PLS- og trinndriverkontrollprinsipp

PLS- og trinndriverkontrollprinsipp

Kontrollprinsipp

Trinnmotorer brukes ofte til posisjonskontroll. De kan styres av antall pulser som sendes ut av en PLS for å bestemme rotasjonsvinkelen (og dermed avstanden), med pulsfrekvensen som regulerer motorens hastighet. Trinnmotorsystemer er enkle, kostnadseffektive og enkle å kontrollere, noe som gjør dem egnet for applikasjoner der kontrollpresisjon ikke er ekstremt kritisk. For kontrollscenarier med høy presisjon er servokontrollsystemer vanligvis nødvendig.

Et trinnsystem omfatter en trinndriver og en trinnmotor. Trinnmotoren drives av trinndriveren, som fungerer som en strømkilde. Driveren styres av eksterne puls- og retningssignaler (i dette eksempelet pulser fra en Siemens PLS), og regulerer dermed motorens rotasjonsvinkel og hastighet.

Nøkkeldefinisjoner

1. Driver:Mellomleddet mellom PLS og trinnmotor. Den forsterker pulssignalene fra PLS-en og overfører dem til trinnmotoren, slik at motoren kan fungere i henhold til parametrene satt av PLS-en og driveren.

2. Trinnvinkel:Vinkelen som trinnmotoren roterer med hver puls. En vanlig trinnvinkel er 1,8°, som vanligvis ikke er justerbar.

Eksempel: Hvor mange pulser trenger PLS-en å sende ut for å rotere en trinnmotor med en trinnvinkel på 1,8° gjennom en hel omdreining (360°) uten mikrostepping?

Svar: 360° / X = 1,8° / 1 ⇒ X = 200 pulser.

3. Mikrostepping:I praktiske applikasjoner kan en stor trinnvinkel forårsake betydelige vibrasjoner og øke kontrollfeil. Microstepping deler trinnvinkelen i mindre segmenter ved hjelp av førerens DIP-brytere, noe som resulterer i jevnere motordrift.

Eksempel: Hvis trinnvinkelen er 1,8° og mikrostepping er satt til 10, hvor mange pulser kreves for at motoren skal fullføre en hel omdreining?

Svar: 360° / X = (1,8° / 10) / 1 ⇒ X = 2000 pulser.

Oppsummering: En større trinnvinkel krever færre pulser, mens en mindre trinnvinkel krever flere pulser.

Trinnsystemmaskinvare (bruker Phidgets trinnmotor som eksempel)

1. Stepper driver

Puls + retningskontroll: Når en puls genereres ved PUL, roterer motoren, med retningen bestemt av DIR.

Forover puls + Revers pulskontroll: Pulser ved PUL får motoren til å rotere forover, mens pulser ved DIR får den til å rotere bakover. PUL og DIR skal ikke generere pulser samtidig.

2. Trinnmotor

Når A- og B-faseviklingene byttes, roterer motoren i motsatt retning.

Signalspenningen til trinnmotoren er 5 V, mens Siemens PLS opererer på 24 V. En 1,2 K, 1/4 W motstand må kobles i serie ved tilkobling til driveren, som vist i den røde delen av diagrammet.

Siemens PLC (CPU222) støtter to typer høyhastighets pulsutganger:

PTO (Pulse Train Output): 50 % driftssyklus.

PWM (Pulse - Width Modulation): Justerbar driftssyklus.

Disse høyhastighets pulsutgangene kan brukes til å kontrollere stepper driver og bevegelsen og hastigheten til spesifikt utstyr.