Principio di controllo di PLC e motori passo-passo
Principio di controllo di PLC e motori passo-passo
Principio di controllo
I motori passo-passo sono comunemente usati per il controllo del posizionamento. Possono essere controllati dal numero di impulsi emessi da un PLC per determinare l'angolo di rotazione (e quindi la distanza), con la frequenza degli impulsi che regola la velocità del motore. I sistemi con motori passo-passo sono semplici, economici e facili da controllare, il che li rende adatti per applicazioni in cui la precisione del controllo non è estremamente critica. Per scenari di controllo ad alta precisione, sono generalmente necessari sistemi di servocontrollo.
Un sistema passo-passo comprende un driver passo-passo e un motore passo-passo. Il motore passo-passo è azionato dal driver passo-passo, che funge da fonte di energia. Il driver è controllato da impulsi esterni e segnali di direzione (in questo esempio, impulsi provenienti da un PLC Siemens), regolando così l'angolo di rotazione e la velocità del motore.
Definizioni chiave
1. Autista:L'intermediario tra il PLC e il motore passo-passo. Amplifica i segnali di impulso provenienti dal PLC e li trasmette al motore passo-passo, consentendo al motore di funzionare secondo i parametri impostati dal PLC e dal driver.
2. Angolo di passo:L'angolo di cui il motore passo-passo ruota con ciascun impulso. Un angolo di passo comune è 1,8°, che in genere non è regolabile.
Esempio: quanti impulsi deve emettere il PLC per far ruotare un motore passo-passo con un angolo di passo di 1,8° attraverso un giro completo (360°) senza microstepping?
Risposta: 360° / X = 1,8° / 1 ⇒ X = 200 impulsi.
3. Microstep:Nelle applicazioni pratiche, un angolo di passo ampio può causare vibrazioni significative e aumentare gli errori di controllo. Il microstepping divide l'angolo di passo in segmenti più piccoli utilizzando gli interruttori DIP del driver, garantendo un funzionamento più fluido del motore.
Esempio: se l'angolo di passo è 1,8° e il microstepping è impostato su 10, quanti impulsi sono necessari affinché il motore completi un giro completo?
Risposta: 360° / X = (1,8° / 10) / 1 ⇒ X = 2000 impulsi.
Riepilogo: un angolo di passo maggiore richiede meno impulsi, mentre un angolo di passo più piccolo richiede più impulsi.
Hardware del sistema passo-passo (usando il motore passo-passo Phidget come esempio)
1. Driver passo-passo
Controllo impulso + direzione: quando viene generato un impulso su PUL, il motore ruota, con la direzione determinata da DIR.
Controllo impulso avanti + impulso indietro: gli impulsi su PUL fanno ruotare il motore in avanti, mentre gli impulsi su DIR lo fanno ruotare all'indietro. PUL e DIR non dovrebbero generare impulsi contemporaneamente.
2. Motore passo-passo
Quando gli avvolgimenti di fase A e B vengono scambiati, il motore ruota nella direzione opposta.
La tensione del segnale del motore passo-passo è di 5 V, mentre il PLC Siemens funziona a 24 V. Una resistenza da 1,2 K, 1/4 W deve essere collegata in serie quando si collega al driver, come mostrato nella parte rossa dello schema.
Il PLC Siemens (CPU222) supporta due tipi di uscite a impulsi ad alta velocità:
PTO (uscita treno di impulsi): ciclo di lavoro del 50%.
PWM (Modulazione di impulso - larghezza): ciclo di lavoro regolabile.
Queste uscite a impulsi ad alta velocità possono essere utilizzate per controllare il motore passo-passo e il movimento e la velocità di apparecchiature specifiche.