PLC atau Mikropengawal untuk Kawalan Pergerakan Kimpalan Arka?

Pengawal atas meja boleh menggerakkan tiga paksi stepper dengan tepat sehingga arka kimpalan bermula. Kemudian hingar terkonduksi, gangguan terpancar, perbezaan potensi bumi dan I/O yang kurang dilindungi boleh menukar demonstrasi gerakan menjadi mesin yang tidak boleh dipercayai. Oleh itu, pemilihan pengawal bukan lagi tentang papan mana yang boleh menghasilkan denyutan, tetapi lebih kepada seni bina yang mampu bertahan dalam proses tersebut.

PLC dan mikropengawal kedua-duanya boleh mengawal pemacu step-and-direction. Beban kejuruteraan diagihkan secara berbeza: PLC menyediakan antara muka industri dan diagnostik; reka bentuk mikropengawal perlu menambah dan mengesahkannya.

Isyarat gerakan hanyalah satu bahagian daripada sistem

Pemacu stepper biasanya menerima isyarat denyutan, arah dan kadangkala pengaktifan atau tetapan semula penggera. Antara muka mungkin pembezaan atau satu hujung, jenis sumber atau serapan, dan mungkin memerlukan voltan serta arus yang berbeza daripada pin asli pengawal. Jangan sekali-kali menganggap output berlabel “PWM” serasi secara elektrik.

Pemacu memisahkan terminal kuasa motor daripada input denyutan dan arah; setiap antara muka mesti disemak berdasarkan manualnya. Imej lapangan dikekalkan daripada artikel media asal; sumber: Control.com.

Manual penentududukan FX Mitsubishi Electric mendokumenkan DRVI, DRVA, PLSV dan had frekuensi denyutan untuk model output transistor yang disokong. PLC dengan output geganti bukan output gerakan rangkaian denyutan.

Mengapa arka kimpalan mengubah keputusan pemilihan pengawal

Pencucuhan arka dan arus kimpalan menghasilkan transien elektrik yang pantas. Susun atur kabel boleh menggandingkannya ke dalam talian denyutan, titik sepunya sensor, sambungan USB dan rel kuasa. Isyarat step yang panjang dan tidak berperisai boleh menghasilkan kiraan tambahan; tetapan semula pengawal boleh menyebabkan keadaan jujukan tidak sepadan dengan kedudukan sebenar.

PLC industri biasanya menyediakan ambang input yang ditentukan, pengasingan, penarafan persekitaran, tingkah laku pengawas dan ujian EMC. Namun, itu tidak menjadikannya kebal. Panel masih memerlukan pemisahan antara kuasa kimpalan dan pendawaian kawalan, perisaian yang betul, ikatan impedans rendah, penindasan lonjakan, kuasa ditapis dan pelan pembumian yang dirancang dengan teliti.

Panduan diagnosis bekalan kuasa 24 VDC adalah relevan kerana banyak kerosakan gerakan yang dianggap sebagai “perisian” bermula sebagai penurunan bekalan atau voltan laluan sepunya semasa kejadian arka.

Perkara yang perlu ditambah pada penyelesaian mikropengawal

Arduino Mega mendedahkan pin logik 5 V dan arus pin yang terhad, seperti yang ditunjukkan dalam spesifikasi rasminya. Pengawal pengeluaran berasaskan papan itu memerlukan I/O yang dilindungi dan diasingkan, penukaran kuasa yang sesuai, pemantauan pengawas, pengendalian susut voltan, penyambung industri, perisaian, reka bentuk kepungan dan keadaan permulaan yang disahkan.

Ia juga memerlukan penjadual gerakan tanpa penyekatan. Kod denyutan berasaskan kelewatan boleh menghalang paksi lain, diagnostik dan pengendalian status berkaitan keselamatan daripada berjalan pada selang masa yang boleh dijangka. Pemasa perkakasan, pustaka gerakan atau seni bina masa nyata diperlukan apabila beberapa paksi bergerak serentak.

Bagaimana PLC memperoleh nilainya

PLC biasanya lebih mudah didiagnosis, disandarkan, diganti dan disepadukan dengan interlock serta HMI oleh juruteknik kilang. Status dalam talian, pendawaian piawai, penggera tersimpan dan alat pengaturcaraan yang disokong vendor mengurangkan masa pemulihan. Untuk paksi titik ke titik yang sederhana, output denyutan terbina dalam mungkin mencukupi.

Hadnya muncul apabila proses memerlukan interpolasi terselaras, ketepatan kontur, kadar kemas kini tinggi atau kawalan kedudukan gelung tertutup. Pada ketika itu, modul gerakan, pengawal gerakan industri atau sistem servo mungkin lebih sesuai berbanding logik tangga umum atau penjanaan step bertaraf hobi.

Kawalan stepper gelung terbuka memerlukan strategi kedudukan

Mengira denyutan yang diarahkan tidak membuktikan bahawa paksi telah bergerak. Seretan kabel arka, ikatan mekanikal, had pecutan dan penurunan voltan boleh menyebabkan langkah terlepas. Wujudkan rutin penolokan, perlindungan had, pengesanan ralat susulan apabila maklum balas tersedia dan kaedah pemulihan yang tidak menganggap koordinat dalaman masih betul.

Untuk kualiti laluan kimpalan, tetapkan kebolehulangan, kestabilan kelajuan, tingkah laku di sudut dan penyegerakan dengan pengaktifan arka. Larian kering yang berjaya tanpa pengimpal dihidupkan hanyalah ujian pertama.

Keselamatan mesti kekal bebas daripada pengawal yang mudah digunakan

Hentian kecemasan, interlock pelindung dan kawalan tenaga berbahaya memerlukan fungsi keselamatan yang direka bentuk dengan komponen yang sesuai serta disahkan. Output Arduino mahupun rung PLC standard tidak boleh dianggap sebagai hentian bertaraf keselamatan melainkan keseluruhan seni bina direka bentuk dan diperakui untuk peranan tersebut.

PLC atau mikropengawal mungkin menyelaraskan permintaan untuk berhenti, tetapi keadaan kontaktor, safe-torque-off pemacu, brek dan pneumatik mesti sepadan dengan penilaian risiko.

Jalankan pentauliahan dalam keadaan arka sebenar

Mulakan dengan arus motor, tetapan mikrostep, kekutuban denyutan, suis had dan hentian selamat bebas yang telah disahkan. Uji setiap paksi pada kadar denyutan maksimum yang diarahkan, kemudian tambah gerakan serentak. Perhatikan rel bekalan dan isyarat kawalan semasa penyalaan arka, kimpalan berterusan dan pemadaman arka.

Ulang kitar kuasa pada beberapa titik jujukan, putuskan maklum balas, cetuskan penggera pemacu dan sahkan tingkah laku mula semula. Aliran kerja pentauliahan Micro800 menyediakan corak berguna untuk pembuktian I/O terkawal walaupun keluarga pengawal lain digunakan.

Pandangan editorial: bandingkan kejuruteraan kitar hayat, bukan harga papan

PLC ProTech mengesyorkan PLC industri atau pengawal gerakan untuk peralatan kimpalan pengeluaran, kecuali organisasi bersedia untuk mereka bentuk, menguji, mendokumenkan dan menyokong produk kawalan berasaskan mikropengawal yang lengkap. Papan pembangunan boleh sangat baik untuk bukti konsep dan algoritma khusus, tetapi harga belian yang rendah tidak merangkumi antara muka industri di sekelilingnya.

Platform yang terbaik ialah platform yang mengekalkan kedudukan, gagal dengan cara yang boleh dijangka dan boleh dibaiki oleh pasukan yang memiliki mesin tersebut.

Soalan Lazim

Bolehkah PLC memacu motor stepper secara terus?

Output denyutan transistor yang sesuai boleh mengarahkan pemacu stepper yang serasi; PLC tidak membekalkan kuasa terus kepada fasa motor. Sahkan voltan, arus, kekutuban, frekuensi denyutan dan pengasingan.

Mengapa gerakan hanya gagal apabila arka kimpalan bermula?

Kejadian arka boleh menyuntik hingar terkonduksi dan terpancar, mengganggu titik sepunya atau menyebabkan bekalan kawalan jatuh. Periksa ikatan, perisaian, pemisahan kabel, kualiti kuasa dan integriti isyarat sebelum mengubah kod.

Adakah Arduino tidak sesuai untuk setiap mesin industri?

Tidak, tetapi papan pembangunan itu sahaja bukan sistem kawalan industri. Reka bentuk pengeluaran memerlukan antara muka terlindung, pengesahan EMC dan persekitaran, pengawas, dokumentasi serta pembungkusan yang mudah disenggara.

Bilakah stepper perlu digantikan dengan servo?

Pertimbangkan servo apabila aplikasi memerlukan kedudukan yang disahkan, tindak balas dinamik tinggi, interpolasi terselaras, kawalan tork atau pengesanan ralat susulan yang boleh dipercayai.

Oleh Pasukan Editorial PLC ProTech