Princíp riadenia PLC a krokového ovládača
Princíp riadenia PLC a krokového ovládača
Princíp kontroly
Krokové motory sa bežne používajú na riadenie polohy. Môžu byť riadené počtom impulzov na výstupe z PLC na určenie uhla natočenia (a tým aj vzdialenosti), pričom frekvencia impulzov reguluje rýchlosť motora. Systémy krokových motorov sú jednoduché, nákladovo efektívne a ľahko ovládateľné, vďaka čomu sú vhodné pre aplikácie, kde presnosť ovládania nie je extrémne dôležitá. Pre scenáre vysoko presného riadenia sú zvyčajne potrebné servo riadiace systémy.
Krokový systém obsahuje krokový pohon a krokový motor. Krokový motor je poháňaný krokovým ovládačom, ktorý funguje ako zdroj energie. Ovládač je riadený externými impulznými a smerovými signálmi (v tomto príklade impulzmi z PLC Siemens), čím sa reguluje uhol otáčania a rýchlosť motora.
Kľúčové definície
1. Vodič:Prostredník medzi PLC a krokovým motorom. Zosilňuje impulzné signály z PLC a prenáša ich do krokového motora, čím umožňuje motoru pracovať podľa parametrov nastavených PLC a ovládačom.
2. Uhol kroku:Uhol, o ktorý sa krokový motor otočí pri každom impulze. Bežný uhol kroku je 1,8°, ktorý zvyčajne nie je nastaviteľný.
Príklad: Koľko impulzov potrebuje PLC na výstup, aby otočilo krokový motor s uhlom kroku 1,8° o jednu celú otáčku (360°) bez mikrokrokovania?
Odpoveď: 360° / X = 1,8° / 1 ⇒ X = 200 impulzov.
3. Mikrokrokovanie:V praktických aplikáciách môže veľký uhol kroku spôsobiť značné vibrácie a zvýšiť chyby riadenia. Mikrokrokovanie rozdeľuje uhol kroku na menšie segmenty pomocou DIP prepínačov vodiča, čo vedie k hladšiemu chodu motora.
Príklad: Ak je uhol kroku 1,8° a mikrokrokovanie je nastavené na 10, koľko impulzov je potrebných na to, aby motor dokončil jednu celú otáčku?
Odpoveď: 360° / X = (1,8° / 10) / 1 ⇒ X = 2000 impulzov.
Zhrnutie: Väčší uhol kroku vyžaduje menej impulzov, zatiaľ čo menší uhol kroku vyžaduje viac impulzov.
Hardvér krokového systému (ako príklad sa používa krokový motor Phidgets)
1. Krokový ovládač
Pulzné + Smerové ovládanie: Keď je impulz generovaný pri PUL, motor sa otáča so smerom určeným DIR.
Pulzné ovládanie vpred + vzad: Impulzy pri PUL otáčajú motor dopredu, zatiaľ čo impulzy pri DIR otáčajú vzad. PUL a DIR by nemali generovať impulzy súčasne.
2. Krokový motor
Keď sú vinutia fázy A a B zamenené, motor sa otáča v opačnom smere.
Signálne napätie krokového motora je 5 V, pričom PLC Siemens pracuje pri 24 V. Rezistor 1,2 K, 1/4 W musí byť pri pripojení k driveru zapojený do série, ako je znázornené v červenej časti schémy.
Siemens PLC (CPU222) podporuje dva typy vysokorýchlostných impulzných výstupov:
PTO (výstup impulzov): 50% pracovný cyklus.
PWM (Pulse - Width Modulation) : Nastaviteľný pracovný cyklus.
Tieto vysokorýchlostné impulzné výstupy možno použiť na ovládanie krokového ovládača a pohybu a rýchlosti konkrétneho zariadenia.