Elektrické pohonypřímočaré s kuličkovým šroubem řady 1E1 ISO 15552 |
|
|||
Elektrický pohon je vytvořený na principu převodu rotačního pohybu na přímočarý pomocí kuličkového šroubu a matice. Pístnice elektrického pohonu je aretovaná proti pootočení. Radiální zatížení nesmí překročit dovolenou hodnotu, jinak je zapotřebí radiální síly eliminovat např. použitím přídavného vedení. Pohon je vybaven magnety pro bezkontaktní snímání polohy a profil trubky dovoluje uchycení snímačů polohy pomocí T-drážek. Elektrický pohon obsahuje řídicí jednotku, která zabezpečuje přesné polohování, definování přesných rychlostí pohybu, působení přesnými silovými účinky a podobně. Po naprogramování pracuje zcela samostatně. Ve srovnání s pneumatickými válci nabízí elektrický pohon navýšení přesnosti ve všech uvedených fyzikálních parametrech, nevyžaduje další pohonné médium (stlačený vzduch), vystačí pouze s elektrickou energií. Elektrické pohony umí pracovat i ve velmi malých otáčkách, nebo umí udržet zátěž po omezený čas i ve statické poloze. |
Objednací kódy | Technické parametry | Rozměry | Příslušenství | Řízení | Katalogový list v PDF |
Řízení - integrovaná řídicí jednotka
Integrovaná řídicí jednotka dokáže po připojení ke zdroji napájení pracovat zcela samostatně. Je možné naprogramovat až 200 kroků programu, ve kterém lze jednoduše řídit rychlosti, polohování absolutně i relativně, nastavovat výstup, pracovat s 5 vstupy, provádět porovnávání hodnot a podle výsledku porovnání větvit program. S jednotkou je možné komunikovat po sběrnici RS485, kterou lze pomocí převodníku připojit např. do USB portu počítače. Pro operační systém Windows je k dispozici aplikace pro komunikaci s jednotkou, pomocí které lze jednotku jednoduše ovládat, nastavovat její parametry a sestavit, případně upravit program. K jednoduchému nepřetržitému zobrazování stavu jednotky je možné použít sběrnici RS232. Jednotka může ale provádět pohyb vpřed a vzad i bez programování a to pouze pomocí tlačítek a snímačů polohy.
Obecný popis
Pohon je při dodávce s motorem BLDC nebo PMSM vybaven řídicí elektronikou PMSM, která zajišťuje jejich ovládání a buzení. Elektronika PMSM je umístěna v kovové krabičce umístěné na tělese s motorem a je napájena stejnosměrným napětím 24 V. Pracovní proud je řízen a omezen elektronickými obvody. Za vstupními svorkami napájecího napětí je vřazen ochranný obvod proti přepólování. Dále je napětí filtrováno a ošetřeno proti napěťovým špičkám. Toto napětí se již přivádí na obvod budiče, kterým je integrovaný výkonový třífázový můstek. Druhá část napětí je přivedena na spínaný zdroj napětí 5V pro napájení elektroniky. Pro napájení mikrokontroléru je ještě sníženo lineárním stabilizátorem na 3,3V. Mikrokontrolér měří, vyhodnocuje a řídí výkonový můstek na základě napěťové a proudové odezvy motoru metodou FOC, tedy metodou řízení magnetického pole sinusovým třífázovým průběhem podle matematicko-fyzikálního algoritmu. Poloha rotoru motoru je odvozena od tří magnetických čidel, které jsou součástí motoru. Elektronika může být doplněna Li-Ion akumulátorem, zajišťujícím po omezenou dobu vyhodnocení změny polohy rotoru motoru pro případ výpadku napájení. Proti přepěťovým špičkám a zejména pro ošetření přepětí při generátorovém režimu motoru je zapojen topný odpor spínaný výkonovým FET tranzistorem. Instalovaný program mikrokontroléru spolu s příslušnými oddělovacími a budícími obvody může komunikovat po sběrnici RS232, RS485 a CAN. Pro nastavení jednotlivých parametrů je využit síťový protokol MODBUS RT. Adresace v síti se provádí DIP přepínači. Sběrnice RS232 je vhodná pro monitorování činnosti elektroniky a motoru. CAN sběrnice může být využita pro vzájemnou synchronizaci více motorů. Jednotlivé stavy elektroniky a motoru jsou indikovány různě blikající červenou LED. Elektronika umožňuje přímé ovládání pohybu motoru přes galvanicky oddělené VSTUPY, autonomní činnost uživatelem definovaným programem SEKVENCER a dialogovým řízením komunikací jednotlivých sběrnic. Galvanicky oddělený výstup může spínat následné obvody proudem až 0,5A. Rychlost motoru je pro přímé ovládání nastavitelná na dvou potenciometrech, pro autonomní řízení příkazy SEKVENCERu a pro dialogové řízení jednotlivými komunikačními příkazy.
Přímé ovládání
Elektronika PMSM je napájena stejnosměrným napětím 24 V. Přímé ovládání je základní způsob použití PMSM v řízení BLDC/PMSM motoru. Po přivedení napájecího napětí, propojení fází motoru a alespoň vstupů 1, 2 a 3 lze nastavením rychlosti na potenciometrech SP1 a SP2 uvést motor do požadovaných otáček. Krátkým signálem na vstupu 1 se motor roztočí pravotočivě a točí se, dokud není aktivní signál vstupu 2. Vstup 3 roztočí motor levotočivě. Pokud má být pohyb motoru omezen např. Koncovými snímači, je třeba je zapojit na vstupy 4 a 5. Při jejich sepnutí dojde k zastavení motoru a spuštění je možné pouze v opačném směru vstupy 1 nebo 3. Samostatné sepnutí Vstupu 2 má vždy význam TOTAL STOP. Přidržením Vstupu 2 v aktivním stavu a sepnutím Vstupu 1, resp. Vstupu 3 se aktivuje funkce TIP, která roztočí motor nejnižšími možnými otáčkami v pravotočivém, resp. Levotočivém směru bez kontroly Vstupu 4 a Vstupu 5. Další funkcí je krátké sepnutí vstupů 1, 2 a 3 najednou, kdy dojde k přepnutí přímého ovládání do režimu SEKVENCER.
Režim SEKVENCER
Režim SEKVENCER je určen hlavně pro polohové aplikace. Na základě uživatelem sestaveného jednoduchého programu probíhá rozběh, zastavení v požadované vzdálenosti, čekání na vstup nebo časové zpoždění. Může být ovládán výstup, program se může vykonávat v předem nastaveném počtu cyklů, které jsou čítány. Větvení programu lze uskutečnit podle stavu vstupů. Režim SEKVENCER lze spouštět ihned po zapnutí, příkazem po sériové lince nebo krátkým sepnutím vstupů 1,2 a 3. Tento režim představuje nejrychlejší možnou odezvu, neboť nedochází k časové prodlevě komunikacemi po sériových linkách. Jednotlivé kroky programu se zadávají a upravují v nadstavbovém grafickém prostředí na PC pomocí rozšířeného protokolu MODBUS RT. Využít lze i přednastavené sady programů a ty upravit pro aplikaci.
Dialogové řízení
Dialogové řízení přenáší zadávání jednotlivých pokynů na nadřízený počítač nebo programovatelný logický automat buď pomocí sériové linky nebo využitím logických vstupů a výstupu. Příkazy komunikačních rozhraní jsou popsány v příslušné kapitole. Základním komunikačním protokolem je MODBUS RT s modifikací pro PMSM_v21.
Při PLC řízení využitím logických vstupů a výstupu se zařízení chová stejně jako v přímém řízení. PLC tedy ovládá vstupy 1 a 3 krátkým impulzem pro zapnutí motoru v pravotočivém, resp. Levotočivém směru, a vstupem 2 pro zastavení. Vstupy 4 a 5 mohou simulovat koncové dorazy úrovní. Rychlosti jsou dány nastavením potenciometrů SP1 a SP2, zrychlení a další parametry jsou implicitní.
Při PLC, resp.PC řízení se využívá sériová komunikace MODBUS RT. Tento způsob přináší rozšíření v možnosti změn parametrů pomocí jednotlivých příkazů, jejichž popis je v kapitole 3.1. Jedná se o síťovou komunikaci MASTER-SLAVE s jejími přednostmi i omezeními. Jistým omezením může být pomalejší odezva. Lze však kombinovat s řízením pomocí logických vstupů. Výstup lze v tomto režimu měnit pouze sériovou komunikací.
Variantou dialogového řízení je MONITOR. Pracuje s rozhraním RS232 s protokolem MODBUS ASCII. Nelze použít pro síťovou komunikaci a má omezený dosah pro umístění počítače nebo jednoduchého terminálu. Příkazy jsou stejné jako v síťové komunikaci, jejich přenos však není zpětně potvrzován.
Aplikace Elektrické pohony pro osobní počítač
Pro pohodlné nastavování a programování řídicí jednotky jsme vytvořili aplikaci Elektrické pohony pro operační systém Windows (verze 10 a 11). Aplikaci je možné stáhnout z odkazu níže a používat zdarma. Je jednoduchá na obsluhu a existuje k nínávod na ovládání (též ke stažení níže, nebo přímo v aplikaci). Aplikace si při startu může sama kontrolovat, zda je použita aktuální verze a případně se může i aktualizovat. Aplikace je funkční i bez připojení k řídicí jednotkce, v tom případě je ale možné pouze vytvářet program sekvenceru. Pokud bude na úvodní obrazovce zadán objednací kód elektrického pohonu, budou se jednotky v sekvenceru zobrazovat uživatelsky přívětivě - vzdálenosti a polohy budou v milimetrech, rychlosti v mm/s. Pokud objednací kód pohonu zadán nebude, budou se zobrazovat fyzikální jednotky motoru - tedy pulzy a otáčky za minutu. Aby byla aplikace zcela funkční, je nutné připojit řídicí jednotku k PC přes sběrnict RS485 nejlépe pomocí USB-RS485 převodníku. Poté je k dispozici načtení registrů (parametrů) jednotky, načtení logu a hlavně je možné jednotku ovládat - zastavovat a spouštět program sekvenceru, nahrávat program z nebo na jednotku. |
Převodník RS485-USB
Pro připojení řídicí jednotky k počítači doporučujeme použít kvalitní převodník, aby nedocházelo k problémům při komunikaci. Při použití běžně dostupného převodníku s čipem CH340 se může stát, že převodník přestane po aktualizaci ovladače komunikovat. V takovém případě vyzkoušejte ovladač verze 3.4 z odkazu níže.
Ke stažení