کد خبر: ۴۰۱۷۹
تاریخ انتشار : ۱۵:۵۴ - ۰۱ دی ۱۳۹۸
کنترل حرکت به طور کلی به معنی استفاده از سیستم‌های فرمان یار و یا پله‌ای به عنوان نیروی حرکت دادن یک بار معین است. این سیستم‌های کنترل حرکت قادر به کنترل دقیق سرعت، موقعیت و گشتاور هستند.
سرویس آموزش و آزمون برق نیوز، کنترل حرکت به طور کلی به معنی استفاده از سیستم‌های فرمان یار و یا پله‌ای به عنوان نیروی حرکت دادن یک بار معین است. این سیستم‌های کنترل حرکت قادر به کنترل دقیق سرعت، موقعیت و گشتاور هستند.

کاربرد‌هایی که نیاز به موقعیت یابی محصول، همزمانی عناصر جداگانه، یا حرکت استارت – توقف سریع دارند، همگی برای استفاده از کنترل حرکت مناسب هستند. PLC‌ها توانایی ارائه سیگنال‌های مورد نیاز را برای فرماندهی این سیستم‌های فرمان یار و پله‌ای به روش مقرون به صرفه و دیجیتال (بدون نویز) دارند.


اجزای سیستم کنترل حرکت مبتنی بر PLC

در یک سیستم کنترل حرکت معمولی سه جزء پایه‌ای وجود دارد: کنترلر، درایو (گاهی به عنوان تقویت کننده شناخته می‌شود) و موتور. طراحی مسیر یا محاسبات خط سیر در کنترلر انجام می‌شود، که سیگنال‌های فرمان ولتاژ پایین را به محرک می‌فرستد، که به نوبه خود ولتاژ و جریان لازم را به موتور اعمال می‌کند که منجر به حرکت مورد نظر می‌شود.

گاهی اوقات ابزار بازخورد بر روی موتور یا بار برای اطلاع دادن به محرک یا کنترلر با جزییات خاص در مورد حرکت واقعی محور موتور یا بار استفاده می‌شود. این اطلاعات بازخوردی برای افزایش دقت حرکت مورد استفاده قرار می‌گیرد و می‌تواند برای جبران تغییرات دینامیکی که ممکن است در بار رخ دهد، مانند تغییرات در جرم، اصطکاک یا سایر اختلالات مورد استفاده قرار گیرد.

سیستم‌های فرمان یار در یک روش حلقه بسته عمل می‌کنند و از تغییر گشتاور خروجی برای جابجایی به موقعیت فرمان داده شده یا توقف در آن استفاده می‌کنند، در حالی که اکثر سیستم‌های پله‌ای به طور معمول کنترل موقعیت حلقه باز را فراهم می‌کنند (یک موتور پله‌ای با نیروی کامل حرکت می‌کند تا یا به موقعیت فرمان داده شده برسد یا در این تلاش شکست بخورد).

سیستم کنترل حرکت با استفاده از PLC

نحوه عملکرد سیستم کنترل حرکت

انتخاب کنترل حلقه باز در مقابل کنترل حلقه بسته به عوامل زیادی بستگی دارد و هر دو روش‌های مفیدی برای کنترل حرکت هستند. کنترلر‌های مبتنی بر PLC می‌توانند برای هر یک از این دو نوع سیستم مورد استفاده قرار گیرند. کاربرد‌هایی که می‌توانند با یک PLC و قطعات فرمان یار – پله‌ای کم هزینه انجام شوند عبارتند از: برش به طول، حرکت جداول یا نوار نقاله ها، و جداول x / y (پلاتر/برش دهنده/روتر/قرار دهنده).

سیگنال‌های “پالس و جهت” کلاسیک که به طور گسترده در PLC‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرند، روشی ارزان و بدون نویز (دیجیتال) برای کنترل حرکت دقیق ارایه می‌کنند.

افزودنی‌ها یا بلوک‌های عملکرد در منطق نردبانی PLC به طور معمول برای برنامه نویسی مورد استفاده قرار می‌گیرند و درک و نگهداری آن‌ها برای کارکنان کارخانه آسان است. کنترلر‌های PLC با قابلیت پالس و هدایت در حالی که معمولا به چند محور کنترل و محل‌هایی که هماهنگی بین محور‌ها کم است محدود می‌شوند، مناسب بسیاری از کاربرد‌های حرکت هستند.

اغلب، PLC‌های کم هزینه از قبل برای کنترل منطقی ماشین آلات مورد استفاده قرار می‌گیرند و می‌توانند وظایف حرکت را با افزودن یک کارت خروجی پالس و مقداری برنامه نویسی انجام دهند. این امر می‌تواند نیاز به ادغام کنترلر منطقی با یک کنترلر حرکتی جداگانه را حذف کند. سازندگان ماشین نیز می‌توانند زمان قابل توجهی را هنگام پیاده سازی سیستم‌های مبتنی بر PLC ذخیره کنند، به خصوص اگر آن‌ها از قبل با PLC و نرم افزار برنامه نویسی آن آشنا باشند.

انواع سیگنال‌ها

در یک سیستم کنترل حرکت معمولی مبتنی بر PLC، کارت‌های خروجی پالس سرعت بالا در PLC مورد استفاده قرار می‌گیرند تا یک “قطار پالس” برای هر درایو فرمان یار یا پله‌ای ایجاد کنند. درایو پالس را دریافت می‌کند و اهرم موتور را به مقدار تعیین شده‌ای برای هر پالس حرکت می‌دهد.

سیستم‌های پله‌ای معمول ممکن است به ازای هر پالس ۲۰۰/۱ از یک چرخش کامل را انجام دهند، در حالی که سیستم‌های ریز-پله‌ای یا فرمانیار ممکن است به ازای هر پالس ورودی به اندازه ۱۰۰۰۰/۱ از یک چرخش کامل حرکت کنند. مقدار حرکت ناشی از یک پالس را می‌توان در درایو تنظیم کرد تا یک راه کار مطلوب یا یک سرعت بالای لازم بدست آید.

یک سیگنال جداگانه برای تعیین جهت حرکت استفاده می‌شود. این روش کنترل، “پله و جهت” نامیده می‌شود. روش “جهت عقربه‌های ساعت/خلاف جهت عقربه‌های ساعت” که یک روش مشابه با عملکرد یکسان است، از یک قطار پالس جداگانه برای هر مسیر حرکت استفاده می‌کند.

این روش تا حدودی محبوبیت کمتری دارد، اما در برخی کاربرد‌ها دارای مزایایی است. سازوکار الکترونیکی را معمولا می‌توان در درایو فعال کرد تا اجازه حرکت با رزولوشن بالا در سرعت‌های پایین و نیز یک حالت با سرعت بالا برای حرکت سریع‌تر با رزولوشن کم‌تر را بدهد.

اگر بازخورد رمزگذار در این نوع سیستم‌ها استفاده شود معمولا در سطح درایو انجام می‌شود. دو سیگنال سیم بندی شده ساده از درایو به PLC، «خطای درایو» و «درایو در موقعیت»، اغلب برای مطلع کردن PLC از خطا و / یا تکمیل هر حرکت مورد استفاده قرار می‌گیرند.

تکامل فن آوری کنترل حرکت الکتریکی

سیستم‌های کنترل حرکت الکتریکی به عنوان جایگزینی برای سیستم‌های حرکتی هیدرولیک پا به عرصه گذاشتند. برای بیشتر سیستم‌های الکتریکی با سایز کوچک‌تر چند وات تا حدود چند کیلووات، کنترل حرکت الکتریکی رایج شده است، در حالی که سیستم‌های هیدرولیکی همچنان در کاربرد‌های بزرگ‌تر با سایز تقریبا ۵ کیلو وات و بالاتر که در آن‌ها انرژی الکتریکی غیر عملی یا غیرقابل دسترسی است یا محیط سخت و شدید است تسلط دارند.

سیستم‌های الکتریکی بیشتر با محیط کارخانه سازگار هستند، مزاحمت کم تری دارند، و نصب کردن آن‌ها نسبت به لوله کشی مورد نیاز هیدرولیک آسان‌تر است. سیستم‌های فرمان یار اولیه معمولا در حالت سرعت یا گشتاور فعالیت می‌کردند، سیگنال‌های فرمان آنالوگ را می‌پذیرفتند، و علی رغم مشکلات مربوط به نویز و دریفت برق، کاملا موفق بودند. کنترلر‌های اولیه مبتنی بر PLC از کارت‌های خروجی آنالوگ برای ارایه سیگنال‌های فرمان سرعت یا گشتاور استفاده می‌کردند.

در حالی که سیگنال‌های کنترل آنالوگ هنوز در برخی سیستم‌ها استفاده می‌شوند، اغلب سیستم‌های حرکتی مدرن به نوعی از کنترل دیجیتال کوچ کرده اند. ظهور درایو فرمان یار دیجیتال با قابلیت بستن حلقه موقعیت، یک گام بزرگ دیگر به جلو بود. در حال حاضر انواع جدیدی از سیگنال‌ها بین کنترلر و درایو برای ارسال فرمان‌های موقعیت به این درایو‌های فرمان یار دیجیتال مورد نیاز است.

سه سیگنال کنترلی رایج که توسط کنترلر‌های حرکت مبتنی بر PLC مورد استفاده قرار می‌گیرند، سیگنال‌های پالس و جهت توضیح داده شده، سیگنال‌های مجزا به یک درایو هوشمند یا حرکت دقیق، و ارتباطات فیلدباس هستند.
درایو راه انداز موتور

رابط پالس و جهت که در اصل برای سیستم‌های پله‌ای طراحی شده بود، اکنون به یک ویژگی استاندارد در اکثر محصولات فرمان یار تبدیل شده است. امروزه یک PLC با خروجی سرعت بالا یکی از روش‌های مقرون به صرفه برای کنترل حرکت است.

هیچ فرایند هوشمندی برای راندن بار نیاز نیست و همه برنامه نویسی‌ها در PLC انجام می‌شود. تقریبا تمام PLC‌های Automation Direct نوعی از خروجی پالس سرعت بالا را عرضه می‌کنند. علاوه بر مزیت قیمت پایین برای اجزای پله ای، همه دستورالعمل‌های حرکت و منطقی برای صرفه جویی قابل توجه در زمان در نرم افزار PLC برنامه نویسی می‌شوند.

درایو‌های حرکت دقیق دو گزینه دیگر را برای کنترل مبتنی بر PLC ارائه می‌دهند. درایو‌های حرکت دقیق شامل یک کنترلر مستقل هستند که در درایو فرمان یار و یا پله‌ای به صورت داخلی ساخته شده است. این دستگاه‌های تک محور دارای قابلیت ورودی/خروجی هستند و می‌توانند پروفایل‌های حرکت را براساس یک PLC یا ورودی از دنیای واقعی اجرا کنند.

این نوع درایو اغلب شامل یک اتصال فیلدباس است و می‌تواند حرکات را براساس فرمان‌ها و پارامتر‌های دریافتی از طریق چنین اتصالی اجرا کند.

بررسی یک مثال

برای مثال، خط محصولات فرمان یار SureServo از Automation Direct درایو‌های حرکت دقیق هستند. درایو‌های SureServo می‌توانند با پارامتر‌هایی برای حداکثر ۸ پروفایل حرکت جداگانه برنامه ریزی شوند، که پس از آن می‌تواند از طریق ورودی‌های مجزا از یک PLC یا سیگنال از دستگاه‌های دیگر، حتی دکمه‌های فشاری، آغاز شود.
این حرکات می‌تواند شامل شتاب‌های دقیق تعریف شده توسط کاربر برای تعیین سرعت‌ها باشد، به همراه کاهش سرعت دقیق و برنامه ریزی شده برای توقف در موقعیت‌های از پیش تعیین شده. سرعت‌های پویا و کاربرد دقیق گشتاور نیز ممکن است.

پارامتر‌ها برای سرکوب لرزش (فیلتر‌های شکاف)، محدوده اینرسی بار، افزایش نیروی متناسب و صحیح، و بسیاری دیگر نیز می‌توانند برای کاربرد‌های خاص در درایو SureServo تنظیم شوند. SureServo دو حالت تنظیم خودکار تطبیقی ارائه می‌دهد، که به تنظیم سیستم در حین عمل ادامه می‌دهند.

خط تولید محصولات پله‌ای AutomationDirect SureStep همچنین شامل مدل‌هایی از درایو با محرک‌های دقیق داخلی است که قابلیت‌های مشابهی را ارایه می‌دهند.

محصولات SureServo همچنین دارای یک رابط Modbus داخلی هستند. PLC‌های دارای قابلیت Modbus می‌توانند از طریق ارتباط Modbus حرکاتی را آغاز کرده و پارامتر‌هایی را بر روی درایو SureServo دانلود کنند. لینک Modbus همچنین می‌تواند اطلاعات مربوط به عملکرد و وضعیت موتور فرمان یار و سیستم درایو را برای کنترلر تامین کند.

چندین سیستم SureServo را می‌توان از طریق یک درگاه Modbus در PLC کنترل کرد. توانایی SureServo برای دانلود پروفایل‌های حرکت سفارشی از PLC در حین کار، و اجرای این حرکات بر اساس فرمان ها، منجر به نهایت انعطاف پذیری و کنترل در یک کنترلر حرکت مبتنی بر PLC می‌شود.

نقشه کارت‌ها در کنترل حرکت مبتنی بر PLC

ماژول‌های کنترل حرکت برای PLC‌ها هر ساله توانایی‌های خود را افزایش می‌دهند. ماژول‌های خروجی سرعت بالای ارایه شده توسط AutomationDirect در حال حاضر دارای فرکانس‌های خروجی تا ۱ مگاهرتز هستند. ماژول خروجی سرعت بالای Productivity۲۰۰۰ دو کانال خروجی ۱ مگاهرتزی ارایه می‌دهد که می‌تواند باعث تنظیمات رزولوشن بسیار بالا در درایو، و در صورت نیاز، سرعت بسیار بالای موتور شود.
این کارت‌های خروجی سرعت بالا به گونه‌ای طراحی شده اند که «هم-ریزپردازنده»‌های ارزان باشند که قادر به اجرای منطق غیر همزمان با اسکن PLC هستند.
نقش نرم افزار PLC در کنترل حرکت

نرم افزار نیز نقش بزرگی را در تکامل ماژول‌های تخصصی PLC برای کاربرد‌های کنترل مجزا و ترکیبی ایفا می‌کند. پیشرفت‌ها در نرم افزار که پیکربندی گرافیکی بصری را ممکن می‌کنند نیاز به مقادیر زیاد منطق نردبانی که قبلا در ابتدای PLC مورد نیاز بود را از بین می‌برند.

برنامه‌های پیکربندی کلیک – محور مبتنی بر مایکروسافت ویندوز در حال رایج‌تر شدن هستند و باعث صرفه جویی قابل توجهی در زمان برای برنامه نویسان و پرسنل نگهداری می‌شوند. با این پیشرفت‌ها در فن آوری PLC، PLC‌ها تا سال‌های زیادی جوابگوی نیاز‌های کاربرد‌های کنترل ماشین خواهند بود.
ارسال نظر قوانین ارسال نظر
لطفا از نوشتن با حروف لاتین (فینگلیش) خودداری نمایید.
از ارسال دیدگاه های نا مرتبط با متن خبر، تکرار نظر دیگران، توهین به سایر کاربران و ارسال متن های طولانی خودداری نمایید.
لطفا نظرات بدون بی احترامی، افترا و توهین به مسئولان، اقلیت ها، قومیت ها و ... باشد و به طور کلی مغایرتی با اصول اخلاقی و قوانین کشور نداشته باشد.
در غیر این صورت، «برق نیوز» مطلب مورد نظر را رد یا بنا به تشخیص خود با ممیزی منتشر خواهد کرد.
نام:
ایمیل:
* نظر:
وضعیت انتشار و پاسخ به ایمیل شما اطلاع رسانی میشود.
پربازدیدها
برق در شبکه های اجتماعی
اخبار عمومی برق نیوز
عکس و فیلم
پربحث ترین ها
آخرین اخبار