PLC 및 스테퍼 드라이버 제어 원리

PLC 및 스테퍼 드라이버 제어 원리

제어 원리

스테퍼 모터는 일반적으로 위치 제어에 사용됩니다. 이는 회전 각도(및 거리)를 결정하기 위해 PLC에서 출력되는 펄스 수에 의해 제어될 수 있으며, 펄스 주파수는 모터 속도를 조절합니다. 스테퍼 모터 시스템은 간단하고 비용 효율적이며 제어하기 쉬우므로 제어 정밀도가 그다지 중요하지 않은 응용 분야에 적합합니다. 고정밀 제어 시나리오의 경우 일반적으로 서보 제어 시스템이 필요합니다.

스테퍼 시스템은 스테퍼 드라이버와 스테퍼 모터로 구성됩니다. 스테퍼 모터는 전원 역할을 하는 스테퍼 드라이버에 의해 구동됩니다. 드라이버는 외부 펄스 및 방향 신호(이 예에서는 Siemens PLC의 펄스)에 의해 제어되어 모터의 회전 각도와 속도를 조절합니다.

주요 정의

1. 드라이버:PLC와 스테퍼 모터 사이의 중개자입니다. PLC의 펄스 신호를 증폭하여 스테퍼 모터로 전송하여 PLC와 드라이버가 설정한 매개변수에 따라 모터가 작동할 수 있도록 합니다.

2. 스텝 각도:스테퍼 모터가 각 펄스와 함께 회전하는 각도입니다. 일반적인 스텝 각도는 1.8°이며 일반적으로 조정할 수 없습니다.

예: 마이크로스테핑 없이 1.8°의 스텝 각도로 1회전(360°)하는 스테퍼 모터를 회전하려면 PLC가 몇 개의 펄스를 출력해야 합니까?

답: 360° / X = 1.8° / 1 ⇒ X = 200 펄스.

3. 마이크로스테핑:실제 응용 분야에서 큰 스텝 각도는 상당한 진동을 유발하고 제어 오류를 증가시킬 수 있습니다. 마이크로스테핑은 드라이버의 DIP 스위치를 사용하여 스텝 각도를 더 작은 세그먼트로 나누어 모터 작동을 더욱 원활하게 합니다.

예: 스텝 각도가 1.8°이고 마이크로스테핑이 10으로 설정된 경우 모터가 1회전을 완료하는 데 필요한 펄스 수는 얼마입니까?

답: 360° / X = (1.8° / 10) / 1 ⇒ X = 2000 펄스.

요약: 스텝 각도가 클수록 더 적은 펄스가 필요하고, 스텝 각도가 작을수록 더 많은 펄스가 필요합니다.

스테퍼 시스템 하드웨어(Phidgets 스테퍼 모터를 예로 사용)

1. 스테퍼 드라이버

펄스 + 방향 제어: PUL에서 펄스가 생성되면 모터는 DIR에 의해 결정된 방향으로 회전합니다.

정방향 펄스 + 역방향 펄스 제어: PUL의 펄스는 모터를 정방향으로 회전시키고 DIR의 펄스는 역방향으로 회전시킵니다. PUL과 DIR은 동시에 펄스를 생성해서는 안 됩니다.

2. 스테퍼 모터

A상과 B상 권선이 바뀌면 모터는 반대 방향으로 회전합니다.

스테퍼 모터의 신호 전압은 5V인 반면 Siemens PLC는 24V에서 작동합니다. 드라이버에 연결할 때 다이어그램의 빨간색 부분에 표시된 것처럼 1.2K, 1/4W 저항을 직렬로 연결해야 합니다.

Siemens PLC(CPU222)는 두 가지 유형의 고속 펄스 출력을 지원합니다.

PTO(펄스열 출력): 50% 듀티 사이클.

PWM(펄스 - 폭 변조): 조정 가능한 듀티 사이클.

이러한 고속 펄스 출력은 스테퍼 드라이버와 특정 장비의 이동 및 속도를 제어하는 데 사용할 수 있습니다.