PLC とステッピング ドライバーの制御原理

PLC とステッピング ドライバーの制御原理

制御原理

位置決め制御にはステッピングモーターがよく使われます。これらは、PLC によって出力されるパルスの数によって制御され、回転角度 (したがって距離) を決定し、パルス周波数によってモーターの速度が調整されます。ステッピング モーター システムはシンプルでコスト効率が高く、制御が容易なため、制御精度がそれほど重要ではないアプリケーションに適しています。高精度の制御シナリオでは、通常、サーボ制御システムが必要です。

ステッピング システムは、ステッピング ドライバーとステッピング モーターで構成されます。ステッピング モーターは、電源として機能するステッピング ドライバーによって駆動されます。ドライバーは外部パルスおよび方向信号 (この例では、シーメンス PLC からのパルス) によって制御され、それによってモーターの回転角度と速度が調整されます。

キーの定義

1. ドライバー:PLCとステッピングモーターの間の仲介者。 PLCからのパルス信号を増幅してステッピングモーターに伝達し、PLCとドライバーで設定したパラメータに従ってモーターを動作させます。

2. ステップ角度:ステッピング モーターが各パルスで回転する角度。一般的なステップ角は 1.8° ですが、通常は調整できません。

例: マイクロステッピングなしで 1.8° のステップ角のステッピング モーターを 1 回転 (360°) 回転させるには、PLC は何パルスを出力する必要がありますか?

答え: 360° / X = 1.8° / 1 ⇒ X = 200 パルス。

3. マイクロステッピング:実際のアプリケーションでは、ステップ角が大きいと大きな振動が発生し、制御エラーが増加する可能性があります。マイクロステッピングは、ドライバーの DIP スイッチを使用してステップ角度をより小さなセグメントに分割し、その結果、モーターの動作がよりスムーズになります。

例: ステップ角が 1.8° で、マイクロステッピングが 10 に設定されている場合、モーターが 1 回転を完了するには何パルスが必要ですか?

答え: 360° / X = (1.8° / 10) / 1 ⇒ X = 2000 パルス。

概要: ステップ角が大きいほど必要なパルスは少なくなり、ステップ角が小さいほど必要なパルスは多くなります。

ステッピング システム ハードウェア (例として Phidgets ステッピング モーターを使用)

1. ステッパードライバー

パルス＋方向制御：PULでパルスが発生すると、DIRで決まる方向でモーターが回転します。

順方向パルス + 逆方向パルス制御: PUL のパルスによりモーターが正回転し、DIR のパルスにより逆方向に回転します。 PUL と DIR は同時にパルスを生成しないでください。

2.ステッピングモーター

A相とB相の巻線を入れ替えると、モーターは逆方向に回転します。

ステッピング モーターの信号電圧は 5 V ですが、シーメンス PLC は 24 V で動作します。図の赤い部分に示すように、ドライバーに接続するときは 1.2 K、1/4 W の抵抗を直列に接続する必要があります。

Siemens PLC (CPU222) は、2 種類の高速パルス出力をサポートしています。

PTO (パルス列出力) : デューティ サイクル 50%。

PWM (パルス幅変調) : デューティ サイクルを調整可能。

これらの高速パルス出力は、ステッピング ドライバーや特定の機器の動きと速度を制御するために使用できます。