PLC in načelo krmiljenja koračnega gonilnika
PLC in načelo krmiljenja koračnega gonilnika
Načelo nadzora
Koračni motorji se običajno uporabljajo za nadzor položaja. Lahko jih nadzirate s številom impulzov, ki jih oddaja PLC, da določite kot vrtenja (in s tem razdaljo), pri čemer frekvenca impulzov uravnava hitrost motorja. Sistemi koračnih motorjev so preprosti, stroškovno učinkoviti in enostavni za nadzor, zaradi česar so primerni za aplikacije, kjer natančnost krmiljenja ni izjemno kritična. Za visokonatančne scenarije krmiljenja so običajno potrebni servo nadzorni sistemi.
Koračni sistem je sestavljen iz koračnega pogona in koračnega motorja. Koračni motor poganja koračni gonilnik, ki deluje kot vir energije. Gonilnik je krmiljen z zunanjimi impulzi in smernimi signali (v tem primeru impulzi iz Siemensovega PLC-ja), s čimer uravnavajo vrtilni kot in hitrost motorja.
Ključne definicije
1. Voznik:Posrednik med PLC-jem in koračnim motorjem. Ojačuje impulzne signale iz PLC-ja in jih prenaša na koračni motor, kar omogoča, da motor deluje v skladu s parametri, ki jih nastavita PLC in gonilnik.
2. Kot koraka:Kot, za katerega se koračni motor zavrti z vsakim impulzom. Običajni kot koraka je 1,8°, ki običajno ni nastavljiv.
Primer: Koliko impulzov mora PLC oddati, da vrti koračni motor s kotom koraka 1,8° skozi en polni obrat (360°) brez mikrokoraka?
Odgovor: 360° / X = 1,8° / 1 ⇒ X = 200 impulzov.
3. Microstepping:V praktičnih aplikacijah lahko velik kot koraka povzroči znatne vibracije in poveča napake pri krmiljenju. Microstepping razdeli kot koraka na manjše segmente z uporabo voznikovih DIP stikal, kar ima za posledico bolj gladko delovanje motorja.
Primer: Če je kot koraka 1,8° in je mikrokorak nastavljen na 10, koliko impulzov je potrebnih, da motor opravi en polni obrat?
Odgovor: 360° / X = (1,8° / 10) / 1 ⇒ X = 2000 impulzov.
Povzetek: večji kot koraka zahteva manj impulzov, medtem ko manjši kot koraka zahteva več impulzov.
Strojna oprema koračnega sistema (uporaba koračnega motorja Phidgets kot primer)
1. Koračni gonilnik
Impulz + krmiljenje smeri: Ko se impulz ustvari pri PUL, se motor vrti v smeri, ki jo določa DIR.
Naprej impulz + krmiljenje impulza nazaj: impulzi pri PUL povzročijo, da se motor vrti naprej, impulzi pri DIR pa vzvratno. PUL in DIR ne smeta ustvarjati impulzov hkrati.
2. Koračni motor
Ko se navitja faze A in B zamenjata, se motor vrti v nasprotni smeri.
Signalna napetost koračnega motorja je 5 V, Siemens PLC pa deluje pri 24 V. Upor 1,2 K, 1/4 W mora biti pri priklopu na gonilnik zaporedno povezan, kot je prikazano v rdečem delu diagrama.
PLC Siemens (CPU222) podpira dve vrsti hitrih impulznih izhodov:
PTO (izhod impulznega niza): 50 % delovni cikel.
PWM (impulzno-širinska modulacija): Nastavljiv delovni cikel.
Te visokohitrostne impulzne izhode je mogoče uporabiti za krmiljenje koračnega pogona ter gibanja in hitrosti določene opreme.