PLC و اصل کنترل درایور استپر

PLC و اصل کنترل درایور استپر

اصل کنترل

موتورهای پله ای معمولاً برای کنترل موقعیت استفاده می شوند. آنها را می توان با تعداد پالس های خروجی توسط یک PLC برای تعیین زاویه چرخش (و در نتیجه فاصله) با فرکانس پالس تنظیم کننده سرعت موتور کنترل کرد. سیستم های استپر موتور ساده، مقرون به صرفه و آسان برای کنترل هستند، و آنها را برای کاربردهایی که دقت کنترل بسیار مهم نیست، مناسب می کند. برای سناریوهای کنترل با دقت بالا، معمولاً به سیستم های کنترل سروو نیاز است.

یک سیستم پله ای شامل یک درایور پله ای و یک موتور پله ای است. استپر موتور توسط درایور پله ای هدایت می شود که به عنوان منبع تغذیه عمل می کند. درایور توسط سیگنال های پالس و جهت خارجی (در این مثال، پالس های PLC زیمنس) کنترل می شود، در نتیجه زاویه چرخش و سرعت موتور تنظیم می شود.

تعاریف کلیدی

1. راننده:واسطه بین PLC و استپر موتور. این سیگنال های پالس را از PLC تقویت می کند و آنها را به موتور پله ای ارسال می کند و موتور را قادر می سازد مطابق با پارامترهای تنظیم شده توسط PLC و درایور کار کند.

2. زاویه گام:زاویه ای که استپر موتور با هر پالس می چرخد. زاویه گام معمولی 1.8 درجه است که معمولاً قابل تنظیم نیست.

مثال: PLC برای چرخش یک موتور پله ای با زاویه گام 1.8 درجه در یک دور کامل (360 درجه) بدون میکرواستپینگ، به چند پالس خروجی نیاز دارد؟

پاسخ: 360 درجه / X = 1.8 درجه / 1 ⇒ X = 200 پالس.

3. میکرواستپینگ:در کاربردهای عملی، یک زاویه گام بزرگ می تواند باعث ایجاد لرزش قابل توجه و افزایش خطاهای کنترل شود. Microstepping زاویه گام را با استفاده از سوئیچ های DIP راننده به بخش های کوچکتر تقسیم می کند و در نتیجه عملکرد موتور نرم تر می شود.

مثال: اگر زاویه گام 1.8 درجه باشد و میکرواستپینگ روی 10 تنظیم شده باشد، چند پالس لازم است تا موتور یک دور کامل کامل کند؟

پاسخ: 360 درجه / X = (1.8 درجه / 10) / 1 ⇒ X = 2000 پالس.

خلاصه: یک زاویه گام بزرگتر به پالس های کمتری نیاز دارد، در حالی که زاویه گام کوچکتر به پالس های بیشتری نیاز دارد.

سخت افزار سیستم استپر (به عنوان مثال با استفاده از موتور پله ای Phidgets)

1. Stepper Driver

پالس + کنترل جهت: هنگامی که یک پالس در PUL ایجاد می شود، موتور با جهت تعیین شده توسط DIR می چرخد.

Pulse Forward + Reverse Pulse Control: پالس‌های PUL باعث می‌شوند موتور به جلو بچرخد، در حالی که پالس‌های DIR باعث چرخش معکوس آن می‌شوند. PUL و DIR نباید به طور همزمان پالس ایجاد کنند.

2. استپر موتور

هنگامی که سیم پیچ های فاز A و B تعویض می شوند، موتور در جهت مخالف می چرخد.

ولتاژ سیگنال موتور پله ای 5 ولت است، در حالی که PLC زیمنس با ولتاژ 24 ولت کار می کند. همانطور که در قسمت قرمز نمودار نشان داده شده است، هنگام اتصال به درایور باید یک مقاومت 1.2 K و 1/4 وات به صورت سری وصل شود.

PLC زیمنس (CPU222) از دو نوع خروجی پالس با سرعت بالا پشتیبانی می کند:

PTO (خروجی قطار پالس): 50% چرخه کاری.

PWM (مدولاسیون پالس - عرض): چرخه کاری قابل تنظیم.

این خروجی های پالس با سرعت بالا را می توان برای کنترل درایور استپر و حرکت و سرعت تجهیزات خاص استفاده کرد.