), hvor impulsfrekvensen regulerer motorens hastighed. Stepmotorsystemer er enkle, omkostningseffektive og nemme at kontrollere, hvilket gør dem velegnede til applikationer, hvor styringspræcision ikke er ekstremt kritisk. Til kontrolscenarier med høj præcision er servostyringssystemer typisk påkrævet.

Et stepsystem omfatter en stepdriver og en stepmotor. Stepmotoren drives af stepdriveren, der fungerer som en strømkilde. Driveren styres af eksterne impuls- og retningssignaler (i dette eksempel impulser fra en Siemens PLC), og regulerer derved motorens rotationsvinkel og hastighed.

Nøgledefinitioner

1. Driver:Mellemleddet mellem PLC og stepmotor. Den forstærker pulssignalerne fra PLC'en og sender dem til stepmotoren, hvilket gør det muligt for motoren at fungere i henhold til parametrene indstillet af PLC'en og driveren.

2. Trinvinkel:Vinklen, hvormed stepmotoren roterer med hver impuls. En almindelig trinvinkel er 1,8°, som typisk ikke er justerbar.

Eksempel: Hvor mange impulser skal PLC'en udsende for at rotere en stepmotor med en trinvinkel på 1,8° gennem en hel omdrejning (360°) uden mikrotrin?

Svar: 360° / X = 1,8° / 1 ⇒ X = 200 pulser.

3. Microstepping:I praktiske applikationer kan en stor trinvinkel forårsage betydelige vibrationer og øge kontrolfejl. Microstepping opdeler trinvinklen i mindre segmenter ved hjælp af førerens DIP-switche, hvilket resulterer i en jævnere motordrift.

Eksempel: Hvis trinvinklen er 1,8° og mikrostepping er sat til 10, hvor mange impulser skal der så til for at motoren kan gennemføre en hel omdrejning?

Svar: 360° / X = (1,8° / 10) / 1 ⇒ X = 2000 pulser.

Sammenfatning: En større trinvinkel kræver færre pulser, mens en mindre trinvinkel kræver flere pulser.

Steppersystemhardware (bruger Phidgets stepmotor som eksempel)

1. Stepdriver

Puls + Retningskontrol: Når en puls genereres ved PUL, roterer motoren, med retningen bestemt af DIR.

Fremad Pulse + Reverse Pulse Control: Pulser ved PUL får motoren til at rotere fremad, mens impulser ved DIR får den til at rotere baglæns. PUL og DIR bør ikke generere impulser samtidigt.

2. Stepmotor

Når A- og B-faseviklingerne ombyttes, roterer motoren i den modsatte retning.

Steppermotorens signalspænding er 5 V, mens Siemens PLC kører ved 24 V. En 1,2 K, 1/4 W modstand skal seriekobles ved tilslutning til driveren, som vist i den røde del af diagrammet.

Siemens PLC (CPU222) understøtter to typer højhastigheds pulsudgange:

PTO (Pulse Train Output): 50% driftscyklus.

PWM (Pulse - Width Modulation): Justerbar arbejdscyklus.

Disse højhastigheds pulsudgange kan bruges til at styre stepføreren og bevægelsen og hastigheden af specifikt udstyr.