نحوه راه اندازی سروو موتور دلتا با plc

در این مطلب قصد داریم نحوه راه اندازی سروو موتور دلتا با plc را به شما آموزش دهیم که به دلیل مشابهت با استپر موتور، هر دو سیستم را به طور مفصل آموزش خواهیم داد.

بد نیست بدانید که سروو یک کلمه یونانی است که از Servant گرفته شده که معنای لغوی آن مطیع است. به دلیل اینکه این سیستم ها در خدمت دستورات ورودی هستند تا مقدار دقیق جابجایی، سرعت، شتاب و گشتاور تجهیزات مکانیکی حرکتی را کنترل کنند به این اسم معروف شده اند.

مباحثی که در این مطلب صحبت خواهیم کرد در خصوص تولید پالس برای حرکت سروو موتور، دستورات حرکت 2 محوره، راه اندازی استپر موتور (Stepper Motor) با پی ال سی دلتا، مدل های کنترل سروو موتور و نصب شامل پیکربندی و سیم بندی هستند. اگر قصد خرید پی‌ال‌سی دلتا را دارید بهتر است با با برخی از کدهای آن آشنا شوید.

تولید پالس برای حرکت سروو موتور

همانطور که در تصویر زیر مشاهده می کنید فرکانس پالس YO در سرعت حرکت موتور، تعداد پالس Y0 در مقدار حرکت موتور و خاموش یا روشن بودن Y1 در جهت حرکت موتور دخالت دارد.

رجیسترهای خاص وقتی که تولید پالس ها تمام شود عبارتند از:

• رجیستر M1029 وقتی Y0 یا خروجی های Y0 و Y1 در مدهای دیگر تولید پالس را متوقف کنند، یک می شود
• رجیستر M1030 وقتی Y1 تولید پالس را متوقف کند، یک می شود.
• رجیستر M1102 وقتی Y2 یا خروجی های Y2 و Y3 در مدهای دیگر، تولید پالس را متوقف کنند، یک می شود.
• رجیستر M1103 وقتی تولید پالس توسط Y3 قطع شود، یک می شود.

آدرس هر رجیستر نشان دهنده تعداد کل پالس هایی است که توسط هر خروجی تولید شده اند. دقت داشته باشید که همه رجیسترهای زیر 32 بیتی هستند:

• رجیستر D1030 نشان دهنده تعداد کل پالس های تولیدی توسط Y0
• رجیستر D1032 نشان دهنده تعداد کل پالس های تولیدی توسط Y1
• رجیستر D1336 نشان دهنده تعداد کل پالس های تولیدی توسط Y2
• رجیستر D1338 نشان دهنده تعداد کل پالس های تولیدی توسط Y3

برای سرعت استارت و سرعت پایان:

• رجیستر D1340 مربوط به محور Y0 و D1352 مربوط به محور Y2 است.

تنظیم Acceleration/Deceleration Time

• رجیستر D1343 مربوط به محور Y0 و D1353 مربوط به محور Y2 است.

4 نوع پالس خروجی برای دو مد D1220 و D1221 را در جدول زیر مشاهده می کنید و در زیر آن راهنمای جدول قرار داده شده است. دقت داشته باشید که وقتی D1220 به عنوان K3 است، D1221 را Invalid اعلام می کنند.

تابع شماره 57: DPLSY

ابتدا تصویر زیر را مشاهده می کنید تا به توضیح این تابع بپردازیم:

توضیحات:

• با روشن شدن بیت M0 خروجی پالس می فرستد و با خاموش شدن M0 تولید پالس فورا متوقف می گردد.
• با کمک این تابع قادر خواهید بود، همزمان با تولید پالس، سرعت موتور هم تغییر دهید.
• این تابع برای تنظیم Start Speed و Acceleration/Deceleration Time نیست.
• برای خروجی این تابع می توان هر یک از خروجی های Y0, Y1, Y2 و یا Y3 را استفاده کرد.

تابع شماره 59: DPLSR

ابتدا تصویر زیر را مشاهده می کنید تا به توضیح این تابع بپردازیم:

توضیحات:

• با روشن شدن بیت M0 خروجی پالس می فرستد و با خاموش شدن M0 تولید پالس فورا متوقف می گردد.
• این تابع به ما امکان تغییر سرعت در حین تولید پالس را نمی دهد.
• این تابع برای تنظیم Start Speed و Acceleration/Deceleration Time کاربرد دارد.
• برای خروجی این تابع می توان هر یک از خروجی های Y0, Y1, Y2 و یا Y3 را استفاده کرد.

تابع DPLSV

در این تابع تعداد پالس مشخص نمی شود و فقط فرکانس یا سرعت حرکت نوشته می شود.

توضیحات:

• با روشن شدن بیت M0 خروجی پالس می فرستد و با خاموش شدن M0 تولید پالس فورا متوقف می گردد.
• این تابع به ما امکان تغییر سرعت در حین تولید پالس را می دهد.
• این تابع برای تنظیم Start Speed و Acceleration/Deceleration Time کاربرد ندارد.
• برای خروجی این تابع می توان هر یک از خروجی هایY0 و یا Y2 را استفاده کرد.
• محدودیت فرکانس در این تابع ندارید و با منفی کردن فرکانس، چرخش موتور برعکس خواهد شد.

تابع DDRVI

از این تابع فقط می توانید برای تولید پالس در مد Pulse + Direction استفاده کنید. در این برنامه ای که نوشته شده اگر محتوای رجیستر D0 مثبت باشد، Y1 خاموش و اگر منفی باشد Y1 روشن خواهد شد.

اگر بیت های M1534 برای خروجی Y0 و M1535 برای خروجی Y2 خاموش باشند، مقدار Acceleration/Deceleration Time از رجیسترهای D1343 و D1353 خوانده می شود اما اگر بیت های D1534 و یا D1535 روشن شوند، مقدار Decceleration از رجیسترهای D1348 و D1349 خوانده خواهد شد.

عملکرد تابع DDRVI

اگر بخواهیم سروو در موقعیتی باشد باید در رجیستر مربوط تعداد پالس، موقعیت را بنویسیم. به تصویر زیر دقت کنید:

حرکت 1: رفتن به موقعیت 1000 یا اجرای 1000 پالس در جهت راست است.

حرکت 2 رفتن به موقعیت 3000 یا اجرای 2000 پالس در جهت راست است.

حرکت 3 رفتن به موقعیت صفر یا اجرای 3000 پالس در جهت چپ است.

برای اینکه بتوانید نقطه صفر تعریف کنید یا برای رفرنس گرفتن محور، باید عدد صفر را در رجیسترهای رفرنس هر محور انتقال دهید.

مثال راه اندازی سروو موتور دلتا با PLC از طریق تولید پالس با توابع

در ادامه دو مثال می زنیم تا مباحث گفته شده را بهتر درک کنید.

مثال اول

برنامه ای بنویسید که با فشار دادن شستی X0 سروو به اندازه 200 هزار پالس بچرخد و بعد از اتمام پالس ها، 1 ثانیه مکث کرده و به مدت 2 ثانیه جک برش یا Y2 را روشن کند.

برنامه ای که باید بنویسید به شکل زیر است:

مثال دوم

در همان دستگاه مثال اول، کاری کنید که با دو ورودی X1 و X2 سروو به شکل دستی با فرکانس 20KHz در جهت راست یا چپ بچرخد.

برنامه ای که باید بنویسید به شکل زیر است:

آموزش دستورات حرکت 2 محور برای راه اندازی سروو موتور دلتا با PLC

در این قسمت از آموزش راه اندازی سروو موتور دلتا با PLC به بررسی دستورات حرکت 2 محوره می پردازیم که برای خطوط مورب (DPPMA، DPPMR) و منحنی (DCIMA و DCIMR) هستند. این دستورات به دو شکل Relative با پسوند R و Absolute با پسوند A هستند.

شرح عملکرد دستورات 2 محوره برای راه اندازی سروو موتور

در جدول زیر شرح عملکرد کلیه دستورات 2 محوره را مشاهده می کنید:

این دستورات برای پی ال سی های مدل ES2/EX2 با دو خروجی 100KHz در ورژن های 1.2 به بالا قابل اجرا هستند.

جدول زیر به شما نشان می دهد که فرکانس پالس خروجی چقدر است و سروو هایی که می توان به مدل های مختلف متصل کرد چه تعداد هستند:

کاربرد دستورات دو محوره در پی ال سی دلتا، کنترل دو سروو موتور در مد Pulse + Direction است. در مدل SV2 می توانید از خروجی های Y0، Y3، Y4 و Y7 برای کنترل 4 سروو استفاده کنید.

DVP20/32EH2 : high-speed ( خروجیY0, Y2); 200kHz

DVP40EH2 : high-speed output ( خروجیY0~ Y3, Y4, Y6);200kHz

DVP60EH2 : high-speed output (Y0~Y3). 200kHz

بقیه مدل های EH2 فقط خروجی 10KHz دارند.

دستورات DPPMR / DPPMA

برای حرکت خطی و مورب از دستورات DPPMA / DPPMR استفاده می کنند.

برای کنترل دو سروو با خروجی های Y3 – Y0:

Y0 refers to 1st group X-axis pulse output device.
Y1 refers to 1st group X-axis direction signal.
Y2 refers to 1st group Y-axis pulse output device.
Y3 refers to 1st group Y-axis direction signal.

برای کنترل دو سروو با خروجی های Y7 – Y4 در SV2/EH2:

Y4 refers to 2nd group X-axis pulse output device.
Y5 refers to 2nd group X-axis direction signal.
Y6 refers to 2nd group Y-axis pulse output device.
Y7 refers to 2nd group Y-axis direction signal

ساختار دستور باید به شرح زیر باشد:

• S₁ و S₂ به ترتیب موقعیت در محورهای X و Y را مشخص می کنند. S₁ به معنای تعداد پالس خروجی برای سروو موتور اول یا Y0 و S₂ تعداد پالس خروجی برای سروو موتور دوم یا Y2 را مشخص می کند.
• در SV2/EH2 با چهار خروجی پالس سرعت بالا یا High Speed از Y0,Y2,Y4 و Y6 استفاده می کنند و بقیه مدل ها فقط از Y0 و Y2 برای خروجی پالس استفاده می کنند. خروجی که شماره فرد دارد جهت چرخش موتور را مشخص می کند.
• تعداد پالس Y0و Y2 در رنج 2,147,483,647+ ~ 2,147,483,648- می باشد که تعیین کننده تعداد دور گردش موتور است . تعداد پالس مثبت نشان دهنده حرکت در جهت راستگرد و تعداد پالس منفی نشان دهنده حرکت به در جهت چپگرد می باشد. جهت حرکت یا Direction موتور اول با Y1 و جهت حرکت موتور دوم با Y3 مشخص می شود.
• برای تنظیم پارامترهای گیربلکس الکترونیکی، محاسبات لازم برای تنظیم کردن مقدار چرخش موتور به ازای هر تعداد پالس فرستاده شده به سروو به شرح زیر است:

• مقدار S مشخص می کند که حداکثر فرکانس پالس خروجی که تعیین کننده سرعت چرخش موتور است چقدر است که در مدل های SV2/EH2 بین 10 هرتز تا حداکثر 200 کیلوهرتز تنظیم می شود.
• رجیستر D1340 فرکانس شروع و پایان حرکت را در خروجی پالس Y0 و Y2 مشخص کرده و حداقل با 6 هرتز تنظیم می شود.

• رجیستر D1343 برای مشخص کردن زمان Acceleration و Deceleration در خروجی پالس Y0 و Y2 بوده که مقدار پیش فرض آن 100 میلی ثانیه است. با این رجیستر می توان مقادیر ACC/DEC را برای محورهای X و Y مشخص کرد.
• اگر مقادیر S₁ و S₂ را صفر بگذارید، حرکت خطی و تک محوره خواهد شد.
• پایان عملکرد دستور و اتمام پالس خروجی، M1029 روشن می شود که به معنای تمام شدن ارسال پالس در خروجی است.
• تا بی نهایت بار می توانید از این دستور در برنامه استفاده کنید اما حین حرکت سروو موتور نمی توانید مقادیر دستور را تغییر دهید.
• فرق بین دستور DPPMR و DPPMA این است که در دستور DPPMR مختصات نقطه هدف (X, Y) به طور نسبی با آخرین نقطه ای که سروو در آن قرار دارد مدنظر قرار گرفته و با مختصات نقطه قبلی جمع می شود اما در دستور DPPMA مختصات نقطه هدف را نسبت به مبدأ در نظر می گیرند.

چند مثال برای دستورات آموزش داده شده

برای اینکه بدانید راه اندازی سروو موتور دلتا با PLC از طریق دستورات آموزش دیده را متوجه شده اید به مثال های زیر دقت کنید:

مثال اول

برای حرکت دو بعدی برای رسم شکل یک لوزی به صورت زیر باید عمل کرد:

مثال دوم

نقاط P1~P4 را در رجیسترهای زیر بنویسید:

مثال سوم

با فعال شدن M0 برنامه اجرا و شکل لوزی رسم می گردد:

دستورات DCIMR/DCIMA

شبیه به دو دستور قبلی که آموزش دادیم این دستورات هم در مد Pulse + Direction و برای حرکت های منحنی شکل قابل استفاده هستند. ساختار دستور به شکل زیر است:

• S₁ و S₂ به ترتیب موقعیت در محورهای X و Y را مشخص می کنند. S₁ به معنای تعداد پالس خروجی برای سروو موتور اول یا Y0 و S₂ تعداد پالس خروجی برای سروو موتور دوم یا Y2 را مشخص می کند.
• تعداد پالس Y0و Y2 در رنج 2,147,483,647+ ~ 2,147,483,648- می باشد که تعیین کننده تعداد دور گردش موتور است. تعداد پالس مثبت نشان دهنده حرکت در جهت راستگرد و تعداد پالس منفی نشان دهنده حرکت به در جهت چپگرد می باشد. جهت حرکت یا Direction موتور اول با Y1 و جهت حرکت موتور دوم با Y3 مشخص می شود.
• برای تنظیم رزولوشن و جهت حرکت ساعتگرد و پاد ساعتگرد و طول زمان حرکت باید در قسمت S اقدام کنید. برای این منظور یک رجیستر D دلخواه را انتخاب کنید. رجیستر اول یا Low Word برای تنظیمات در جهت ساعتگرد یا پاد ساعتگرد و رجیستر بعدی آن یا High Word مربوط به تنظیمات زمان حرکت است.

قسمت Low Word از پارامتر S: مقدار K0 به معنای حرکت ساعتگرد (CW) با رزولوشن 10-Segments و K2 به معنای حرکت ساعتگرد با رزولوشن 20-Segments (شکل 1 و 2) است.

مقدار K1 به معنای حرکت در جهت پاد ساعتگرد (CCW) با رزولوشن 10-Segments و K3 به معنای حرکت در جهت پاد ساعتگرد با رزولوشن 20-Segments است (شکل 3 و 4).

• قسمت High Word از پارامتر S (تعیین طول زمان حرکت)، مقادیر K1~K100 مساوی با زمانی معادل 0.1 تا 10 ثانیه برای رزولوشن 10-Segment (K0 معادل 0.1 ثانیه است) و K2~K100 مساوی با زمانی معادل 0.2 تا 20 ثانیه برای رزولوشن 20-Segment است. اگر زمانی که در رجیستر تنظیم شده خیلی کوتاه باشد مقدار زمان حرکت، اتوماتیک تنظیم خواهد شد.
• در رزولوشن 10-Segments امکان اینکه تعداد پالس خروجی را کمتر از 100 و بیشتر از 1 میلیون قرار داد وجود ندارد. در رزولوشن 20-Segments هم نمی توان کمتر از 1000 و بیشتر از 10 میلیون قرار داد.
• هر بار اجرای دستور، یک کمان 90 درجه رسم می کند.
• مقادیر X و Y به طور مساوی برای رسم ربع دایره یا به طور نامساوی برای رسم کمان بیضی انتخاب شود.
• در این دستور امکان تنظیم فرکانس شروع و پایان حرکت و زمان (ACC/DEC) وجود ندارد.
• طبق توضیحات قبلی راه اندازی سروو موتور دلتا با PLC، قسمت High Word از پارامتر S دستور DCIMR را توضیح دادیم. مقدار زمان پشنهادی با توجه به تعداد پالس در دستور DCIMR در جدول زیر قابل مشاهده است:

• فرق بین دستور DCIMA و DCIMR این است که در دستور DCIMR مختصات نقطه هدف (X, Y) به طور نسبی با آخرین نقطه ای که سروو در آن قرار دارد مدنظر قرار گرفته و با مختصات نقطه قبلی جمع می شود اما در دستور DCIMA مختصات نقطه هدف را نسبت به مبدأ در نظر می گیرند.

طبق توضیحات داده شده به مثال های زیر دقت کنید:

مثال اول

برای رسم بیضی شکل زیر بدین صورت باید عمل کنید:

نقاط بیضی را به ترتیب در رجیسترهای D200~D214 بنویسید:

جهت گردش به صورت ساعتگرد (CW) با رزولوشن 10-Segments انتخاب نمایید (S=K0)

با فعالسازی M0 برنامه اجرا و شکل بیضی خواسته شده ترسیم می گردد.

بررسی انواع مدهای کنترل سروو دلتا

در ادامه آموزش راه اندازی سروو موتور دلتا با PLC به بخش معرفی مدهای کنترل می رسیم. درایو دلتا برا 5 مد کنترل تکی و سه مد کنترل دو گانه برنامه ریزی شده که پس از توضیح هر یک، عملکردشان در جدولی مجزا آورده ایم:

مدهای تکی

راه اندازی استپر موتور با پی ال سی دلتا (DVP28SV11T2)

بعد از بررسی و آموزش کامل راه اندازی سروو موتور دلتا با PLC به بررسی راه اندازی استپر موتور با پی ال سی دلتا می پردازیم.

نحوه سیم بندی

سیم بندی PLC دلتا با خروجی (NPN) و استپر موتور مطابق شکل زیر است:

برنامه برای تولید پالس برای چرخش استپر موتور

در این بخش از آموزش راه اندازی استپر موتور با PLC با دستورات مختلف را بررسی می کنیم.

دستور PLSY

نمونه برنامه

در این دستور با فعالسازی فلگ M0 دستور PLSY اجرا شده و 10000 پالس با فرکانس 20 کیلو هرتز در خروجی Y0 ایجاد می گردد. با فعالسازی فلگ M1 استپر موتور به همان تعداد دور و سرعت در جهت مخالف حرکت کرده و می توانید از دستور 32 بیتی DPLSY استفاده کنید. برای تنظیم کردن تعداد پالس های لازم در چرخش موتور به اندازه یک دور باید وارد تنظیمات DIP Switch ها شوید.

در انتها، عملکرد موتور فلگ M1029 فعال می گردد که به معنای تمام شدن چرخش موتور و رسیدن به وضعیت مطلوب است:

دستور PLSR به همراه برنامه

در دستور PLSR با فعالسازی فلگ M10 این دستور اجرا شده و 20 هزار پالس با فرکانس 10 کیلو هرتز در خروجی Y0 تولید می کند. پارامتر S3 به معنای زمان ACC/DEC بوده و برحسب میلی ثانیه است.

با فعالسازی فلگ M11، استپر موتور به همان تعداد دور و سرعت در جهت مخالف حرکت کرده و می توانید از دستور 32 بیتی DPLSR استفاده نمایید. برای تنظیم کردن تعداد پالس های لازم برای چرخش موتور به اندازه یک دور، وارد تنظیمات DIP Switch ها شوید.

دستور DDRVI و نمونه برنامه

با فعالسازی فلگ M0 و M1 دستور DDRVI اجرا شده و در خروجی Y0، 1600 پالس با فرکانس 10 کیلوهرتز تولید می گردد (Pulse + Direction). در این برنامه اگر محتوای رجیستر D0 عدد مثبت باشد Y1 خاموش و اگر منفی باشد، Y1 روشن خواهد شد. با تغییر دادن وضعیت Y1 جهت چرخش موتور تغییر می کند.

می توانید برای تغییر دادن جهت موتور و منفی کردن D0 از دستور NEG کمک بگیرید. با فعالسازی فلگ M2 و اجرا کردن دستور DNEG و منفی کردن تعداد پالس های D0، موتور در جهت مخالف خواهد چرخید. این مورد برای دستورهای DDRVA و DPLSR هم مشابه است.

اگر قصد دارید فرکانس پالس خروجی (تعیین کردن سرعت چرخش موتور) را تنظیم کنید، براساس جدول زیر حداکثر فرکانس خروجی PLC را در نظر بگیرید.

در پی ال سی مدل DVP10SX از دستورات DPLSR و DPLSY استفاده نمایید.

مشخص کردن زمان شتاب شروع و توقف حرکت

در دستورات PLSR و DPLSR می توانید زمان ACC/DEC را در پارامتر S₃ مشخص کرده و برای مشخص کردن زمان شتاب شروع حرکت یا توقف هم در دستور DDRVI از رجیستر S1343 استفاده نمایید. در شکل زیر نمونه برنامه ای را مشاهده می کنید که برای تعیین زمان ACC/DEC در دستور DDRVI است.

واحد رجیستر D1343 برحسب میلی ثانیه است و مقادیر 20~32.767 میلی ثانیه را می پذیرد.

زمان دلخواه برای ACC/DEC در رجیستر D0 وارد شود یا اینکه به شکل عدد ثابت مستقیم در رجیستر D1343 ریخته شود:

مشخص کردن زمان ACC/DEC به شکل جداگانه

در ادامه آموزش راه اندازی استپر موتور دلتا با PLC به مبحث تعیین زمان جداگانه ACC و DEC می پردازیم. برای این کار لازم است که فلگ DEC را برای هر کانال فعال کنید.

در شکل زیر نمونه برنامه ای می بینید که برای مشخص کردن زمان های متفاوت ACC و DEC استفاده می شود. در این برنامه با فعالسازی M0، M1534 فعال خواهد شد تا بتوانید به کمک رجیستر D1348 زمان DEC را بفهمید. زمان ACC در رجیستر D1343 است. پس از آن با فعالسازی کلید M10 موتور به شکل چپ گرد، 10 هزار پالس با فرکانس 20 کیلو هرتز طی خواهد کرد.

اگر استپر موتور را به کانال صفر (CHO) یا به عبارت دیگر خروجی های Y0 و Y1 وصل کنید، باید فلگ M1534 را فعال کرده و مقدار DEC را در رجیستر D1348 بریزید ولی اگر از خروجی های Y2 و Y3 یا CH1 استفاده کردید باید فلگ M1535 را فعال کرده و مقدار DEC را در رجیستر D1349 بریزید. مقدار ACC در هر دو صورت در رجیستر D1343 قرار خواهد گرفت.

در دستور DPLSR هم امکان استفاده از این روش برای مشخص کردن زمان ACC و DEC به شکل جداگانه وجود دارد.

انتخاب کردن رزولوشن و دقت از طریق DIP سوئیچ های درایو میکرو استپ

رزولوشن میکرو استپ توسط DIP سوئیچ های SW6، SW7 و SW8 تنظیم می گردد که در شکل زیر مشاهده می کنید:

اگر هر سه SW6/7/8 آف (OFF) باشند موتور به اندازه هر 10 هزار پالس یک دور خواهد چرخید. اگر SW6=ON و SW7/8=OFF باشند موتور به ازای هر 8 هزار پالس یک دور خواهد چرخید.

نکته:

سیم بندی در DVP-14SS211 T همراه با ZP و UP

نتیجه گیری

راه اندازی سروو موتور دلتا با plc با استفاده از دستورات مختلفی صورت می گیرد، در این بحث به بررسی برخی از این دستورات پرداخته ایم. اگر قصد دارید فرآیند خط تولید خود را به یک پی ال سی دلتا متصل کنید، پیشنهاد می شود از یک شرکت معتبر اقدام به خرید این دستگاه قابل برنامه ریزی نمایید. این قطعه از جمله تجهیزات اتوماسیون صنعتی است که در مجموعه بزرگ آزند اتوماسیون به فروش می رساند.

نویسندگان:

سادات-علیرضا قانع
مائده فقیهی
مهشید علینقیان