Koneiden automatisoinnissa, jotka vaativat vain kaksi tai kolme sähkötoimilaitteiden akselia, pulssilähteet voivat olla yksinkertaisin tapa edetä.

PLC: n pulssilähtöjen käyttäminen on kustannustehokas tapa saada yksinkertainen liike. Suurin osa, ellei kaikki, PLC -valmistajat tarjoavat tavan hallita servoja ja askelta pulssijunasignaalilla. Joten kun yksinkertainen kone on automatisoitava vain kahdella tai kolmella sähkötoimilaitteiden akselilla, pulssilähtöt voivat olla paljon helpompia asentaa, johdotus ja ohjelma kuin analogisten signaalien käyttäminen. Se voi myös maksaa vähemmän kuin verkottuneen liikkeen, kuten Ethernet /IP: n, käyttö.

Katsotaanpa siis askelmoottorin tai servon ohjaamista ohjaimen ja moottorin välisen ohjaimen tai moottorin välillä korostamalla ohjaimesta tai hakemistosta käytettyjä pulssisignaaleja.

Pulssijunan perusteet

Servomoottorien askelmoottorit ja pulssiohjatut versiot voivat pyöriä molempiin suuntiin. Tämä tarkoittaa, että ohjaimen on tarjottava vähintään kaksi ohjaussignaalia asemaan. Näiden signaalien tarjoamiseen on kaksi tapaa, ja eri valmistajat kutsuvat heitä eri asioiksi. On olemassa kaksi yleistä tapaa viitata kahteen käyttämäsi ohjaussignaalijärjestelmään: “1P -tila”, eli ”askel/suuntatila” ja “2p -tila”, jota kutsutaan “CW/CCW -tilaksi” tai myötäpäivään/vastapäivään tila. Molemmat tilat vaativat kaksi ohjaimesta ohjaimesta ohjaimesta.

1p -tilassa yksi ohjaussignaali on pulssi- ​​tai ”askel” -signaali. Toinen signaali on suuntatulo. Jos suuntatulo on päällä ja askeltulossa on pulssi -signaali, moottori pyörii myötäpäivään. Sitä vastoin, jos suuntasignaali on pois päältä ja pulssisignaali on läsnä askeltulossa, moottori pyörii toista suuntaa tai vastapäivään. Pulssijuna on aina samassa syöttössä riippumatta siitä, mihin suuntaan halutaan.

2P -tilassa molemmat signaalit ovat pulssijuna. Vain yhdellä tulolla kerrallaan on taajuus, joten jos CW -pulssijuna on läsnä, moottori pyörii CW: tä. Jos CCW -pulssijuna on läsnä, moottori pyörii CCWS: ää. Mikä syöttö vastaanottaa pulssijunan, riippuu halutusta suunnasta.

Sulkeet Ohjaimesta saadut pulssit saavat moottorin liikkumaan. Moottori kiertää yhden inkrementaalisen yksikön jokaisesta aseman pulssitulon pulssista. Esimerkiksi, jos kaksivaiheisella askelmoottorilla on 200 pulssia vallankumousta kohti (PPR), niin yksi pulssi saa moottorin kiertämään 1/200 vallankumousta tai 1,8 astetta, ja 200 pulssia saa moottorin kiertämään yhden vallankumouksen.

Eri moottoreilla on tietysti erilaiset päätöslauselmat. Stepper-moottorit voivat olla mikrovaiheisia, mikä antaa heille useita tuhansia pulsseja vallankumousta kohti. Lisäksi servomoottoreilla on yleensä tuhansia pulsseja vallankumousta kohden vähimmäisratkaisuaan. Riippumatta moottorin resoluutiosta, ohjaimen tai hakemiston pulssi saa sen kiertämään vain yhden inkrementaalisen yksikön.

Moottorin pyörimisnopeus riippuu pulssien taajuudesta tai nopeudesta. Mitä nopeammin pulssit, sitä nopeampi moottori kääntyy. Yllä olevassa esimerkissä moottorilla, jolla on 200 PPR, taajuus 200 pulssia sekunnissa (PPS) kiertäisi moottoria yhdellä kierroksella sekunnissa (RPS) tai 60 kiertoa minuutissa (rpm). Mitä enemmän pulsseja tarvitaan moottorin yhden vallankumouksen (PPR) kääntämiseen, sitä nopeammin pulssit on lähetettävä saman nopeuden saamiseksi. Esimerkiksi moottorilla, jolla on 1000 PPR: tä, olisi oltava niin suurempi pulssitaajuusajat kuin moottorilla, jolla on 200 PPR: tä, jotta se menee saman kierrosluvulle. Matematiikka on melko yksinkertaista:

RPS = PPS/PPR (kierto sekunnissa = pulssit sekunnissa/pulssit kiertoa kohden)

RPM = RPS (60)

Pulssien hallinta

Useimmilla ohjaimilla on menetelmä määrittää, pitäisikö moottorin kiertää CW: tä tai CCW: tä ja hallitaan signaaleja asianmukaisesti. Toisin sanoen, ohjelmoijan ei yleensä vaadita selvittämään, mitkä lähdöt kytketään päälle. Esimerkiksi monilla PLC: llä on toiminnot liikkeen ohjaamiseksi pulssisignaalin avulla, ja tämä toiminto ohjaa lähtöjä automaattisesti oikean pyörimissuunnan saamiseksi riippumatta siitä, onko ohjain määritetty 1p- tai 2p -tilalle.

Harkitse kahta liikettä yksinkertaisena esimerkkinä. Molemmat liikkeet ovat 1000 pulssia. Yksi on positiiviseen suuntaan, toinen negatiiviseen suuntaan. Ohjain käynnistää sopivat lähdöt, riippumatta siitä, käytetäänkö 1p tai 2p, jotta moottori pyörii positiiviseen suuntaan (yleensä CW), kun käskettyjen pulssien lukumäärä on 1000. Toisaalta, jos ohjelma komentaa −1 000 pulssia, ohjain käynnistää asianmukaiset lähdöt liikkumaan negatiiviseen suuntaan (yleensä CCW). Siksi ohjelmoija ei ole välttämätöntä hallita moottorin kiertosuuntaa käyttämällä ohjelmaa koodilla valitaksesi käytettävät lähdöt. Ohjain tekee sen automaattisesti.

Ohjaimilla ja ohjaimilla on yleensä tapa, jolla käyttäjät valita pulssityyppi joko DIP -kytkimellä tai ohjelmistovalinta -asetuksella. On tärkeää varmistaa, että ohjain ja kuljettaja ovat asetettu samoin. Jos ei, toiminta voi olla virheellinen tai ei toimi ollenkaan.

Absoluuttiset ja inkrementaaliset liikkeet

Kaksi yleisintä liikkeenohjausohjelmointia koskevaa liikkeen komennoa ovat inkrementaaliset ja absoluuttiset siirtokomennot. Absoluuttisten ja inkrementaalisten liikkeiden käsite hämmentää monia käyttäjiä käytetystä moottorin ohjausmenetelmästä riippumatta. Mutta tämä tieto sovelletaan, ohjataanko moottoria pulsseilla, analogisella signaalilla vai verkon, kuten Ethernet/IP tai eetterikat.

Ensinnäkin, jos moottorilla on kooderi, sen tyypit liikkeillä ei ole mitään tekemistä kooderityypin kanssa. Toiseksi absoluuttiset ja inkrementaaliset liikkeet voidaan tehdä riippumatta siitä, onko olemassa absoluuttinen tai inkrementaalinen kooderi vai ei kooderia.

Kun käytät moottoria lineaarisen akselin, kuten kuulusruuvin toimilaitteen, siirtämiseen, toimilaitteen toisen pään välillä on (ilmeisesti) rajallinen etäisyys toiseen. Toisin sanoen, jos vaunu on toimilaitteen toisessa päässä, moottoria voidaan kiertää vain liikkumiseksi, kunnes vaunu saavuttaa vastakkaisen pään. Tämä on aivohalvauksen pituus. Esimerkiksi toimilaitteella, jolla on 200 mm matkaa, toimilaitteen toinen pää on yleensä ”nolla” tai kotipaikka.

Absoluuttinen siirto kuljettaa vaunun komennettuun asentoon sen nykyisestä sijainnista riippumatta. Esimerkiksi, jos nykyinen sijainti on nolla ja komennettu siirto on 100 mm, ohjain lähettää riittävästi pulsseja toimilaitteen siirtämiseksi eteenpäin 100 mm: n merkkiin ja pysähtymään.

Mutta jos toimilaitteen nykyinen sijainti oli 150 mm, 100 mm: n absoluuttinen siirto tekisi ohjaimen lähettämään pulsseja negatiiviseen suuntaan toimilaitteen siirtämiseksi taaksepäin 50 mm ja pysähtymään 100 mm: n asentoon.

Käytännölliset käyttötarkoitukset

Yleisin ongelma pulssinhallinnan käytössä on johdotuksessa. Signaalit johdetaan usein vahingossa päinvastaisesti. 2P-tilassa tämä tarkoittaa, että CCW-lähtö on kytketty CW-tuloon ja päinvastoin. 1p -tilassa se tarkoittaa, että pulssisignaalin lähtö on kytketty suunnan sisääntuloon, ja Suuntasignaalin lähtö on kytketty pulssituloon.

2p -tilassa tämä johdotusvirhe tekee moottorin spin CW: stä, kun käsketään mennä CCW: lle ja CCW: lle, kun käsketään mennä CW. 1p -tilassa ongelmaa on vaikeampi diagnosoida. Jos signaalit vaihdetaan, ohjain lähettää pulssijunan suuntaan, mikä ei tee mitään. Se lähettäisi myös suunnanmuutoksen (kytke signaali päälle tai pois päältä suunnasta riippuen) vaiheeseen, joka voi aiheuttaa moottorin kääntämisen pulssin. Yksi liikepulssi on yleensä aika vaikea nähdä.

2P -tilan käyttäminen helpottaa vianetsintää, ja yleensä se on helpompi ymmärtää niille, joilla ei ole paljon kokemusta tämän tyyppisestä liikkeenhallinnasta.

Tässä on menetelmä mahdollisimman vähän aikaa varmistaa, että se on käytetty vianetsintä pulssi- ​​ja suunnan akseleita. Sen avulla insinöörit voivat keskittyä yhteen asiaan kerrallaan. Tämän pitäisi estää sinua kuluttamasta päiviä yrittämästä selvittää, mikä johdotusvirhe estää liikettä vain saadaksesi selville, että pulssin lähtötoiminto on määritetty väärin PLC: ssä, ja et koskaan tuottanut pulsseja.

1. Määritä käytettävä pulssitila ja käytä samaa tilaa kaikille akseleille.

2. Aseta ohjain oikeaan tilaan.

3. Aseta asema oikeaan tilaan.

4. Luo yksinkertaisin ohjelma ohjaimeen (yleensä lenkkeilytoiminto), jotta moottoria voidaan käskeä kiertää yhteen suuntaan tai toiseen hitaasti.

5. Komentaa CW -liikettä ja tarkkaile minkä tahansa ohjaimen tilaa, jotta pulssi on tulossa.

—Tämä voi olla LED -levyjä ohjaimen tai tililippujen lähtökohdissa, kuten PLC: n kiireinen lippu. Ohjaimen pulssilähtölaskuria voidaan myös seurata nähdä, että se muuttaa arvoa.

- Moottoria ei tarvitse kytkeä lähtöpulssiin.

6. Toista testi CCW -suuntaan.

7. Jos pulssien tulostaminen molempiin suuntiin on onnistunut, siirry eteenpäin. Jos ei, ohjelmointi on selvitettävä ensin.

8. Johto ohjain ohjaimeen.

9. lenkillä moottori yhteen suuntaan. Jos se toimii, mene vaihe 10. Jos se ei toimi, tarkista johdotus.

10. lenki moottori vastakkaiseen suuntaan. Jos se toimii, olet onnistunut. Jos se ei toimi, tarkista johdotus.

Useita tunteja on tuhlattu tässä ensimmäisessä vaiheessa, koska pulssitaajuus on riittävän matala, jotta moottori kehräisi erittäin hitaasti, kuten 1/100 rp. Jos ainoa tapa kertoa, onko käyttäminen tarkkailemalla moottoriakselia, se ei ehkä näytä siltä, ​​että se liikkuisi alhaisella nopeudella, mikä johtaa uskoa, että se ei laita pulsseja. On parasta laskea turvallinen nopeus moottorin resoluutio- ja levitysparametrien perusteella ennen kuin nopeus on asetettu testille. Jotkut uskovat, että he voivat asettaa käyttökelpoisen nopeuden vain arvaamalla. Mutta jos moottori tarvitsee 10 000 pulssia yhden vallankumouksen kiertämiseksi ja pulssitaajuus on asetettu 1 000 pps, moottori kestää 10 sekuntia. liikuttaa yhtä vallankumousta. Sitä vastoin, jos moottori tarvitsee 1000 pulssia yhden vallankumouksen siirtämiseksi ja pulssitaajuus on asetettu 1 000: een, moottori siirtää yhden vallankumouksen sekunnissa tai 60 rpm. Se voi olla liian nopea testiä varten, jos moottori on kiinnitetty kuormaan, kuten palloruuvi -toimilaite, jolla on rajoitettu liikeetäisyys. On kriittistä seurata indikaattoreita, jotka paljastavat pulsseja (LEDit tai pulssilaskuri).

Laskelmat käytännön soveltamiseksi

Käyttäjät päätyvät usein siihen, että HMI: t osoittavat koneen etäisyyden ja nopeuden pulssiyksiköissä kuin tekniikan yksiköissä, kuten millimetreissä. Usein ohjelmoija kiirehtii saamaan kone toimimaan, eikä se vie aikaa konekiväärien määrittämiseen ja muun muuntamiseen tekniikan yksiköiksi. Tässä on muutamia vinkkejä tämän auttamiseen.

Jos tiedät moottorin askel resoluution (pulssit vallankumousta kohti) ja moottorin vallankumouksen (mm) liikettä, komentopulssivakio lasketaan resoluutioksi/etäisyydeksi vallankumoukselle tai pulsseja vallankumousta kohti/etäisyys vallankumousta kohti.

Vakio voi auttaa löytämään kuinka monta palkokasvaa tarvitaan tietyn etäisyyden siirtämiseksi:

Nykyinen sijainti (tai etäisyys) = pulssimääritys/komentopulssit vakiona.

Teknologiayksiköiden muuntamiseksi pulsseiksi määritä ensin vakio, joka määrittää tietylle liikkeelle tarvittavien pulssien lukumäärän. Oletetaan, että moottorin yläpuolella olevassa esimerkissä vaaditaan 500 pulssia yhden vallankumouksen kiertämiseksi ja yksi vallankumous on 10 mm. Vakion laskeminen voidaan tehdä jakamalla 500 (PPR) 10: llä (mm P/R). Joten vakio on 500 pulssia/10 mm tai 50 pulssia/mm.

Tätä vakiota voidaan sitten käyttää laskemaan tietyn etäisyyden siirtämiseen tarvittavien pulssien lukumäärä. Esimerkiksi 15 mm, 15 mm × 50 ppm: n siirtäminen = 750 pulssia.

Jos haluat muuntaa pulssilukemisen teknisiksi yksiköiksi, jaa pulssilaskuri -arvo komentopulssivakiona. Siten, jos pulssilaskuri lukee 6000, jaetaan se komentopulssivakiona, joka on laskettu yllä olevasta esimerkistä, toimilaitteen sijainti olisi 6000 pulssia/50 ppm = 120 mm.

MM: n nopeuden komentamiseksi ja ohjaimen saamiseksi laskemaan oikea taajuus Hz: ssä (pulssit sekunnissa), nopeusvakio on ensin määritettävä. Tämä tehdään löytämällä komentopulssivakio (kuten yllä esitetään), mutta yksiköt muuttuvat. Toisin sanoen, jos moottori laittaa 500 PPR: tä ja toimilaite liikkuu 10 mm: n vallankumousta kohti, jos käsketään 500 pulssia sekunnissa, toimilaite liikkuu 10 mm sekunnissa. 500 pulssin jakaminen sekunnissa 10 mm sekunnissa johtaa 50 pulssiin sekunnissa mm. Siksi kohteen nopeuden kertominen 50: llä johtaa oikeaan pulssitaajuuteen.

Kaavat ovat samat, mutta yksiköt muuttuvat:

Nopeusvakio PPS: ssä = pulssit vallankumousta kohti/etäisyys vallankumousta kohti

Pulssinopeus (pps) = (nopeusvakio) × nopeus mm: ssä

Asennuksen käyttäminen, joka käyttää pulssisignaaleja liikkeen hallintaan, voi aluksi vaikuttaa pelottavalta, mutta kiinnittämällä tarkkaan huomiota ohjaimen ja aseman signaalityyppeihin ja asetuksiin alussa voi vähentää sen toiminnan kulutettua aikaa. Lisäksi, jos jokin peruslaskelmien tekeminen heti, nopeuksien ja etäisyyksien ohjelmointi on helpompaa ja konekäyttäjillä on intuitiivisempia tietoja heidän HMI: issä.