ПЛК і принцип керування кроковим драйвером
ПЛК і принцип керування кроковим драйвером
Принцип контролю
Для керування позиціонуванням зазвичай використовуються крокові двигуни. Ними можна керувати кількістю імпульсів, які видає ПЛК, щоб визначити кут обертання (і, отже, відстань), при цьому частота імпульсів регулює швидкість двигуна. Системи крокових двигунів прості, економічні та легкі в управлінні, що робить їх придатними для застосувань, де точність керування не є надзвичайно критичною. Для сценаріїв високоточного керування зазвичай потрібні сервосистеми керування.
Крокова система містить кроковий драйвер і кроковий двигун. Кроковий двигун приводиться в дію кроковим драйвером, який діє як джерело живлення. Драйвером керують зовнішні імпульси та сигнали напрямку (у цьому прикладі імпульси від ПЛК Siemens), таким чином регулюючи кут обертання двигуна та швидкість.
Ключові визначення
1. Водій:Посередник між ПЛК і кроковим двигуном. Він підсилює імпульсні сигнали від ПЛК і передає їх на кроковий двигун, що дозволяє двигуну працювати відповідно до параметрів, встановлених ПЛК і драйвером.
2. Кут кроку:Кут, на який кроковий двигун обертається з кожним імпульсом. Загальний кут кроку становить 1,8°, який зазвичай не регулюється.
Приклад: скільки імпульсів потрібно вивести ПЛК, щоб обертати кроковий двигун з кутом кроку 1,8° на один повний оберт (360°) без мікрокроків?
Відповідь: 360° / X = 1,8° / 1 ⇒ X = 200 імпульсів.
3. Мікрокроки:У практичних застосуваннях великий кут кроку може викликати значну вібрацію та збільшити похибки керування. Microstepping ділить кут кроку на менші сегменти за допомогою DIP-перемикачів драйвера, що забезпечує більш плавну роботу двигуна.
Приклад: якщо кут кроку становить 1,8°, а мікрокрок встановлено на 10, скільки імпульсів потрібно, щоб двигун здійснив один повний оберт?
Відповідь: 360° / X = (1,8° / 10) / 1 ⇒ X = 2000 імпульсів.
Підсумок: більший кут кроку вимагає менше імпульсів, тоді як менший кут кроку вимагає більше імпульсів.
Апаратне забезпечення крокової системи (використання крокового двигуна Phidgets як приклад)
1. Кроковий драйвер
Імпульс + Керування напрямком: коли імпульс генерується на PUL, двигун обертається в напрямку, визначеному DIR.
Прямий імпульс + зворотний імпульсний контроль: імпульси на PUL змушують двигун обертатися вперед, тоді як імпульси на DIR змушують його обертатися назад. PUL і DIR не повинні генерувати імпульси одночасно.
2. Кроковий двигун
При мінянні місцями обмоток фаз А і В двигун обертається в протилежному напрямку.
Напруга сигналу крокового двигуна становить 5 В, тоді як ПЛК Siemens працює при напрузі 24 В. Резистор 1,2 К, 1/4 Вт необхідно підключити послідовно під час підключення до драйвера, як показано на червоній частині діаграми.
ПЛК Siemens (CPU222) підтримує два типи високошвидкісних імпульсних виходів:
ВВП (вихід імпульсної послідовності): робочий цикл 50%.
ШІМ (широтно-імпульсна модуляція): регульований робочий цикл.
Ці високошвидкісні імпульсні виходи можна використовувати для керування кроковим драйвером, а також рухом і швидкістю певного обладнання.