Principio de control del controlador paso a paso y PLC
Principio de control del controlador paso a paso y PLC
Principio de control
Los motores paso a paso se utilizan comúnmente para el control de posicionamiento. Pueden controlarse mediante el número de pulsos emitidos por un PLC para determinar el ángulo de rotación (y por lo tanto la distancia), y la frecuencia de pulso regula la velocidad del motor. Los sistemas de motores paso a paso son simples, rentables y fáciles de controlar, lo que los hace adecuados para aplicaciones donde la precisión del control no es extremadamente crítica. Para escenarios de control de alta precisión, normalmente se requieren sistemas de servocontrol.
Un sistema paso a paso comprende un controlador paso a paso y un motor paso a paso. El motor paso a paso es impulsado por el controlador paso a paso, que actúa como fuente de energía. El controlador está controlado por impulsos externos y señales de dirección (en este ejemplo, impulsos de un PLC Siemens), regulando así el ángulo de rotación y la velocidad del motor.
Definiciones clave
1. Conductor:El intermediario entre el PLC y el motor paso a paso. Amplifica las señales de pulso del PLC y las transmite al motor paso a paso, permitiendo que el motor funcione de acuerdo con los parámetros establecidos por el PLC y el controlador.
2. Ángulo de paso:El ángulo por el cual el motor paso a paso gira con cada pulso. Un ángulo de paso común es de 1,8°, que normalmente no es ajustable.
Ejemplo: ¿Cuántos pulsos necesita generar el PLC para hacer girar un motor paso a paso con un ángulo de paso de 1,8° durante una revolución completa (360°) sin micropasos?
Respuesta: 360° / X = 1,8° / 1 ⇒ X = 200 pulsos.
3. Micropasos:En aplicaciones prácticas, un ángulo de paso grande puede causar vibraciones significativas y aumentar los errores de control. El micropaso divide el ángulo del paso en segmentos más pequeños utilizando los interruptores DIP del conductor, lo que resulta en un funcionamiento más suave del motor.
Ejemplo: si el ángulo de paso es de 1,8° y el micropaso se establece en 10, ¿cuántos pulsos se necesitan para que el motor complete una revolución completa?
Respuesta: 360° / X = (1,8° / 10) / 1 ⇒ X = 2000 pulsos.
Resumen: un ángulo de paso mayor requiere menos pulsos, mientras que un ángulo de paso más pequeño requiere más pulsos.
Hardware del sistema paso a paso (usando el motor paso a paso Phidgets como ejemplo)
1. Controlador paso a paso
Control de pulso + dirección: cuando se genera un pulso en PUL, el motor gira, con la dirección determinada por DIR.
Control de pulso hacia adelante + pulso inverso: los pulsos en PUL hacen que el motor gire hacia adelante, mientras que los pulsos en DIR lo hacen girar hacia atrás. PUL y DIR no deben generar pulsos simultáneamente.
2. Motor paso a paso
Cuando se intercambian los devanados de fase A y B, el motor gira en la dirección opuesta.
El voltaje de señal del motor paso a paso es de 5 V, mientras que el PLC Siemens funciona a 24 V. Se debe conectar en serie una resistencia de 1,2 K y 1/4 W al conectar al controlador, como se muestra en la parte roja del diagrama.
El PLC Siemens (CPU222) admite dos tipos de salidas de pulsos de alta velocidad:
PTO (Salida del tren de impulsos): ciclo de trabajo del 50 %.
PWM (Pulso - Modulación de ancho): Ciclo de trabajo ajustable.
Estas salidas de pulsos de alta velocidad se pueden utilizar para controlar el controlador paso a paso y el movimiento y la velocidad de equipos específicos.