עבור מכונות אוטומטיות הדורשות רק שניים עד שלושה צירים של מפעילים חשמליים, תפוקות הדופק עשויות להיות הדרך הפשוטה ביותר ללכת.

השימוש בתפוקות הדופק מ- PLC הוא דרך חסכונית לקבל תנועה פשוטה. לרוב, אם לא כולם, יצרני PLC מספקים דרך לשלוט על סרוו ותרגבים באמצעות אות רכבת דופק. כך שכאשר מכונה פשוטה צריכה להיות אוטומטית על שניים או שלושה צירים בלבד על מפעילים חשמליים, פלטות הדופק יכולות להיות הרבה יותר קלות להגדרה, חוט ותכנות מאשר שימוש באותות אנלוגיים. זה עשוי לעלות גם פחות משימוש בתנועה ברשת כגון Ethernet /IP.

אז בואו נסתכל על שליטה על מנוע צעד או סרוו עם נהג או מגבר בין הבקר והמנוע עם הדגש על אותות הדופק המשמשים מהבקר או המדד.

יסודות רכבת דופק

מנועי צעד וגרסאות מבוקרות דופק של מנועי סרוו יכולים להסתובב לשני הכיוונים. המשמעות היא שבקר צריך לספק, לפחות, שני אותות בקרה לכונן. ישנן שתי דרכים לספק אותות אלה, ויצרנים שונים מכנים אותם דברים שונים. ישנן שתי דרכים נפוצות להתייחס לשתי תוכניות האות של בקרה בה אתה משתמש: "מצב 1p", המכונה "מצב שלב/כיוון", ו- "2p מצב", המכונה "מצב CW/CCW" או בכיוון השעון/נגד כיוון השעון מצב. שני המצבים דורשים שני אותות בקרה מהבקר לכונן.

במצב 1p, אות בקרה אחד הוא רכבת דופק או אות "צעד". האות האחר הוא קלט כיווני. אם הכניסה הכיוונית פועלת, ואות פועם קיים בכניסת הצעד, המנוע מסתובב בכיוון השעון. לעומת זאת, אם אות הכיוון כבוי ואות פועם קיים על כניסת הצעד, המנוע מסובב את הכיוון השני, או נגד כיוון השעון. רכבת הדופק נמצאת תמיד באותה קלט לא משנה איזה כיוון רצוי.

במצב 2p, שני האותות הם רכבת דופק. רק לקלט אחד בכל פעם יהיה תדר, כך שאם רכבת הדופק CW קיימת, המנוע מסתובב CW. אם רכבת הדופק CCW קיימת, המנוע מסתובב CCWs. איזה קלט מקבל את רכבת הדופק תלוי בכיוון הרצוי.

פלט פולסים מהבקר גורם למנוע לזוז. המנוע מסובב יחידה מצטברת אחת לכל דופק בכניסת הדופק של הכונן. לדוגמה, אם למנוע דריכה דו-פאזי יש 200 פולסים למהפכה (PPR), דופק אחד גורם למנוע לסובב 1/200 של מהפכה או 1.8 מעלות, ו -200 פולסים יגרמו למנוע לסובב מהפכה אחת.

כמובן שלמנועים שונים יש רזולוציות שונות. ניתן למנוע מנועי צעד מיקרו, ומעניקים להם אלפי פולסים רבים למהפכה. בנוסף, בדרך כלל יש למנועי סרוו אלפי פולסים רבים למהפכה כרזולוציה המינימלית שלהם. לא משנה מה רזולוציית המנוע, דופק מהבקר או המדד גורם לו לסובב רק יחידה מצטברת אחת.

המהירות בה מסתובב מנוע תלויה בתדר הפולסים, או במהירות. ככל שהקטניות מהר יותר, המנוע מסתובב מהר יותר. בדוגמה שלמעלה, עם מנוע שיש לו 200 PPR, תדר של 200 פולסים לשנייה (PPS) יסובב את המנוע בסיבוב אחד לשנייה (RPS) או 60 סיבובים לדקה (סל"ד). ככל שיש יותר פולסים כדי להפוך את המנוע מהפכה אחת (PPR), יש לשלוח את הפולסים מהר יותר כדי להשיג את אותה המהירות. לדוגמה, מנוע עם 1,000 PPR יצטרך להיות זמני תדר הדופק גבוה יותר כמו זה של מנוע עם 200 PPR כדי לעבור את אותו סל"ד. המתמטיקה די פשוטה:

RPS = PPS/PPR (סיבובים לשנייה = פולסים לשנייה/פולסים לכל סיבוב)

RPM = RPS (60)

שליטה בפולסים

לרוב הבקרים יש שיטה לקביעת אם המנוע צריך לסובב את CW או CCW וישלח על אותות באופן מתאים. במילים אחרות, בדרך כלל לא נדרש למתכנת להבין אילו תפוקות להדליק. לדוגמה, ל- PLCs רבים יש פונקציות לבקרת תנועה באמצעות אות דופק, ופונקציה זו שולטת אוטומטית על היציאות כדי להשיג את הכיוון הנכון של הסיבוב ללא קשר אם הבקר מוגדר למצב 1p או 2p.

שקול שני מהלכים כדוגמה פשוטה. שני המהלכים הם 1,000 פולסים. האחד נמצא בכיוון החיובי, השני בכיוון השלילי. הבקר מדליק את היציאות המתאימות, בין אם משתמשים ב- 1p או 2p, כדי לגרום למנוע להסתובב בכיוון החיובי (בדרך כלל CW) כאשר מספר הפולסים שנקבע הוא 1,000. מצד שני, אם תוכנית מצווה על 1,000 קטניות, הבקר מדליק את התפוקות המתאימות לנוע בכיוון השלילי (בדרך כלל CCW). לפיכך, אין צורך למתכנת לשלוט בכיוון הסיבוב המנוע באמצעות קוד בתוכנית כדי לבחור באילו פלטים להשתמש. הבקר עושה זאת באופן אוטומטי.

בדרך כלל לבקרים ולנהגים יש דרך למשתמשים לבחור את סוג הדופק, אם על ידי מתג טבילה או הגדרת בחירת תוכנה. חשוב להבטיח שהבקר והנהג יוגדרו אותו דבר. אם לא, פעולה עשויה להיות לא תקינה או לא תעבוד כלל.

מהלכים מוחלטים ומצטברים

שתי פקודות התנועה הנפוצות ביותר בתכנות בקרת תנועה הן פקודות תנועה מצטברות ומוחלטות. הרעיון של מהלכים מוחלטים ומצטברים מבלבל משתמשים רבים ללא קשר לשיטת הבקרה המוטורית המשמשת. אולם מידע זה חל אם המנוע נשלט באמצעות פולסים, אות אנלוגי או רשת כמו Ethernet/IP או Ethercat.

ראשית, אם למנוע יש מקודד עליו, סוגי המהלכים שלו לא קשורים לסוג המקודד. שנית, ניתן לעשות מהלכים מוחלטים ומצטברים בין אם יש מקודד מוחלט או מצטבר או אין מקודד בכלל.

כאשר משתמשים במנוע כדי להזיז ציר ליניארי, כמו מפעיל בורג כדור, יש (ברור) מרחק סופי בין קצה אחד של המפעיל לקצה השני. במילים אחרות, אם הכרכרה נמצאת בקצה אחד של המפעיל, ניתן לסובב את המנוע רק כדי לנוע עד שהרכבה תגיע לקצה הנגדי. זהו אורך השבץ. לדוגמה, על מפעיל עם 200 מ"מ נסיעות, קצה אחד של המפעיל הוא בדרך כלל "אפס" או עמדת הבית.

מהלך מוחלט מעביר את הכרכרה למצב הפקודה ללא קשר למיקומה הנוכחי. לדוגמה, אם המיקום הנוכחי הוא אפס והמהלך המפקד הוא ל 100 מ"מ, הבקר שולח מספיק פולסים כדי להעביר את המפעיל קדימה לסימן 100 מ"מ ולעצור.

אבל אם המיקום הנוכחי של המפעיל היה 150 מ"מ, מהלך מוחלט של 100 מ"מ היה גורם לבקר לשלוח פולסים בכיוון השלילי כדי להזיז את המפעיל לאחור 50 מ"מ ולעצור במצב של 100 מ"מ.

שימושים מעשיים

הבעיה הנפוצה ביותר בשימוש בבקרת הדופק היא בחיווט. האותות לרוב מתלבטים בטעות הפוך. במצב 2p פירוש הדבר שפלט CCW מחובר לכניסת CW ולהיפך. במצב 1p זה אומר שפלט אות הדופק מחובר לכניסת הכיוון, ופלט אות הכיוון מחובר לכניסת הדופק.

במצב 2p, טעות חיווט זו הופכת את המנוע לספין CW כאשר הוא מצווה ללכת CCW ו- CCW כאשר הוא מצווה ללכת CW. במצב 1p, הבעיה קשה יותר לאבחון. אם האותות מחליפים, הבקר שולח רכבת דופק לכניסת הכיוון, שלא עושה דבר. זה גם ישלח שינוי כיוון (הפעל או כבה את האות בהתאם לכיוון) לכניסת הצעד העלולה לגרום למנוע לסובב דופק. בדרך כלל דופק אחד של תנועה די קשה לראות.

השימוש במצב של 2P מקל על פתרון בעיות, ולרוב קל יותר להבין עבור אלה ללא ניסיון רב בסוג זה של בקרת תנועה.

להלן שיטה להבטיח כמה שפחות זמן מבלה בפתרון בעיות דופק וכיוון. זה מאפשר למהנדסים להתמקד בדבר אחד בכל פעם. זה אמור למנוע ממך לבזבז ימים בניסיון להבין איזו טעות בחיווט היא מניעת תנועה רק כדי לגלות שפונקציית פלט הדופק מוגדרת באופן שגוי ב- PLC ולעולם לא יצא לך להוציא פולסים.

1. קבע את מצב הדופק שישמש והשתמש באותו מצב עבור כל הצירים.

2. הגדר את הבקר למצב המתאים.

3. הגדר את הכונן למצב המתאים.

4. צור את התוכנית הפשוטה ביותר בבקר שלך (בדרך כלל פונקציית JOG) כך שניתן לפקוד על המנוע להסתובב בכיוון זה או אחר במהירות איטית.

5. פיקוד על תנועת CW וצפה בכל סטטוסים בבקר כדי לציין כי פולסים מוצגים.

–זה יכול להיות נוריות LED ביציאות מהבקר או מדגלי הסטטוס כמו הדגל העמוס ב- PLC. ניתן לעקוב אחר דלפק פלט הדופק בבקר כדי לראות שהוא משנה את הערך.

המנוע לא צריך להיות מחובר לפולסי פלט.

6. חזור על המבחן בכיוון CCW.

7. אם יציאת פולסים לשני הכיוונים מוצלחת, המשך הלאה. אם לא, יש להבין תחילה את התכנות.

8. חוטי הבקר לנהג.

9. מנוע ריצה בכיוון אחד. אם זה עובד, עבור שלב 10. אם זה לא עובד, בדוק את החיווט.

10. ריצה את המנוע בכיוון ההפוך. אם זה עובד, הצלחת. אם זה לא עובד, בדוק את החיווט.

שעות רבות בוזבזו בשלב ראשון זה מכיוון שתדר הדופק נמוך מספיק בכדי להפוך את המנוע לסובב לאט לאט, כמו 1/100 RPs. אם הדרך היחידה שתוכלו לדעת אם היא פועלת היא על ידי צפייה בציר המנוע, יתכן שהוא לא נראה כאילו הוא נע במהירות נמוכה, מה שמוביל לאמין שהוא לא מוציא קטניות. עדיף לחשב מהירות בטוחה על בסיס רזולוציית מנוע ופרמטרי יישום לפני הגדרת המהירות לבדיקה. יש הסבורים שהם יכולים לקבוע מהירות שמישה רק על ידי ניחוש. אבל אם המנוע זקוק ל -10,000 פולסים כדי לסובב מהפכה אחת, ותדר הדופק מוגדר על 1,000 pps, המנוע ייקח 10 שניות. להעביר מהפכה אחת. לעומת זאת, אם המנוע זקוק ל -1,000 פולסים כדי להזיז מהפכה אחת, ותדר הדופק מוגדר ל -1,000, המנוע יעביר מהפכה אחת לשנייה או 60 סל"ד. זה עשוי להיות מהיר מדי לבדיקה אם המנוע מחובר לעומס כמו מפעיל בורג כדור עם מרחק תנועה מוגבל. זה קריטי לצפות במדדים החושפים פולסים מוצגים (נוריות LED או מונה דופק).

חישובים ליישום מעשי

משתמשים בסופו של דבר בסופו של דבר עם HMIs המציגים את מרחק המכונה ומהירותו ביחידות פולסים ולא יחידות הנדסיות כמו מילימטרים. לעיתים קרובות מהמהר המתכנת לגרום למכונה לעבוד ולא לוקח את הזמן לקבוע את יחידות המכונה ולהמיר אותן ליחידות הנדסיות. להלן מספר טיפים לסייע בכך.

אם אתה מכיר את רזולוציית הצעד של המנוע (פולסים לכל מהפכה) ואת התנועה שנעשתה לפי מהפכה מוטורית (מ"מ), קבוע דופק הפקודה מחושב כרזולוציה/מרחק למהפכה, או פולסים לכל מהפכה/מרחק למהפכה.

הקבוע יכול לעזור למצוא כמה פולסים נדרשים כדי לנוע מרחק ספציפי:

מיקום נוכחי (או מרחק) = ספירת דופק/פולסים פקודה קבועים.

כדי להמיר יחידות הנדסיות לפולסים, קבע תחילה את הקבוע הקובע את מספר הפולסים הדרושים למהלך נתון. נניח בדוגמה שמעל המנוע דורש 500 פולסים כדי לסובב מהפכה אחת ומהפכה אחת היא 10 מ"מ. חישוב הקבוע יכול להיעשות על ידי חלוקת 500 (PPR) על ידי 10 (מ"מ P/R). אז הקבוע הוא 500 פולסים/10 מ"מ או 50 קטניות/מ"מ.

לאחר מכן ניתן להשתמש בקבוע זה לחישוב מספר הפולסים הדרושים למעבר של מרחק נתון. לדוגמה, להזיז 15 מ"מ, 15 מ"מ × 50 עמודים לדקה = 750 פולסים.

כדי להמיר קריאה מונה דופק ליחידות הנדסיות, פשוט חלקו את ערך מונה הדופק על ידי קבוע דופק הפקודה. לפיכך, אם דלפק הדופק קורא 6,000, חילק אותו על ידי קבוע דופק הפקודה המחושב מהדוגמה לעיל, מיקום המפעיל היה 6,000 פולסים/50 עמודים לדקה = 120 מ"מ.

כדי לפקוד על מהירות ב- MM ולבקש מהבקר לחשב את התדר הנכון ב- HZ (קטניות לשנייה), יש לקבוע תחילה את קבוע המהירות. זה נעשה על ידי מציאת קבוע דופק הפקודה (כפי שמוצג לעיל), אך היחידות משתנות. במילים אחרות, אם המנוע מוציא 500 PPR והמפעיל נע 10 מ"מ למהפכה, אם ימצו 500 פולסים לשנייה, המפעיל ינוע 10 מ"מ לשנייה. חלוקת 500 פולסים לשנייה על 10 מ"מ לשנייה גורמת ל 50 פולסים לשנייה למ"מ. לפיכך, הכפלת מהירות היעד ב -50 מביאה לתדר הדופק המתאים.

הנוסחאות זהות, אך היחידות משתנות:

מהירות קבועה ב- PPS = פולסים לכל מהפכה/מרחק לכל מהפכה

מהירות דופק (PPS) = (מהירות קבוע) × מהירות במ"מ

השימוש בהתקנה המשתמשת באותות רכבת דופק כדי לשלוט בתנועה עשויה להיראות מפחידה בהתחלה, עם זאת, שימו לב מקרוב לסוגי האות והגדרות הבקר והנהיגות בתחילת הדרך יכול להפחית את הזמן שהוקדש לו לגרום לו לעבוד. בנוסף, אם ייקח את הזמן לבצע מיד חישובים בסיסיים, תכנות המהירויות והמרחקים יהיו קלות יותר ולמפעילי המכונות יהיה מידע אינטואיטיבי יותר על ה- HMI שלהם.