SPS-Schrittmotorsteuerung: Beherrschen Sie die logischen Grundlagen
SPS-Schrittmotorsteuerung: Beherrschen Sie die logischen Grundlagen
Einführung
SPS (Programmable Logic Controller) sind industrielle Steuerungscomputer mit modularem Aufbau, Flexibilität, Hochgeschwindigkeitsverarbeitung und präziser Datenverarbeitung. Sie eignen sich hervorragend zur Steuerung von Schrittmotoren mithilfe von Hochgeschwindigkeitsimpulsausgängen oder Bewegungssteuerungsfunktionen.
Für Geräte mit festen Bewegungswegen und Geschwindigkeiten ist die Steuerung von Schrittmotoren über eine SPS und einen Schritttreiber eine ideale Lösung.
Eigenschaften von Schrittmotoren
Proportionale Winkelverschiebung:Die Winkelverschiebung eines Schrittmotors ist streng proportional zur Anzahl der Eingangsimpulse. Nach jeder vollständigen Umdrehung gibt es keinen kumulativen Fehler, was eine gute Folgeleistung gewährleistet.
Einfache und zuverlässige Open-Loop-Steuerung:Das digitale Steuersystem mit offenem Regelkreis, bestehend aus einem Schrittmotor und einer Treiberschaltung, ist einfach, kostengünstig und zuverlässig. Es kann auch mit einer Winkelrückkopplungsschleife kombiniert werden, um ein Hochleistungssystem mit geschlossenem Regelkreis zu bilden.
Schnelle dynamische Reaktion:Schrittmotoren können schnell starten, stoppen, umkehren und die Geschwindigkeit ändern.
Großer Geschwindigkeitsbereich:Die Drehzahl lässt sich über einen weiten Bereich stufenlos anpassen, mit hohem Drehmoment auch bei niedrigen Drehzahlen.
Anforderungen an die Impulsstromversorgung: Schrittmotoren benötigen pulsweitenmodulierte Stromversorgungen und können nicht direkt mit Wechsel- oder Gleichstrom betrieben werden.
Die höchste Schrittfrequenz, bei der der Motor ohne Schrittverlust reagieren kann, ist die „Startfrequenz“. Die „Stoppfrequenz“ ist die höchste Schrittfrequenz, bei der der Motor präzise stoppen kann, ohne über die Zielposition hinauszuschießen, wenn das Steuersignal plötzlich unterbrochen wird. Die Startfrequenz, die Stoppfrequenz und das Ausgangsdrehmoment des Motors müssen mit dem Trägheitsmoment der Last übereinstimmen. Mit diesen Daten ist eine effektive Geschwindigkeitssteuerung des Schrittmotors möglich.
SPS-Steuerung von Schrittmotoren
Wenn Sie eine SPS zur Steuerung eines Schrittmotors verwenden, berechnen Sie das Impulsäquivalent, die obere Impulsfrequenzgrenze und die maximale Impulszahl des Systems mithilfe der folgenden Formeln, um die geeigneten SPS- und Funktionsmodule auszuwählen:
Impulsäquivalent = (Schrittmotor-Schrittwinkel × Steigung) / (360 × Übersetzungsverhältnis)
Oberer Pulsfrequenzgrenzwert = (Bewegungsgeschwindigkeit × Schrittmotor-Mikroschritteinstellung) / Pulsäquivalent
Maximale Impulszahl = (Bewegungsstrecke × Schrittmotor-Mikroschritteinstellung) / Impulsäquivalent
Koordinatensystem-Setup für die SPS-Steuerung
Die SPS muss zunächst ein Koordinatensystem festlegen, das entweder relativ oder absolut sein kann. Im DM6629-Wort:
Die Bits 00 – 03 entsprechen dem Impulsausgang 0.
Die Bits 04 – 07 entsprechen dem Impulsausgang 1.
Wenn diese Bits auf 0 gesetzt werden, wird ein relatives Koordinatensystem ausgewählt, während sie auf 1 gesetzt werden, um ein absolutes Koordinatensystem auszuwählen.
Anwendungsbeispiel
Bei der ein- oder zweiachsigen Bewegungssteuerung werden Parameter wie Bewegungsentfernung, Geschwindigkeit und Richtung am Bedienfeld eingestellt. Die SPS liest diese Einstellungen, führt Berechnungen durch und generiert Impuls- und Richtungssignale. Diese Signale steuern den Schrittmotortreiber und ermöglichen so eine präzise Steuerung von Abstand, Geschwindigkeit und Richtung. Praxistests haben die Zuverlässigkeit, Machbarkeit und Wirksamkeit dieses Systems bestätigt.