ZOSTAŃ PARTNEREM PORTALU

Firma Johnson Controls to światowy lider w zakresie zróżnicowanych technologii i przemysłu świadczący usługi dla klientów w ponad 150 krajach. 170 000 naszych pracowników tworzy wysokiej jakości produkty, usługi i rozwiązania umożliwiające optymalizację wydajności energetycznej oraz obsługowej budynków.

Korporacja Mitsubishi Electric, posiadająca 90 lat doświadczenia w zakresie dostarczania niezawodnych, wysokiej jakości innowacyjnych produktów w dziedzinie automatyki przemysłowej, produkcji, marketingu i sprzedaży urządzeń elektrycznych i elektronicznych. Programowalne sterowniki PLC, rozwiązania napędowe, roboty przemysłowe, panele dotykowe, wycinarki laserowe i sterownie CNC firmy Mitsubishi Electric zaliczają się do produktów najwydajniejszych na rynku i gwarantują sukcesy firmy już od ponad 30 lat.

WAGO jest producentem urządzeń automatyki przemysłowej i budynkowej oraz systemów połączeń dla elektrotechniki i elektroniki. Powstanie w 1951 roku firmy WAGO było wyrazem przekonania o słuszności obranego kierunku i stworzyło podwaliny pod dalszy rozwój technologii. Z czasem stała się ona standardem na całym świecie i teraz nie sposób wyobrazić sobie nowoczesnej instalacji elektrycznej czy systemu automatycznego sterowania bez wyrobów WAGO.

Exact matches only
Szukaj w tytule
Search in content
Szukaj postów i artykułów
Search in pages
Szukaj w katalogu firm

Kurs Automatyki #5.5 Silnik krokowy i sterownik PLC FATEK.

Kurs Automatyki #5.5 Silnik krokowy i sterownik PLC FATEK.
Sterowanie silnikiem krokowym nie należy do najprostszych zagadnień. W sieci można znaleźć wiele materiałów na ten temat jednak większość ma charakter czysto teoretyczny. W tym artykule spróbuję nie tylko wytłumaczyć ale również pokazać jak sterować silnikiem krokowym z wykorzystaniem sterownika PLC. Opowiem jak zabrałem się za budowę stanowiska do testów i opiszę kilka wniosków. Zapraszam do lektury!


multiprojekt
Artykuł powstał we współpracy z firmą Multiprojekt, która w swojej ofercie posiada komponenty automatyki od urządzeń wykonawczych (siłowniki, silniki itp.) po urządzenia sterujące (PLC, HMI itd.). Firma Multiprojekt zajmuje się również organizowaniem szkoleń dla automatyków, które kosztują tylko 50 zł netto! Warto się tym zainteresować!


W pierwszej kolejności wypada przedstawić zestawienie urządzeń na jakich przeprowadzałem testy.

sterowanie silnikiem krokowym przez plc

Sterownik PLC + Moduł wejść i wyjść analogowych + moduł wejść temperaturowych

1 Sterownik PLC FATEK
FATEK FBs-20MNT2-AC
Dokumentacja techniczna: LINK


FATEK_PLC_WEINTEK_HMI_Kurs_Automatyki_5_iautomatyka.pl_Winproladder 2002 Sterownik silnika krokowego
Microstep Driver CW-5045
Dokumentacja techniczna: Download
3 Silnik krokowy

SM57HT56-1006A
Dokumentacja techniczna: Download

IMG_88094 Panel dotykowy

WEINTEK MT8071iE
Dokumentacja techniczna: LINK

Od czego zacząć?

W pierwszej kolejności zacząłem od poznania sterownika silnika krokowego. Później już poszło z górki. Bierzemy zatem na warsztat Microstep Driver CW-5045. Jest to dość uniwersalne urządzenie, które na podstawie sygnałów wejściowych generuje mikrokroki sterujące silnikiem krokowym. 
Sterownik silnika krokowego CW-5045

Lewe złącze to sygnały wejściowe, w technologii różnicowej co zwiększa odporność na zakłócenia:

  • PUL+/PUL- : Wejście sygnału sterującego – impulsowego 5V. Wejście to reaguje na zbocze narastające i wyzwala kolejne kroki silnika według konfiguracji sterownika Microstep. To na te wejście sterownik PLC wysyła sygnał prostokątny o wypełnieniu 50%.
  • DIR+/DIR- :  Kierunek obrotów silnika. Wejście analizuje tylko stan niski lub wysoki.
  • ENA+/ENA- : Stan wysoki podany na to wejście powoduje zatrzymanie silnika. Do testów nie podłączałem tego wejścia.

Prawe złącze to zaciski do podłączenia zasilania i podłączenia uzwojeń silnika krokowego:

  • V+ / GND – Zasilanie sterownika silnika krokowego. Karta katalogowa pozwala na zakres od 24VDC do 50VDC. U mnie podłączone było standardowe 24VDC.
  • A+/A-, B+/B- : cewki silnika krokowego.

konfiguracja sterownika silnika krokowego

Pobór prądu przez silnik.
Ponadto na sterowniku mamy tabelę konfiguracji za pomocą przełączników od SW1 do SW8. Pierwsza tabela dotyczy wyboru obciążenia prądowego silnika. W moim przypadku był to mały silniczek o poborze prądu 1A. Przełączniki SW1, SW2 i SW3 ustawiam więc na najmniejszy zakres 1,5A (SW1 = 0, SW2=0, SW3=0).

Rozdzielczość kroku.
Druga tabela dotyczy przełączników SW5 do SW8 i odpowiada za rozdzielczość kroku dla silnika krokowego. Maksymalnie krok silnika ten sterownik może podzielić na 256. Nie korzystałem z tej funkcji więc ustawiłem przełączniki jako DISABLE (SW5…SW8 = 1).

Postój silnika.
Przełącznik SW4 używany jest do ustawienia wartości prądu postojowego. OFF oznacza, że prąd trzymający jest ustawiony na połowę prądu dynamicznego. ON oznacza, że prąd trzymający będzie miał tą samą wartość co prąd dynamiczny.

Podłączamy PLC do sterownika silnika krokowego.

To nie przypadek, że dostałem na testy od Multiprojekt akurat ten model sterownika PLC. FATEK FBs-20MNT2-AC posiada dwa szybkie wyjścia tranzystorowe, różnicowe o maksymalnej częstotliwości 920kHz. A sterownik silnika krokowego posiada dwa wejścia różnicowe do sterowania silnikiem. Ułatwia to połączenia między sterownikami choć możliwe jest wykorzystanie innych konfiguracji, pod warunkiem, że wyjścia sterownika są tranzystorowe. Sterownik PLC z wyjściami przekaźnikowymi nie może wysyłać sygnału sterującego silnikiem krokowym. Podczas testów wykorzystałem jedynie sygnał sterujący do częstotliwości ok 3500 Hz. Wiesz ile było by to załączeń wyjścia przekaźnikowego w ciągu jednej sekundy? Tak! 3500 🙂 Nawet dla niższych prędkości silnika przy sygnale sterującym 100Hz to dla wyjścia przekaźnikowego i tak za dużo. Ale do sedna.

Jak wspominałem sterownik PLC posiada dwa różnicowe szybkie wyjścia (920 kHz). Pierwsze wyjście Y0 podłączone zostało do wejścia PUL a drugie wyjście Y1 do wejścia DIR.

Podlaczenie sterownika silnika krokowego

Początkowo sterownik Microstep zabezpieczyłem bezpiecznikiem topikowym o wartości 1,5A bo na tyle był nastawiony sterownik – jednak po chwili sterowania bezpiecznik przepalał się. Następny na ruszt poszedł bezpiecznik 2A i okazał się wystarczający w tym układzie. Gdzieś w czeluściach internetu wyczytałem, że zabezpieczenie dobiera się na ok 70% prądu znamionowego silnika. Jak się okazuje taki układ może „szarpnąć prądem” i ta zasada idzie w diabły. Być może zabezpieczenia większej zwłoce zadziałania by wystarczyły.

Animacja_silnika_krokowego

ANIMACJA. źródło: www.applied-motion.com

 

Podłączamy silnik krokowy do sterownika

O i tutaj brwi w górze. Silniczek ma 6 kabelków a sterownik 4 zaciski. Silniki krokowe występują w kilku konfiguracjach, 4,6 i 8 przewodowe. Sposób podłączenia silnika krokowego decyduje o jego stosunku prędkości obrotu do momentu obrotowego.

kolory przewodow silnikow krokowych

Silniki 4 przewodowe są najmniej elastyczne w sposobie podłączenia. Prędkość i moment obrotowy będą zależały tylko od induktancji zwojów.

Silniki 8 przewodowe pozwalają na swobodną konfigurację uzwojeń silnika. Można je łączyć szeregowo lub równolegle co ma różny wpływ na prędkość i moment obrotowy.

Nasz silnik posiada sześć wyprowadzeń i na nim się skupimy. Silniki 6-przewodowe można łączyć w dwóch konfiguracjach:

  • Wysoka prędkość – niższy moment
  • Wysoki moment – niższa prędkość

Wyższą prędkość uzyskujemy podłączając tylko połowę zwojów silnika. Zmniejszamy przez to indukcyjność co obniża moment silnika. Finalnie silnik krokowy pracuje stabilniej na wyższych prędkościach.

Wyższy moment uzyskujemy podłączając wszystkie zwoje silnika. Dzięki temu uzyskujemy większy moment przy niższych prędkościach.

Podłączenie silnika krokowego do sterownika
W moim układzie nie wykorzystywałem obciążeń silnika a jedynie testowałem go na różnych prędkościach. Dlatego całość podłączyłem w konfiguracji dla wyższej prędkości. Przewody zielony i niebieski nie zostały podłączone tylko odseparowane i zabezpieczone w złączkach WAGO. Wszystkie połączenia przy sterowaniu silnikami krokowymi należy wykonywać za pomocą uziemionych i ekranowanych przewodów. Jak się później przekonałem silnik podczas niskich obrotów (Sygnał prostokątny o częstotliwości 100Hz) wprowadzał takie zakłócenia, że wariowały nawet sygnały w pętli prądowej 4-20mA :). Tyle, że u mnie wszystko było połączone na żywca, bez żadnych ekranów.

Z połączeń między sterownikiem PLC, przez sterownik Microstep, aż do silnika krokowego to tyle. Teraz czas na programowanie!

 Oprogramowanie do PLC – WinProLadder

No tutaj to musiałem się naszperać w dokumentacjach i w internecie. Gdzieś na Youtube znalazłem nawet jakiś azjatycki filmik gdzie piąte przez dziesiąte pokazano małe co nie co. Po złożeniu wszystkich zebranych informacji do kupy udało mi się zakręcić silnikiem w prawo. Jakaż to była radość!

Głównie posiłkowałem się tym dokumentem.

Całość sprowadza się do 4 kroków:

1. Skonfigurowanie wyjść sterownika PLC. Ustawiamy wyjście Y0 i Y1 jako HighSpeed (HSPS0). Y0 jako impulsowe (PLS) a wyjście Y1 jako zmiana kierunku obrotów silnika (DIR).
Winproladder_konfiguracja_silnika_krokowego

2. Teraz musimy założyć tablicę w sekcji „Serwo Program Table”, w której zapiszemy globalne parametry dla silnika krokowego / dla osi. Są tam takie parametry jak rampa przyśpieszania i hamowania, maksymalna prędkość serwa itd. Dla tej tablicy przypisujemy start przestrzeni adresowej. W moim programie był to rejestr R300. Następnie wywołujemy funkcję MPARA, która nie jest wymagana ale umożliwia dynamiczną zmianę parametrów podczas wykonywania programu PLC. Do funkcji m para należy przypisać początek rejestrów tablicy z parametrami.

Winproladder_konfiguracja_silnika_krokowego2

3. Teraz zbudujemy program jaki ma wykonywać silnik krokowy. Do tego celu musimy założyć kolejną tablicę w sekcji Serwo Program Table. W tym miejscu możemy budować sekwencje pracy silnika, określić jemu prędkość, drogę i kierunek obrotu. Możemy również zdefiniować pauzy między kolejnymi etapami programu lud zdecydować co ma robić silnik po wykonaniu każdego rozkazu np. automatycznie przejść do kolejnego kroku.

Winproladder_konfiguracja_silnika_krokowego4

4. Ostatnim krokiem jest Wywołanie funkcji HSPSO, do której musimy przypisać którymi wyjściami chcemy sterować (PS = 0 czyli Y0 i Y1). Musimy również określić program (R507 – tablica SERWO_TABLE) na którym ma bazować ta funkcja oraz określić początek rejestrów z parametrami wykonywanej funkcji HSPSO (R500 – R506)

Winproladder_konfiguracja_silnika_krokowego3

Teraz gdy z uruchomię marker M20 to wykona się program z tablicy Serwo Program Table.

DO POBRANIA

Pobierz paczkę .zip z plikami do tego stanowiska o następującej zawartości:

  1. Schemat elektryczny
  2. Projekt programu PLC do sterownika FATEK w WinProLadder
  3. Projekt programu HMI z kursu do panela WEINTEK w EasyBuilder PRO
  4. Projekt programu HMI – szablon do paneli WEINTEK 800×480 w EasyBuilder PRO (Do odcinka Kurs Automatyki #5.4)

Download

FILM

Kurs Automatyki #5 5 PLC Fatek i Silnik krokowy

Artykuł do filmu ► http://wp.me/p6RoxE-DS WSPÓŁPRACA ► http://www.multiprojekt.pl/ Subskrybuj ► http://bit.ly/1TNPUO2 FACEBOOK ►https://www.facebook.com/iautomatyka STRONA ►http://iautomatyka.pl —

KURSY NA PORTALU IAUTOMATYKA.PL

KURSLEKCJAODNOŚNIK
JAK CZYTAĆ SCHEMATY ELEKTRYCZNE?
Jak czytać schematy elektryczne i AKPiA#0 WSTĘP DO KURSUWięcej…
Jak czytać schematy elektryczne i AKPiA#1 ZŁĄCZKI I LISTWY ZACISKOWEWięcej…
Jak czytać schematy elektryczne i AKPiA#2 PRZEKAŹNIKIWięcej…
Jak czytać schematy elektryczne i AKPiA#3 STYCZNIKIWięcej…
Jak czytać schematy elektryczne i AKPiA#4 STYKI, PRZYCISKI, CZUJNIKIWięcej…
Jak czytać schematy elektryczne i AKPiA#5 UKŁADY STEROWANIA cz. 1/2Więcej…
Jak czytać schematy elektryczne i AKPiA#6 UKŁADY STEROWANIA cz. 2/2Więcej…
Jak czytać schematy elektryczne i AKPiA#7 SYMBOLE ZABEZPIECZEŃWięcej…
Jak czytać schematy elektryczne i AKPiA#8 STEROWNIK PLC cz. 1/2Więcej…
Jak czytać schematy elektryczne i AKPiA#9 STEROWNIK PLC cz. 2/2Więcej…
BAZA SYMBOLI ELEKTRYCZNYCH I AUTOMATYKI#10 CEWKI ELEKTRYCZNEWięcej…
BAZA SYMBOLI ELEKTRYCZNYCH I AUTOMATYKI#11 PRZYCISKI I PRZEŁĄCZNIKI (NAPĘDY STYKÓW)Więcej…
BAZA SYMBOLI ELEKTRYCZNYCH I AUTOMATYKI#12 ZABEZPIECZENIAWięcej…
KURSY AUTOMATYKI
VIDEO KURS AUTOMATYKI#1 NAPIĘCIE ELEKTRYCZNE, STANOWISKO, ZASILANIEWięcej…
VIDEO KURS AUTOMATYKI#2 ZABEZPIECZENIE I ZASILANIE URZĄDZEŃWięcej…
VIDEO KURS AUTOMATYKI#3 UKŁAD STEROWANIA RĘCZNEGOWięcej…
VIDEO KURS AUTOMATYKI#4 STEROWNIK PLCWięcej…
VIDEO KURS AUTOMATYKI#5 TESTY FATEK I WEINTEKWięcej…
VIDEO KURS AUTOMATYKI#5.1 POMIARY ANALOGOWE 4-20mA i 0-10V.Więcej…
VIDEO KURS AUTOMATYKI#5.2 JAK ZROBIĆ ZADAJNIK PĘTLI PRĄDOWEJ 4-20mA.Więcej…
VIDEO KURS AUTOMATYKI#5.3 POMIAR TEMPERATURY CZUJNIKIEM PT100Więcej…
VIDEO KURS AUTOMATYKI#5.4 SZABLON DO PANELI WEINTEK 800 x 480.Więcej…
VIDEO KURS AUTOMATYKI#5.5 SILNIK KROKOWY I STEROWNIK PLC FATEK.Więcej…
VIDEO KURS AUTOMATYKI#6.1 SERWOMECHANIZMY MITSUBISHI – BUDOWA I DZIAŁANIEWięcej…
VIDEO KURS AUTOMATYKI#6.2 SERWOMECHANIZMY MITSUBISHI – PODŁĄCZENIE I PROGRAMOWANIEWięcej…
VIDEO KURS AUTOMATYKI#6.2 SERWOMECHANIZMY MITSUBISHI – FUNKCJE STOSOWANE W PRAKTYCEWięcej…
WIĘCEJ WIEDZY
WIĘCEJ WIEDZYKURS REGULACJI PID W WIRTUALNYM LABORATORIUM (33 LEKCJE)Więcej…
WIĘCEJ WIEDZYJAK DOBRAĆ ZASILACZ DO STEROWANIA PLCWięcej…
WIĘCEJ WIEDZYREGULATOR PID W STEROWNIKU SIEMENS S7-300 (TIA PORTAL)Więcej…
WIĘCEJ WIEDZYDOBÓR I ZASTOSOWANIE PRZEMIENNIKÓW CZĘSTOTLIWOŚCI (FALOWNIKÓW)Więcej…
WIĘCEJ WIEDZYZASADY STEROWANIA I ZABEZPIECZENIA SILNIKÓW ELEKTRYCZNYCHWięcej…

10 października 2016 / Kategoria: , , ,
  • Autor: Marcin Faszczewski
  • Założyłem blog i portal iAutomatyka.pl aby publikować i szerzyć informacje związane z automatyką. Od artykułów wyjaśniających zasady w świecie automatyki po posty informacyjne z wydarzeniami firm. Zapraszam czytelników do założenia konta i publikowania postów o automatyce razem z nami. Zapraszam też firmy do założenia profilu i umieszczenia swojej działalności w katalogu i na mapie automatyki jak i publikowania postów wśród społeczeństwa automatyków.
  • Więcej wpisów
  • http://iautomatyka.pl/
  • Zapraszam do dyskusji i zadawania pytań.

  • Przemysław Bis

    Witam. W końcu jakieś czytelne i szczegółowe przedstawienie zagadnienia z programowaniem PLC pod silniki krokowe i to jeszcze na sterowniku oraz panelu od których właśnie niedawno zacząłem swoją przygodę z automatyka 🙂 Na pewno będę śledził Twój portal i doszkalał się u Ciebie 🙂 Pytań póki co nie mam bo nie posiadam silnika krokowego i sterownika do niego ale w przyszłości może nadążyć się taka okazja 🙂 Na pewno znalazły by się pytania do samego programowania PLC Fatek lub HMI Weinteka bo na nich oparłem mój pierwszy projekt który powoli wdrażam 🙂 i nie doszło by do tego gdyby nie pomoc właśnie pracownika firmy Multiprojekt za co mu bardzo dziękuje, także mam nadzieje że i u Ciebie mógłbym uzyskać jakąś pomoc 😉

  • Adam

    Przyznam że pracownicy multiprojektu to pomocni ludzie, wybieram sie na szkolenie z paneli, brakuje mi wiedzy, byłem na szoleniu z fateka polecam

  • Bartek

    Prosiłbym o poprawkę zrzutów z budowania programu, gdyż nie otwierają się.

  • Dziękujemy za komentarz i przepraszamy za kłopot. Artykuł powinien już wyświetlać się prawidłowo. Pozdrawiamy 🙂

  • Bartek

    Mam pytanie odnośnie podłączenia sygnałów z PLC do sterownika CW-5045. W dokumentacji pisze, że sterowanie odbywa się za pośrednictwem sygnałów 5V, a tutaj podłączony jest sterownik bezpośrednio do PLC, a o ile się nie myle, to on podaje sygnały 24V. Mógłbym prosić o wyjaśnienie? Czy poprostu czegoś nie zrozumiałem dobrze ze schematu?

  • Karol

    A ja mam pytanie: czy można za pomocą tej funkcji generować nieskończoną liczbę impulsów? Chodzi tutaj o napęd przenośnika, który będzie się stale obracał. Jak zadać liczbę impulsów w takim przypadku i czy da się uniknąć przepełnienia licznika?

  • Amator

    Witam. Jak obniżyłeś napięcie z 24V na 5V i podałeś je na wejście sterownika?

  • Amator

    Czy jeśli mam PLC i wyjścia szybkie 24V to czy mogę zastosować tam rezystor?
    Czy są sterowniki do s. krokowych na wejścia sterujące 24V?

    • vildenline

      Wystarczy że zastosujesz rezystor 2k2 lub ustawisz na gotowej przetwornicy dc/dc down, tylko musisz wcześniej sprawdzić z ile kHz przesyłu potrafi ona obsłużyć.

  • eh

    Ok. Czy wasze sterowniki do step motor mają zabezpieczenie. Przed nie właściwym podłączeniem GND i VCC?

  • Kuba Jędrzejczyk

    Witam. Super omówiony temat. Nie mogę jednak zrozumieć dlaczego z wyjść PLC (24V jak sądzę) zasilamy bezpośrednio wejście PUL na którym powinniśmy mieć 5V. W moim przypadku czyli s7-1200 i TB6600 (bardzo podobny sterownik) w dokumentacji jest jasno napisane ,żeby nie podawać 24V na wejścia PUL ani DIR. Proszę o odpowiedz oraz pozdrawiam 🙂

    • Krzysztof Kałowski

      Witam,
      Kuba, zwróć uwagę, że ten sterownik dysponuje szybkimi wyjściami Line Driver. Robiłem kilka aplikacji na tym PLC i jak pamiętam to częstotliwość jaką można osiągnąć na tych wyjściach to 820kHz.
      Pozdrawiam,
      Krzysztof

      • Kuba Jędrzejczyk

        Faktycznie w manualu Fateka jest napisane, że wyjścia różnicowe typu Line Drive mają potencjał 5VDC. Nie wiem jak to przeoczyłem. Bardzo dziękuję za odpowiedź i pozdrawiam 🙂

Wszystko stanie się prostsze po zalogowaniu :)

Przypomnij hasło

Nie masz konta? Zarejestruj się

Forgot your password?

Enter your account data and we will send you a link to reset your password.

Close
z

    Przetwarzamy pliki... jeszcze chwilka…