Step motorun plc ile kontrolü

ADIM MOTORLARIN PLC İLE DENETİMİ

Adım (Step) motorlar sargılarına belli bir sıra dâhilinde uygulanacak darbelerle çalışan motorlardır. Bu darbeleri uygulamak için PLC’nin çıkışlarını kullanacağız. PLC’nin çıkışı röleli olması Adım (Step) motorların sürülmesi için uygun olmayabilir. Çünkü kontaklar sargılara enerji vermek için açılıp kapanacaktır. Bu işlemin 200 Adım (Step)lık bir Adım (Step) motorun bir tur atması için açılıp kapanma sayısını düşünürsek bu kontaklar için pek sağlıklı değildir, ama deneysel amaçlı olarak kontakları kullanarak Adım (Step) motorun kontrolü aşağıda anlatılacaktır.

Adım (Step) motorların denetimini yapan bu işler için özel tasarlanmış PLC’ler ve sürücü devreleri mevcuttur. Bunları programlamak ve kullanmak daha pratik ve kolaydır.

PLC’lerin genel kullanım alanlarını aşağıdaki gibi sıralayabiliriz.

Sıra Denetimi: PLC’leri en büyük ve en çok kullanılan ve ”sıralılık” özelliğiyle röleli sistemlere en yakın olan uygulamasıdır. Uygulama açısından, bağımsız makinelerde ya da makine hatlarında, konveyör ve paketleme makinelerinde ve hatta modern asansör denetim sistemlerinde bile kullanılmaktadır.

Hareket Denetimi: Doğrusal ve döner hareket denetim sistemlerinin PLC’de tümleştirilmesidir. Örneğin, metal kesme, montaj makineleri, metal şekillendirmede denetim sağlanabilir. Yine kauçuk ve kumaş tekstil sistemleri de örnek verilebilir.

Süreç Denetimi: Bu uygulama PLC’nin sıcaklık, basınç, hız ve debi gibi birkaç fiziksel parametreyi denetleme yeteneği ile ilgilidir. Örnek olarak, plastik enjeksiyon kalıp makineleri, ısı uygulama ocağı verilebilir.

Veri Dönetimi: Yeni PLC’lerin genişletilmiş bellek kapasiteleriyle sistem, denetlediği makineyi veya süreç hakkında veri toplayan bir veri yoğunlaştırıcı olarak kullanılabilir. Sonra bu veri, denetleyicinin belleğindeki referans veri ile karşılaştırılır ya da inceleme ve rapor alımı için başka bir aygıta aktarılabilir. Bu uygulama; büyük malzeme işleme sistemlerinde, insansız esnek üretim hücrelerinde ve kâğıt, birincil metaller ve yiyecek işleme işi yapan birçok endüstride kullanılmaktadır.

3.1. Adım (Step) Motor Denetimi için PLC Program Komutları ve Teknikleri

PLC’lerde kullanılan komutların listesi Tablo 3.1’de verilmiştir. Bu tabloda değişik PLC’lere ait komutlar verilmiştir.

PLC’lerde kullanılan kontak sistemleri ve özellikleri aşağıda verilmiştir.

PLC’ler hakkında bu kadar bilgi verdikten sonra Adım (Step) motorların nasıl sürüleceğine geçelim.

Adım (Step) motorları da diğer motorlarda olduğu gibi bir rotor ve bunu çevreleyen statordan oluşur. Rotor kutupları üzerindeki daimi manyetik mıknatısları ile oluşurken, Statorda kutup sargıları vardır.

Adım (Step) motorunun statorunda bulunan sargılarına, kutup yönleri (+,-) değişen doğru akımla kumanda edilir. Herhangi bir sargıdan akım yönü değişmesiyle, kutup yönü de değişecektir. Bir yönde kutupların arka arkaya değişimi ile bir döner alan oluşur. Motorda oluşan bu döner alanın durumu, verilen darbe-sinyal hızına bağımlı olarak Adım (Step) Adım (Step) veya sabit kalan belirli bir hızda dönüşü gerçekleşir. Adım (Step) motor dönüş yönü, akım yönü değişimiyle gerçekleşir.

Adım (Step) motoru statorda gerçekleşen bu elektriksel döner alan, aynı zamanda daimi kutuplu rotoruda etkileyerek, stator alanı kutuplarına göre rotorda her defasında kendini ayarlayacaktır. Adım (Step) motor rotorunda oluşan her bir dönüş hareketi, dönüş Adım (Step) açısı olarak nitelendirilir.

Adım (Step) motorun stator sargı sayısı ve rotor kutup sayısı ne kadar fazla olursa, rotor dönüş Adım (Step) açısı o kadar düşük olur. Dönüş Adım (Step) açısı ne kadar fazla olursa, motorun bir tur-devirdeki Adım (Step) basamak sayısı da o kadar fazla olur.

3.2. Adım (Step) Motorun PLC Denetimli, Başla-Dur Tekniğine Göre Uygulamaları

Adım (Step) motorun Adım (Step) Adım (Step) açısal dönüş hareketi stator sargılarına bir program dahilinde kumanda edilmesi ile gerçekleşecektir. Adım (Step) motorun şeklinden de anlaşılacağı gibi rotor çift kutuplu, stator 2 fazdan oluştuğunda dönüş Adım (Step) açısı 90º olur.

PLC ile Adım (Step) motor kumanda şemasıŞekil 3.3’te verilmiştir.

Yukarıdaki kumanda bağlantışemasında: S1›E1=Motor durdurma-stop konumu için giriş sinyali S2›E2=Motoru çalıştırma-start konumu için giriş sinyali K1›A1=M1 bobini için çıkış sinyali K2›A2=M2 bobini için çıkış sinyali K3›A3=Adım (Step) motorun DC besleme için çıkış sinyali

Adım (Step) motorun M1 ve M2 bobinlerine Tablo 3.2’ye göre gerilimler uygulandığı takdirde Adım (Step) motor 90º hareket edecektir.

PLC Çihazının çıkış katı, motor DC akım değerini karşıladığı takdirde K1, K2 ve K3 anahtar rolelerine ve ayrı bir kaynağa da gerek olmayacaktır.

Şekil 3.5’te, PLC programının yazmak için yaralanılacak olan lojik fonksiyon planı

verilmiştir.

Şekil 3.5’teki fonksiyon tablosu kullanılarak aşağıdaki PLC programı hazırlanmıştır. Adres Komut

1. A I1 Durdurma Butonu

2. O Q3

1. A I2Başlatma Butonu
2. = M1 Kaydedici

5. A M1

6. AN T4

7. = Q3 DC Besleme

8. A M1

9. = T1 0100 Zaman ayarı

10. A M1

11. A T1 12AN T3 13 = Q21. Adım (Step) Adım (Step)

14. A M1

15. A T1

16. = Q1 2.Adım (Step) Adım (Step)

17. A M1

18. A T2

19. = T2 0100 Zaman ayarı

20. A M1

21. A T2

22. = T3 0100 Zaman ayarı 3. Adım (Step) Adım (Step)

23. A T3

1. = T4 0100 Zaman ayarı 4. Adım (Step)
2. PE

PLC denetimli, açılı hareket ve seri hareket çalışma tekniğine göre işlemlerde çalışma tablosundaki bobinlere verilen enerjiler değiştirilir.

Adım (Step) motoru sürmek için tasarlanmış özel PLC’ler mevcuttur. Bunlar Adım (Step) motor sürücülerinin özelliklerine göre tasarlanmıştır. Resim 3.1’de böyle bir PLC’nin görünüşü ve Adım (Step) motorun bağlantışeması verilmiştir. Bu PLC’ler Adım (Step) motor sürmek için tasarlandığı için piyasada daha çok bunlar kullanılmaktadır.

Resim 3.1’deki PLC’yi kontrol etmek için aşağıdaki kısa bilgiler yeterlidir.

1. Menü tuşu ile F1-F4 tuşlarının fonksiyonları ekranda gözükür. F1-Kayıt girişi altında. F1-Klavye Kayıt Girişi. F2-Manuel Kayıt Arar.

F1 KLAVYE KAYIT GİRİŞ= Yeni kayıt başlamak için koordinat girişine 1 girilir. Eski kayıt üzerinde değişiklik yapmak için değişiklik yapılacak koordinat girilir.

O koordinata ait X ve Y değerleri mm olarak girilir.

Kayıt işlemine devam için ENTER çıkmak için ESC sonlandırmak için Q tuşuna basılır.

MANUEL KAYIT AYAR=

Başlama koordinatları girilir. Motorlar home pozisyonuna gittikten sonra.

F1 tuşu X motorunu hareket ettirir.

F2 tuşu Y motorunu hareket ettirir.

Aşağı/Yukarı tuşları ile istenen noktaya götürülür. ENTER tuşu kaydederek bir sonraki koordinat için işleme başlar.

ESC ile kayıt işleminden çıkılır.

Q ile kayıt işlemi sonlandırılır.

ANA MENÜDEN=

F2 = Listeleme.

Kayıt No, ait koordinatları listeler Aşağı/Yukarı tuşları ile önceki ve sonraki sayfaya geçilebilir.

ANA MENÜDEN=

F3= Ayarlar şifre ile girilir.

( şifre = 7356).

F1 = Başlama Hızı.

F2 = Maximum Hız.

F3 = Rampa.

F4 = Adım (Step)/mm.

Bilgileri seçilerek girilir. Girmeden çıkmak için ” ESC” girilen değeri kaydetmek için ”ENTER” tuşuna basılır.

OUTPUT ÇIKIŞ-INPUT GİRİŞ

0-Adım (Step)-X 0-sw-X

1-yön-X 1-sw-Y

2-yön-Y 3-devam

3-Adım (Step)-Y 6-start

4-röle 7-stop.

ÖNEMLİ: F1 basarak manuel veya klavye ile gidilecek koordinatları ayarlayınız.

2.ci önemli kısım yapılan kayıtları çalıştırmak için başla butonuna basınız ve her iki sivice değince devam butonuna basınız yazılan tüm koordinatlara gitmesi için işlemin sonunda role durduracaktır. Yapmanız gereken devam butonuna basmak olacaktır. Bütün işlemleri yaptıktan sonra home siviçlere geri dönecektir.

Darbe Çıkışı:

CPU 222 ile, Q0.0 ve Q0.1 çıkışlarını yüksek hızlı darbe dizisi çıkışı (Pulse Train Output, kısaca PTO) olarak ya da darbe genişliği modülasyonu (PWM) kontrol amacıyla kullanabilirsiniz. Bunun için CPU’ nun transistör çıkışlı olmasışarttır.

PTO fonksiyonu, belirli bir darbe sayısı ve çevrim süresi için kare dalga (% 50 kapalı, %50 açık) oluşturur. Darbe sayısı 1 ile 4.294.967.295 arasında tanımlanabilmektedir. Çevrim süresi ya mikrosaniye (250 ile 65535) ya da milisaniye ( 2 ile 65535) cinsinden girilebilir. 2’ den küçük girilen çevrim zaman değeri, 2 olarak varsayılır.

Darbe genişliği zamanı 0 ile 65535 mikrosaniye ya da 0 ile 65535 milisaniye arasında ayarlanabilir. Darbe genişliği, çevrim zamanına eşitse % 100’lük (yani sürekli açık), sıfıra eşitse %0’lık (yani sürekli kapalı) bir darbe çıkışı söz konusudur.

PTO ve PWM fonksiyonlarında açmadan kapamaya ve kapamadan açmaya olan gecikme birbirinin aynı değildir. Bu da bir miktar distorsiyona sebep olur. Bundan dolayı, bağlı olan minimum yükün anma yükünün %10’undan küçük olmaması gerekir.

Açıklama

Diğer PTO/PWM Kaydedicileri Q0.0 Q0.1

SMW68 SMW78 PTO/PWM çevrim zaman değeri (aralık:2-65535) SMW70 SMW80 PWM darbe genişlik değeri (aralık: 0-65535) SMD72 SMD82 PTO darbe sayma değeri (aralık 1-4294967295) SMB66 SMB176 segment numarası (sadece 2 segment PTO işleminde)

PTO (Pulse Traın Output) İşleminin Başlatılması

Adım (Step) motorunu sürecek darbeler Q0.0 veya Q0.1 çıkış bitini kullanabilir. Her iki durum için de özel bellek alanlarında bazı tanımlamalrın yapılması gerkmektedir. Bu bellek alanlarışu şekildedir:

SMB67: Adım (Step) motorunun saat istikametinde (CW) dönüşü için PLC Q0.0 çıkışından darbe üretir.

SMB77: Adım (Step) motorunun saat istikametinin tersi yönünde (CWW) dönüşü için PLC Q0.q çıkışından darbe üretir.

PLS: Bu komut, ilgili darbe çıkışı (X) için özel hafıza bitlerini inceler ve bu bitlerle tanımlanan darbe işlemini, başlatır.

Aşağıda PLS (Pulse) kutucuğunda Q0.X bölümünde ‘x’yerine ‘0’ yazılması durumunda PLC Q0.0 çıkışından, ‘1’ yazılması durumunda Q0.1 çıkışından darbeler üretilir.

Çıkış Darbeleri Q0.0 çıkışından elde edilir (CW). Çıkış Darbeleri Q0.1 çıkışından elde edilir (CCW).

• UYGULAMA

PLC I0.0 Giriş Biti 1 olduğu sürece step motor saat istikameti yönünde (CW), Q0.0 çıkış adresinden çalıştırılmalıdır.

PLC I0.1 Biti 1 olduğu sürece step motor saat istikameti ters yönünde (CCW), Q0.1 çıkış adresinden çalıştırılmalıdır.

SBM67 özel bellek baytı Q0.0 çıkışını kullanarak step motorun sürücüsüne milisaniye veya mikrosaniye zaman tabanında darbe üretir. Ancak, SBM67 ve SBM77 özel kontrol kaydedicilerinde öncelikle onaltılık sayı tabanında bazıdüzenlemeler yapılmalıdır.

SBM67-77

MSB .7 .6 .5 .4 .3 .2 .1 .0 LSB

??

PTO/PWM zaman tabanı seçimi; 0-1µs 1-1ms PTO darbe sayısını güncelle; 0-güncelleme; 1-güncelle PWM darbe genişliği zamanını güncelle; 0-güncelleme 1-güncelle PTO/PWM çevrim zamanı güncelle; 0-güncelleme 1-güncelle

.3 .2 .1 .0 LSB

SBM67-77

PTO/PWM izin; 0=PTO/PWM çalışmaz; 1=PTO/PWM’e izin verir PTO/PWMseçimi; 0=PTO’yu seçer; 1=PWM’i seçer PTO operasyon; 0=Tek segment; 1=iki segment PWM güncelleme; 0=asenkron; 1=senkron

.7 .6 .5 .4 MSB

SMB67-77

SMB67 KAYDEDİCİLERİNİN MSB tarafının tanımlanması:

SM67.7: PTO/PWM izin verme; 1= PTO/PWM’e izin ver SM67.6: PTO/PWM seçimi; 0=PTO’ yu seç. SM67.5: PTO operasyon; 0=Tek segment.

8 SM67.4: PWM güncelleme; 0=Asenkron

SBM67 KAYDEDİCİLERİNİN LSB tarafının tanımlanması:

SM67.3: PTO/PWM zaman tabanı seçimi; 0= 1 mikrosaniye SM67.2: PTO darbe sayısını güncelle; 1=güncelle SM67.1: PWM darbe genişliği zamanını güncelle; 0=güncelleme

5 SM67.0: PTO/PWM çevrim zamanını güncelle; 1=güncelle

SMB77 özel bellek baytı Q0.1 çıkışını kullanarak step motor sürücüsüne milisaniye veya mikrosaniye zaman tabanında impuls üretir. Bu impulslar step motoru saat istikameti ters yönünde döndürür. Ancak, SMB77’ye özel kontrol kaydedicilerinde önce onaltılık düzende bazı tanımlamalar yapılmalıdır.

SMB77 Kaydedicilerinin MSB tarafının tanımlanması:

SM77.7: PTO/PWM izin verme; 1= PTO/PWM’e izin ver SM77.6: PTO/PWM seçimi; 0=PTO’ yu seç. SM77.5: PTO operasyon; 0=Tek segment.

8 SM77.4: PWM güncelleme; 0=Asenkron

SBM77 Kaydedicilerinin LSB tarafının tanımlanması:

SM77.3: PTO/PWM zaman tabanı seçimi; 0=1 mikrosaniye SM77.2: PTO darbe sayısınıgüncelle; 1=güncelle SM77.1: PWM darbe genişliği zamanınıgüncelle;0=güncelleme

5 SM77.0: PTO/PWM çevrim zamanını güncelle; 1=güncelle

SMW68: PTO/PWM çevrim zaman değeri, bu alanda tanımlanacak çevrim zaman değeri ile Adım (Step) motor hızıQ0.0 çıkışından 2-65535 aralığında değiştirilebilir.

SMW78: PTO/PWM çevrim zaman değeri. Bu alanda tanımlanacak çevrim zaman değeri ile Adım (Step) motor hızıQ0.1 çıkışından 2-65535 aralığında değiştirilebilir.

• UYGULAMA