2 ~ 3 개의 전기 액추에이터만을 필요로하는 기계를 자동화하는 경우 펄스 출력이 가장 간단한 방법 일 수 있습니다.

PLC에서 펄스 출력을 사용하는 것은 간단한 움직임을 얻는 비용 효율적인 방법입니다. 대부분의 경우 PLC 제조업체는 대부분의 경우 펄스 트레인 신호를 사용하여 서보 및 스피커를 제어 할 수있는 방법을 제공합니다. 따라서 전기 액추에이터에서 단순한 기계를 2 ~ 3 개의 축으로 만 자동화 해야하는 경우 아날로그 신호를 사용하는 것보다 펄스 출력을 설정, 와이어 및 프로그램하기가 훨씬 쉽습니다. 이더넷 /IP와 같은 네트워크 모션을 사용하는 것보다 비용이 적게들 수 있습니다.

따라서 컨트롤러 또는 인덱서에서 사용되는 펄스 신호에 중점을 둔 컨트롤러와 모터 사이에 드라이버 또는 앰프가있는 스테퍼 모터 또는 서보를 제어하는 ​​것을 살펴 보겠습니다.

펄스 열차 기본

스테퍼 모터와 펄스 제어 버전의 서보 모터는 양방향으로 회전 할 수 있습니다. 이는 컨트롤러가 드라이브에 최소 2 개의 제어 신호를 제공해야한다는 것을 의미합니다. 이러한 신호를 제공하는 두 가지 방법이 있으며, 다른 제조업체는이를 다른 것을 부릅니다. 사용중인 두 가지 제어 신호 체계를 참조하는 두 가지 일반적인 방법이 있습니다 : "1P 모드", 즉 "Step/Direction Mode"및 "CW/CCW Mode"또는 시계 방향/카운터 클록 시일드 모드라고합니다. 두 모드 모두 컨트롤러에서 드라이브까지 두 개의 제어 신호가 필요합니다.

1p 모드에서 하나의 제어 신호는 펄스 트레인 또는 "단계"신호입니다. 다른 신호는 방향 입력입니다. 방향 입력이 켜져 있고 단계 입력에 펄스 신호가 존재하면 모터는 시계 방향으로 회전합니다. 반대로, 방향 신호가 꺼져 있고 단계 입력에 펄스 신호가 존재하는 경우, 모터는 다른 방향을 회전 시키거나 시계 반대 방향으로 회전합니다. 펄스 트레인은 어떤 방향이 원하는지에 관계없이 항상 동일한 입력에 있습니다.

2P 모드에서는 두 신호 모두 펄스 트레인입니다. 한 번에 하나의 입력 만 주파수를 가지므로 CW 펄스 트레인이 있으면 모터가 CW를 회전시킵니다. CCW 펄스 트레인이 존재하면 모터는 CCW를 회전시킵니다. 펄스 트레인을 수신하는 입력은 원하는 방향에 따라 다릅니다.

컨트롤러의 펄스 출력은 모터를 움직입니다. 모터는 드라이브의 펄스 입력의 모든 펄스에 대해 하나의 증분 장치를 회전시킵니다. 예를 들어, 2 상 스테핑 모터가 혁명 당 200 펄스 (PPR)를 갖는 경우, 하나의 펄스는 모터가 혁명의 1/200 또는 1.8도 회전하고 200 펄스는 모터가 하나의 혁명을 회전하게 만듭니다.

물론, 다른 모터마다 다른 해상도가 있습니다. 스테퍼 모터는 마이크로 스텝을 할 수있어 혁명 당 수천 개의 펄스를 제공 할 수 있습니다. 또한 서보 모터는 일반적으로 최소 해상도로 혁명 당 수천 개의 펄스가 있습니다. 모터 해상도에 관계없이 컨트롤러 또는 인덱서의 펄스는 하나의 증분 장치 만 회전하게 만듭니다.

모터 회전 속도는 펄스 주파수 또는 속도에 따라 다릅니다. 펄스가 빨라질수록 모터가 빠르게 회전합니다. 위의 예에서, 200 PPR을 갖는 모터의 경우, 초당 200 펄스 주파수 (PPS)는 초당 1 회 회전 (RPS) 또는 분당 60 회 회전 (RPM)으로 모터를 회전시킵니다. 모터 하나의 혁명 (PPR)을 돌리는 데 더 많은 펄스가 필요할수록 동일한 속도를 얻으려면 펄스가 더 빨리 전송되어야합니다. 예를 들어, PPR 1,000 PPR을 가진 모터는 동일한 RPM을 사용하기 위해 200 PPR이있는 모터의 펄스 주파수 시간보다 높은 모터를 가야합니다. 수학은 매우 간단합니다.

rps = pps/ppr (초당 회전 = 초당 펄스/회전 당 펄스)

RPM = RPS (60)

펄스 제어

대부분의 컨트롤러에는 모터가 CW 또는 CCW를 회전시켜야하는지 여부를 결정하는 방법이 있으며 신호를 적절하게 제어합니다. 다시 말해, 프로그래머가 어떤 출력을 켜야하는지 알아내는 것이 일반적으로 필요하지 않습니다. 예를 들어, 많은 PLC는 펄스 신호를 사용하여 모션을 제어하는 ​​기능을 가지고 있으며, 해당 기능은 컨트롤러가 1P 또는 2P 모드에 대해 구성되어 있는지 여부에 관계없이 올바른 회전 방향을 얻기 위해 출력을 자동으로 제어합니다.

간단한 예로 두 가지 움직임을 고려하십시오. 두 동작 모두 1,000 펄스입니다. 하나는 긍정적 인 방향이고 다른 하나는 부정적인 방향입니다. 컨트롤러는 1p 또는 2p가 사용되는지 여부에 관계없이 적절한 출력을 켜서 모터가 명령 된 펄스 수가 1,000이면 양의 방향 (보통 CW)으로 회전하도록합니다. 반면, 프로그램이 -1,000 펄스를 명령하면 컨트롤러가 적절한 출력을 켜서 음수 방향으로 이동합니다 (일반적으로 CCW). 따라서 프로그래머가 프로그램에서 코드를 사용하여 사용할 출력을 선택하여 모터 회전 방향을 제어 할 필요는 없습니다. 컨트롤러는 자동으로 수행합니다.

컨트롤러 및 드라이버는 일반적으로 DIP 스위치 또는 소프트웨어 선택 설정으로 사용자가 펄스 유형을 선택할 수있는 방법이 있습니다. 컨트롤러와 드라이버가 동일하게 설정되도록하는 것이 중요합니다. 그렇지 않은 경우 작동은 불규칙하거나 전혀 작동하지 않을 수 있습니다.

절대적이고 점진적인 움직임

Motion Control 프로그래밍에서 가장 일반적인 두 가지 이동 명령은 증분 및 절대 이동 명령입니다. 절대 및 증분 움직임의 개념은 사용 된 모터 제어 방법에 관계없이 많은 사용자를 혼란스럽게합니다. 그러나이 정보는 모터가 펄스, 아날로그 신호 또는 이더넷/IP 또는 Ethercat과 같은 네트워크로 제어되는지 여부를 적용합니다.

첫째, 모터에 인코더가있는 경우 이동 유형은 인코더 유형과 관련이 없습니다. 둘째, 절대적 또는 증분 운동은 절대적이거나 증분 인코더가 있거나 인코더가 전혀 없는지 여부에 관계없이 절대 및 증분 이동을 수행 할 수 있습니다.

모터를 사용하여 볼 스크류 액추에이터와 같은 선형 축을 이동할 때, 액추에이터의 한쪽 끝 사이에 다른 쪽 끝 사이에 유한 거리가 있습니다. 다시 말해, 캐리지가 액추에이터의 한쪽 끝에있는 경우, 마차가 반대쪽 끝에 도달 할 때까지 모터를 회전시킬 수 있습니다. 이것은 스트로크 길이입니다. 예를 들어, 200mm의 여행이있는 액추에이터에서 액추에이터의 한쪽 끝은 일반적으로 "0"또는 홈 위치입니다.

절대 이동은 현재 위치에 관계없이 운송을 명령 위치로 운송합니다. 예를 들어, 현재 위치가 0이고 명령 이동이 100mm 인 경우 컨트롤러는 액추에이터를 100mm 마크로 앞으로 이동시키고 정지하기에 충분한 펄스를 보냅니다.

그러나 액추에이터의 현재 위치가 150mm 인 경우, 100mm의 절대 이동으로 인해 컨트롤러가 음의 방향으로 펄스를 전송하여 액추에이터를 50mm 뒤로 이동하고 100mm 위치에서 멈출 수 있습니다.

실제 용도

펄스 제어 사용의 가장 일반적인 문제는 배선에 있습니다. 신호는 종종 반대로 실수로 연결됩니다. 2P 모드에서 이는 CCW 출력이 CW 입력에 연결되고 그 반대로 연결되어 있음을 의미합니다. 1p 모드에서는 펄스 신호 출력이 방향 입력에 연결되어 있고 방향 신호 출력이 펄스 입력에 연결됨을 의미합니다.

2P 모드 에서이 배선 실수로 인해 CCW와 CCW가 CW로 이동하라는 명령을 내릴 때 모터가 CW를 회전시킵니다. 1P 모드에서는 문제를 진단하기가 더 어렵습니다. 신호가 바뀌면 컨트롤러는 펄스 트레인을 방향 입력으로 보냅니다. 또한 방향 변경 (방향에 따라 신호를 켜거나 끄는)을 단계 입력으로 보냅니다. 이는 모터가 펄스를 회전시킬 수 있습니다. 움직임의 하나의 맥박은 일반적으로보기가 매우 어렵습니다.

2P 모드를 사용하면 문제 해결을 더 쉽게 만들 수 있으며 이러한 유형의 모션 제어에서 많은 경험이없는 사람들에게는 일반적으로 이해하기가 더 쉽습니다.

다음은 가능한 한 적은 시간에 펄스 및 방향 축을 문제 해결하는 데 소비되는 방법입니다. 엔지니어는 한 번에 한 가지에 집중할 수 있습니다. 이렇게하면 PLC에서 펄스 출력 기능이 잘못 구성되어있는 펄스 출력 기능을 찾기 위해 모션을 방지하는 배선 실수가 무엇인지 알아내는 데 며칠을 보내지 않아야합니다.

1. 펄스 모드를 사용할 펄스 모드를 결정하고 모든 축에 대해 동일한 모드를 사용하십시오.

2. 컨트롤러를 올바른 모드로 설정하십시오.

3. 적절한 모드로 드라이브를 설정하십시오.

4. 컨트롤러에서 가장 간단한 프로그램 (보통 조깅 기능)을 만듭니다. 모터를 한 방향으로 또는 다른 방향으로 느린 속도로 회전하도록 명령 할 수 있습니다.

5. CW 이동을 명령하고 펄스가 출력임을 나타 내기 위해 컨트롤러의 상태를 확인하십시오.

- 이것은 PLC의 바쁜 플래그와 같은 컨트롤러의 출력 또는 상태 플래그의 LED 일 수 있습니다. 컨트롤러의 펄스 출력 카운터를 모니터링하여 값이 바뀌는 것을 확인할 수도 있습니다.

- 모터를 출력 펄스에 연결할 필요가 없습니다.

6. CCW 방향으로 테스트를 반복하십시오.

7. 양방향으로 펄스를 출력하면 계속 이동하십시오. 그렇지 않은 경우 프로그래밍을 먼저 파악해야합니다.

8. 컨트롤러를 드라이버에 연결하십시오.

9. 한 방향으로 조깅 모터. 작동하면 10 단계로 이동하십시오. 작동하지 않으면 배선을 확인하십시오.

10. 모터를 반대 방향으로 조깅하십시오. 작동한다면 성공했습니다. 작동하지 않으면 배선을 확인하십시오.

펄스 주파수가 1/100 rps와 같이 모터를 매우 느리게 스핀으로 만들 정도로 충분히 낮기 때문에이 첫 번째 단계에서 많은 시간이 낭비되었습니다. 작동 중인지 알 수있는 유일한 방법은 모터 샤프트를 보는 것 뿐이라면 저속으로 움직이는 것처럼 보이지 않을 수도있어 펄스를 내리지 않는다고 믿습니다. 테스트를 위해 속도가 설정되기 전에 모터 해상도 및 응용 프로그램 매개 변수에 따라 안전한 속도를 계산하는 것이 가장 좋습니다. 어떤 사람들은 추측만으로도 사용 가능한 속도를 설정할 수 있다고 생각합니다. 그러나 모터가 하나의 회전을 위해 10,000 펄스가 필요하고 펄스 주파수는 1,000 pps로 설정되면 모터는 10 초가 걸립니다. 하나의 혁명을 옮기기 위해. 반대로, 모터가 하나의 혁명을 이동시키기 위해 1,000 펄스가 필요하고 펄스 주파수가 1,000으로 설정되면, 모터는 초당 하나의 회전 또는 60 rpm을 움직입니다. 모터가 모션 거리가 제한된 볼 스크류 액추에이터와 같은 하중에 부착되어 있으면 테스트하기에는 너무 빠를 수 있습니다. 펄스가 출력 (LED 또는 펄스 카운터)임을 나타내는 표시기를 시청하는 것이 중요합니다.

실제 응용 프로그램 계산

사용자는 종종 밀리미터와 같은 엔지니어링 장치가 아닌 펄스 단위의 기계의 거리와 속도를 보여주는 HMI로 끝납니다. 종종 프로그래머는 기계를 작동시키기 위해 서두르고 기계 장치를 결정하고 엔지니어링 장치로 변환하는 데 시간이 걸리지 않습니다. 다음은이를 돕기위한 몇 가지 팁입니다.

모터의 단계 분해능 (혁명 당 펄스)과 모터 혁명 당 이동 (MM)을 알고 있다면, 명령 펄스 상수는 혁명 당 해상도/거리 또는 혁명 당 혁명 당 펄스로 계산됩니다.

상수는 특정 거리를 이동하는 데 필요한 펄스 수를 찾는 데 도움이 될 수 있습니다.

현재 위치 (또는 거리) = 펄스 카운트/명령 펄스 일정.

엔지니어링 장치를 펄스로 변환하려면 먼저 주어진 이동에 필요한 펄스 수를 결정하는 상수를 결정하십시오. 위의 예에서 모터의 예에서는 하나의 혁명을 회전시키기 위해 500 개의 펄스가 필요하고 하나의 혁명은 10 mm라고 가정합니다. 500 (PPR)을 10 (mm p/r)로 나누어 상수를 계산할 수 있습니다. 따라서 상수는 500 펄스/10 mm 또는 50 펄스/mm입니다.

그런 다음이 상수를 사용하여 주어진 거리의 이동에 필요한 펄스 수를 계산할 수 있습니다. 예를 들어, 15 mm, 15 mm × 50 ppm = 750 펄스를 이동합니다.

펄스 카운터 판독 값을 엔지니어링 단위로 변환하려면 펄스 카운터 값을 명령 펄스 상수로 나눕니다. 따라서, 펄스 카운터가 6,000을 읽고, 위의 예에서 계산 된 명령 펄스 상수로 나누면, 액추에이터 위치는 6,000 펄스/50 ppm = 120 mm입니다.

MM의 속도를 명령하고 컨트롤러가 HZ의 적절한 주파수 (초당 펄스)를 계산하려면 먼저 속도 상수를 결정해야합니다. 이것은 명령 펄스 상수를 찾아서 수행되지만 (위와 같이) 단위는 변경됩니다. 다시 말해, 모터가 500 PPR을 배출하고 액추에이터가 회전 당 10mm 이동하면 초당 500 펄스가 명령되면 액추에이터는 초당 10mm 이동합니다. 초당 500 개의 펄스를 초당 10mm로 나누면 초당 50 개의 펄스가 발생합니다. 따라서, 목표 속도에 50을 곱하면 적절한 펄스 주파수가 발생합니다.

공식은 동일하지만 단위는 변경됩니다.

pps의 속도 상수 = 혁명 당 펄스/혁명 당 거리.

펄스 속도 (pps) = (속도 상수) × mm 속도

펄스 트레인 신호를 사용하여 모션을 제어하는 ​​설정을 사용하면 처음에는 어려운 것처럼 보일 수 있지만, 컨트롤러의 신호 유형 및 설정에 세심한주의를 기울이면 처음에는 드라이브가 작동하는 시간을 줄일 수 있습니다. 또한 기본 계산을 즉시 수행하는 데 시간이 걸리면 속도와 거리를 프로그래밍하는 것이 더 쉬워지고 기계 운영자는 HMI에 더 직관적 인 정보가 표시됩니다.