Sadece iki ila üç eksen elektrikli aktüatör gerektiren makineleri otomatikleştirmek için, nabız çıkışları en basit yol olabilir.

PLC'den darbe çıkışlarını kullanmak, basit hareket elde etmenin uygun maliyetli bir yoludur. Çoğu, hepsi olmasa da, PLC üreticileri bir darbe tren sinyali kullanarak servo ve stepleri kontrol etmek için bir yol sağlar. Bu nedenle, basit bir makinenin elektrik aktüatörleri üzerinde sadece iki veya üç eksen üzerinde otomatikleştirilmesi gerektiğinde, nabız çıkışlarının ayarlanması, tel ve programı analog sinyalleri kullanmaktan çok daha kolay olabilir. Ayrıca Ethernet /IP gibi ağa bağlı hareket kullanmaktan daha az maliyetli olabilir.

Öyleyse, kontrolör veya dizinden kullanılan nabız sinyallerine vurgu yaparak kontrolör ve motor arasında bir sürücü veya amplifikatör ile bir step motor veya servoyu kontrol etmeye bir göz atalım.

Pulse Tren Temelleri

Stepo Motors'un step motorları ve nabız kontrollü versiyonları her iki yönde de dönebilir. Bu, bir denetleyicinin sürücüye en az iki kontrol sinyali sağlaması gerektiği anlamına gelir. Bu sinyalleri sağlamanın iki yolu vardır ve farklı üreticiler onlara farklı şeyler diyorlar. Kullandığınız iki kontrol sinyal şemasına atıfta bulunmanın iki yaygın yolu vardır: “1p modu”, yani “adım/yön modu” ve “CW/CCW modu” veya saat yönünün tersine denilen “2p modu” olarak adlandırılır. mod. Her iki mod da kontrolörden sürücüye iki kontrol sinyali gerektirir.

1P modunda, bir kontrol sinyali bir darbe treni veya “adım” sinyalidir. Diğer sinyal yönlü bir giriştir. Yön girişi açıksa ve adım girişinde darbeli bir sinyal varsa, motor saat yönünde döner. Tersine, yön sinyali kapalıysa ve adım girişinde darbeli bir sinyal varsa, motor diğer yönü veya saat yönünün tersine döndürür. Nabız treni, hangi yöne istenirse istenirse her zaman aynı giriş üzerindedir.

2P modunda, her iki sinyal de bir darbe trenidir. Bir seferde sadece bir giriş frekans olacaktır, bu nedenle CW darbe treni varsa, motor CW'yi döndürür. CCW darbe treni varsa, motor CCW'leri döndürür. Hangi giriş nabız trenini alır istenen yöne bağlıdır.

Denetleyiciden gelen darbeler motor hareketini harekete geçirir. Motor, sürücünün darbe girişindeki her darbe için bir artımlı üniteyi döndürür. Örneğin, iki aşamalı bir step motoru devrim başına 200 darbe (PPR) varsa, bir darbe motoru 1/200 devrim veya 1.8 derece döndürür ve 200 darbe motoru bir devrim döndürür.

Tabii ki, farklı motorların farklı kararları var. Step motorlar mikro basamaklı olabilir ve onlara devrim başına binlerce darbe verir. Ek olarak, Servo Motors genellikle asgari çözünürlük olarak devrim başına binlerce darbe sahiptir. Motor çözünürlüğü ne olursa olsun, denetleyici veya dizinleyiciden bir darbe sadece bir artımlı üniteyi döndürür.

Bir motorun dönme hızı, darbelerin frekansına veya hızına bağlıdır. Nabızlar ne kadar hızlı olursa, motor o kadar hızlı döner. Yukarıdaki örnekte, 200 PPR'ye sahip bir motorla, saniyede 200 darbe frekansı (PPS) motoru saniyede bir dönüşte (RPS) veya dakikada 60 rotasyonda (rpm) döndürür. Bir devrimi (PPR) motoru çevirmek için ne kadar çok darbeler gerekirse, aynı hızı elde etmek için darbeler o kadar hızlı gönderilmelidir. Örneğin, 1.000 PPR'li bir motorun, aynı RPM'ye gitmek için 200 PPR'li bir motorun nabız frekans sürelerini daha yüksek olması gerekir. Matematik oldukça basit:

RPS = PPS/PPR (saniyede dönme = saniyede darbeler/dönme başına darbeler)

RPM = RPS (60)

Nabızları kontrol etmek

Çoğu denetleyicinin motorun CW veya CCW'yi döndürüp döndürmediğini belirlemek için bir yöntem vardır ve sinyalleri uygun şekilde kontrol edecektir. Başka bir deyişle, programcının hangi çıktıların açılacağını anlaması normalde gerekli değildir. Örneğin, birçok PLC'nin bir darbe sinyali kullanarak hareketi kontrol etme işlevleri vardır ve bu fonksiyon, kontrolörün 1p veya 2p modu için yapılandırılmış olup olmadığına bakılmaksızın doğru dönüş yönünü elde etmek için çıkışları otomatik olarak kontrol eder.

Basit bir örnek olarak iki hareketi düşünün. Her iki hareket de 1000 darbedir. Biri pozitif yönde, diğeri negatif yönde. Kontrolör, komuta edilen darbe sayısı 1.000 olduğunda motorun pozitif yönde (genellikle CW) dönmesini sağlamak için 1p veya 2p kullanılır olsun, uygun çıkışları açar. Öte yandan, bir program −1.000 darbeye komut verirse, kontrolör negatif yönde (genellikle CCW) hareket etmek için uygun çıkışları açar. Bu nedenle, programcının hangi çıkışların kullanılacağını seçmek için programdaki kodu kullanarak motor rotasyon yönünü kontrol etmesi gerekli değildir. Denetleyici bunu otomatik olarak yapar.

Denetleyiciler ve sürücüler genellikle kullanıcıların dip anahtarı veya yazılım seçim ayarına göre darbe türünü seçmeleri için bir yol vardır. Denetleyicinin ve sürücünün aynı kurulduğundan emin olmak önemlidir. Değilse, işlem düzensiz olabilir veya hiç çalışmaz.

Mutlak ve artımlı hareketler

Hareket kontrol programlamasındaki en yaygın iki hareket komutu artımlı ve mutlak hareket komutlarıdır. Mutlak ve artımlı hareket kavramı, kullanılan motor kontrol yönteminden bağımsız olarak birçok kullanıcıyı karıştırır. Ancak bu bilgi, motorun darbeler, analog sinyal veya Ethernet/IP veya Ethercat gibi bir ağ ile kontrol edilip edilmediğini uygular.

Birincisi, bir motorun üzerinde bir kodlayıcı varsa, hareket türlerinin kodlayıcı türüyle ilgisi yoktur. İkincisi, mutlak veya artımlı bir kodlayıcı olup olmadığı veya hiç kodlayıcı olup olmadığı mutlak ve artımlı hareketler yapılabilir.

Bir bilyalı vidalı aktüatör gibi doğrusal bir ekseni hareket ettirmek için bir motor kullanırken, aktüatörün bir ucu arasında diğerine sonlu bir mesafe vardır. Başka bir deyişle, taşıyıcı aktüatörün bir ucundaysa, motor ancak taşıma ters ucuna ulaşana kadar hareket etmek üzere döndürülebilir. Bu inme uzunluğu. Örneğin, 200 mm seyahatli bir aktüatörde, aktüatörün bir ucu normalde “sıfır” veya ev pozisyonudur.

Mutlak bir hareket, taşıyıcıyı mevcut pozisyonuna bakılmaksızın komuta pozisyonuna taşır. Örneğin, akım konumu sıfırsa ve komuta hareketi 100 mm ise, kontrolör aktüatörü 100 mm işaretine ve durdurmaya hareket ettirmek için yeterli darbe gönderir.

Ancak aktüatörün akım konumu 150 mm ise, 100 mm'lik mutlak bir hareket, kontrolörün aktüatörün 50 mm'ye geriye doğru hareket etmesi ve 100 mm konumunda durması için darbeleri negatif yönde göndermesini sağlayacaktır.

Pratik kullanımlar

Darbe kontrolünü kullanmanın en yaygın sorunu kablolamadır. Sinyaller genellikle yanlışlıkla tersine bağlanır. 2P modunda bu, CCW çıkışının CW girişine bağlı olduğu ve bunun tersi anlamına gelir. 1P modunda, darbe sinyal çıkışının yön girişine bağlandığı ve yön sinyali çıkışı darbe girişine bağlandığı anlamına gelir.

2P modunda, bu kablo hatası, CCW ve CCW'ye gitmesi emredildiğinde CW'ye gitmesi emriyle motor spin CW'yi yapar. 1P modunda, sorunun teşhis edilmesi daha zordur. Sinyaller değiştirilirse, kontrolör yön girişine bir darbe treni gönderir, bu hiçbir şey yapmaz. Ayrıca, motorun bir darbeyi döndürmesine neden olabilecek adım girişine bir yön değişikliği gönderir (yöne bağlı olarak sinyali açar veya kapatır). Bir hareket nabzını görmek genellikle oldukça zordur.

2P modunu kullanmak, sorun gidermeyi kolaylaştırır ve bu tür hareket kontrolünde çok fazla deneyimi olmayanlar için anlaşılması genellikle daha kolaydır.

İşte nabzı ve yön eksenlerini gidermek için mümkün olduğunca az zaman harcamasını sağlamak için bir yöntem. Mühendislerin her seferinde bir şeye odaklanmasına izin verir. Bu, hangi kablo hatasının hareketi önlediğini anlamaya çalışan günleri harcamayı önlemenizi engellemelidir, sadece darbe çıkış fonksiyonunun PLC'de yanlış yapılandırıldığını ve asla darbeleri çıkarmadığınızı öğrenmek için.

1. Kullanılacak darbe modunu belirleyin ve tüm eksenler için aynı modu kullanın.

2. Denetleyiciyi uygun mod için ayarlayın.

3. Sürücüyü uygun mod için ayarlayın.

4. Kontrolörünüzdeki en basit programı oluşturun (genellikle bir jog işlevi), böylece motorun bir yönde veya diğerine yavaş bir hızda dönmesi emredilebilir.

5. Bir CW hareketini komuta edin ve darbelerin çıktı olduğunu belirtmek için denetleyicideki herhangi bir durumun izlenmesini izleyin.

–Bu, PLC'deki yoğun bayrak gibi denetleyiciden veya durum bayraklarından çıkışlarda LED olabilir. Denetleyicideki darbe çıkış sayacı da değeri değiştirdiğini görmek için izlenebilir.

- Motorun çıkış darbelerine bağlanması gerekmez.

6. Testi CCW yönünde tekrarlayın.

7. Her iki yönde darbeleri çıkarmak başarılı ise, devam edin. Değilse, önce programlama çözülmelidir.

8. Denetleyiciyi sürücüye bağlayın.

9. Jog motoru bir yönde. Çalışırsa, 10. adıma gidin. Çalışmazsa, kabloları kontrol edin.

10. Motorun ters yönde koşun. Çalışırsa, başarılı oldunuz. Çalışmazsa, kabloları kontrol edin.

Bu ilk aşamada saatlerce boşa harcanmıştır, çünkü nabız frekansı motoru 1/100 RP gibi yavaş yavaş yavaş yavaş hale getirecek kadar düşüktür. Çalışıp çalışmadığını söyleyebilmenin tek yolu, motor şaftını izlemektirse, düşük bir hızda hareket ediyormuş gibi görünmeyebilir, bu da nabzları söndürmediğine inanmaya yol açabilir. Test için hız ayarlanmadan önce motor çözünürlüğüne ve uygulama parametrelerine dayalı güvenli bir hız hesaplamak en iyisidir. Bazıları sadece tahmin ederek kullanılabilir bir hız belirleyebileceklerine inanıyor. Ancak motorun bir devrimi döndürmek için 10.000 darbeye ihtiyacı varsa ve nabız frekansı 1.000 pps olarak ayarlanırsa, motor 10 saniye sürecektir. bir devrimi taşımak için. Tersine, motorun bir devrimi hareket ettirmek için 1.000 darbeye ihtiyacı varsa ve nabız frekansı 1.000'e ayarlanırsa, motor saniyede bir devrimi veya 60 rpm'yi hareket ettirecektir. Motor sınırlı hareket mesafesine sahip bir bilyalı vidalı aktüatör gibi bir yüke tutturulursa, test için çok hızlı olabilir. Darbelerin çıktı olduğunu ortaya çıkaran göstergeleri izlemek çok önemlidir (LED'ler veya nabız sayacı).

Pratik uygulama için hesaplamalar

Kullanıcılar genellikle HMI'lerin, milimetre gibi mühendislik birimleri yerine bakliyat birimlerinde makinenin mesafesini ve hızını göstermesi ile sonuçlanır. Genellikle programcı makinenin çalışmasını sağlamak için acele edilir ve makine birimlerini belirlemek ve mühendislik birimlerine dönüştürmek için zaman ayırmaz. İşte buna yardımcı olmak için birkaç ipucu.

Motorun adım çözünürlüğünü (devrim başına darbeler) ve motor devrim başına yapılan hareketi (mm) biliyorsanız, komut darbesi sabiti devrim başına çözünürlük/mesafe veya devrim başına/devrim başına mesafe/mesafe olarak hesaplanır.

Sabit, belirli bir mesafeyi hareket ettirmek için kaç darbenin gerekli olduğunu bulmaya yardımcı olabilir:

Geçerli konum (veya mesafe) = darbe sayımı/komut darbeleri sabit.

Mühendislik birimlerini darbelere dönüştürmek için önce belirli bir hareket için gereken darbe sayısını belirleyen sabiti belirleyin. Yukarıdaki örnekte motorun bir devrimi döndürmek için 500 darbeyi ve bir devrimin 10 mm olduğunu varsayalım. Sabeti hesaplamak 500 (PPR) 10 (mm P/R) bölünerek yapılabilir. Yani sabit 500 darbe/10 mm veya 50 darbe/mm'dir.

Bu sabit daha sonra belirli bir mesafenin hareketi için gereken darbe sayısını hesaplamak için kullanılabilir. Örneğin, 15 mm, 15 mm × 50 ppm = 750 darbe hareket etmek.

Bir nabız sayacı okumasını mühendislik birimlerine dönüştürmek için, nabız karşı değerini komut darbesi sabiti ile bölün. Böylece, nabız sayacı 6.000 okursa, yukarıdaki örnekten hesaplanan komut darbesi sabiti ile bölünürse, aktüatör konumu 6.000 darbe/50 ppm = 120 mm olacaktır.

MM cinsinden bir hız komuta etmek ve kontrolörün Hz'deki uygun frekansı (saniyede darbeler) hesaplamasını sağlamak için önce hız sabiti belirlenmelidir. Bu, komut darbesi sabitini (yukarıda gösterildiği gibi) bularak yapılır, ancak birimler değiştirilir. Başka bir deyişle, motor 500 PPR ortaya çıkarırsa ve aktüatör devrim başına 10 mm hareket ederse, saniyede 500 darbe emredilirse, aktüatör saniyede 10 mm hareket edecektir. Saniyede 500 darbenin saniyede 10 mm bölünmesi, mm başına saniyede 50 darbe ile sonuçlanır. Bu nedenle, hedef hızın 50 ile çarpılması uygun darbe frekansına neden olur.

Formüller aynı, ancak birimler değişiyor:

PPS cinsinden hız sabiti = devrim başına darbeler/devrim başına mesafe

Darbe hızı (PPS) = (hız sabiti) mm cinsinden hız

Hareketi kontrol etmek için nabız tren sinyallerini kullanan bir kurulum kullanmak ilk başta göz korkutucu görünebilir, ancak denetleyicideki sinyal türlerine ve ayarlarına yakından dikkat etmek ve başlangıçta sürücüler çalıştırması için harcanan süreyi azaltabilir. Buna ek olarak, kişi bazı temel hesaplamaları hemen yapmak için zaman alırsa, hızları ve mesafeleri programlamak daha kolay olacak ve makine operatörleri HMI'larında daha sezgisel bilgilere sahip olacaktır.