PLC și principiul de control al driverului pas cu pas
PLC și principiul de control al driverului pas cu pas
Principiul de control
Motoarele pas cu pas sunt utilizate în mod obișnuit pentru controlul poziționării. Ele pot fi controlate de numărul de impulsuri transmise de un PLC pentru a determina unghiul de rotație (și astfel distanța), frecvența impulsurilor reglând viteza motorului. Sistemele de motoare pas cu pas sunt simple, rentabile și ușor de controlat, făcându-le potrivite pentru aplicații în care precizia controlului nu este extrem de critică. Pentru scenariile de control de înaltă precizie, sunt de obicei necesare sisteme de servocontrol.
Un sistem pas cu pas cuprinde un driver pas cu pas și un motor pas cu pas. Motorul pas cu pas este acționat de driverul pas cu pas, care acționează ca o sursă de energie. Driverul este controlat de semnale externe de impuls și direcție (în acest exemplu, impulsuri de la un PLC Siemens), reglând astfel unghiul de rotație și viteza motorului.
Definiții cheie
1. Șofer:Intermediarul dintre PLC și motorul pas cu pas. Amplifică semnalele de impuls de la PLC și le transmite motorului pas cu pas, permițând motorului să funcționeze conform parametrilor stabiliți de PLC și driver.
2. Unghiul pasului:Unghiul cu care motorul pas cu pas se rotește cu fiecare impuls. Un unghi obișnuit de pas este de 1,8°, care de obicei nu este reglabil.
Exemplu: Câte impulsuri trebuie să emită PLC-ul pentru a roti un motor pas cu pas cu un unghi de pas de 1,8° printr-o rotație completă (360°) fără micropasi?
Răspuns: 360° / X = 1,8° / 1 ⇒ X = 200 de impulsuri.
3. Microstepping:În aplicațiile practice, un unghi mare de pas poate provoca vibrații semnificative și crește erorile de control. Microstepping împarte unghiul de pas în segmente mai mici folosind comutatoarele DIP ale șoferului, rezultând o funcționare mai lină a motorului.
Exemplu: Dacă unghiul de pas este de 1,8° și micropasul este setat la 10, câte impulsuri sunt necesare pentru ca motorul să completeze o rotație completă?
Răspuns: 360° / X = (1,8° / 10) / 1 ⇒ X = 2000 de impulsuri.
Rezumat: Un unghi de pas mai mare necesită mai puține impulsuri, în timp ce un unghi de pas mai mic necesită mai multe impulsuri.
Hardware pentru sistem pas cu pas (folosind motorul pas cu pas Phidgets ca exemplu)
1. Driver pas cu pas
Control puls + direcție: Când este generat un impuls la PUL, motorul se rotește, cu direcția determinată de DIR.
Puls înainte + Control puls invers: impulsurile la PUL fac motorul să se rotească înainte, în timp ce impulsurile la DIR îl fac să se rotească înapoi. PUL și DIR nu ar trebui să genereze impulsuri simultan.
2. Motor pas cu pas
Când înfășurările de fază A și B sunt schimbate, motorul se rotește în sens opus.
Tensiunea semnalului motorului pas cu pas este de 5 V, în timp ce PLC-ul Siemens funcționează la 24 V. O rezistență de 1,2 K, 1/4 W trebuie conectată în serie la conectarea la driver, așa cum se arată în partea roșie a diagramei.
PLC-ul Siemens (CPU222) acceptă două tipuri de ieșiri de impulsuri de mare viteză:
PTO (Ieșire tren de impulsuri): 50% ciclu de lucru.
PWM (Pulse - Width Modulation): Ciclu de lucru reglabil.
Aceste ieșiri de impulsuri de mare viteză pot fi utilizate pentru a controla driverul pas cu pas și mișcarea și viteza echipamentelor specifice.