Řízení krokových motorů

1. 1. 1998

Mezi moderní, laciné a spolehlivé pohony, které nacházejí stále širší uplatnění v průmyslové automatizaci, patří pohony s krokovými motory. Umožňují s vysokou přesností definovat polohu, rychlost a časový průběh pohybu. Při současném řízení více motorů je možné definovat přesnou trajektorii ve dvou nebo i vícerozměrném prostoru. Krokovými motory lze ve velké většině případů s úspěchem nahradit mnohem dražší servopohony.

Firma SofCon nabízí kompletní dodávku všech komponentů pro řízení krokových motorů (řídicí jednotky, koncové členy, napaječe, filtry), včetně programového vybavení. Výrobky firmy jsou vhodné nejen pro aplikace, kde se jednotlivé motory pohybují vzájemně nezávisle, ale i pro aplikace, kde je třeba řídit pohyb ve více osách současně.

Pro aplikace s jednoduchým pohybem jednoho motoru je možné použít modul RKM03. Pro složitější aplikace nebo pro řízení více krokových motorů nabízíme níže popisované řešení.

Motory jsou rozděleny do jedné nebo více skupin. Každá skupina je ovládána samostatným řídicím systémem KITV40. Tento systém generuje signály STEP, DIR, ENABLE a MICRO pro koncové členy PKM02, které budí vinutí krokových motorů. (viz. kapitola 6 zpravodaje) Koncové členy jsou k dispozici pro motory různých velikostí (až do 10A/160V).

V základní variantě lze k jednomu podřízenému systému KITV40 připojit jeden až čtyři krokové motory, ale je možné připojit jich i více. Počet připojených motorů je závislý na maximální požadované rychlosti otáčení. Podřízené řídicí systémy mohou komunikovat s nadřízeným řídicím systémem pomocí komunikační linky RS-232 nebo RS-485.

Při použití RS-485 lze na jednu linku připojit několik podřízených jednotek a vytvořit tak roszáhlý systém pro řízení několika desítek krokových motorů. Motory, jejichž pohyb je třeba synchronizovat, je vhodné připojit ke společnému řídicímu systému KITV40. V opačném případě je pro dosažení synchronizace nutné propojit příslušné systémy paralelními řídicími signály. Celý systém může řídit vzájemně nezávislé motory nebo i více skupin vzájemně synchronizovaných motorů.

Pohyb motoru je popsán programem pohybu, složeným z požadovaného počtu úseků, odpovídajících požadované pohybové trajektorii. V každém úseku se motor může pohybovat konstantní rychlostí nebo po zvolené zrychlující nebo zpomalující rampě. Program pohybu se zadává pro každý motor samostatně. Každý povel obsahuje informaci, pro které motory je určen a tím je umožněno, jak samostatné ovládání jednotlivých motorů, tak i synchronní ovládání libovolné skupiny připojených motorů.

Nadřízený systém může prostřednictvím komunikační linky zapisovat programy pohybu do bank programů v podřízeném systému, spouštět pohyb motorů podle programů ve zvolených bankách, zastavovat pohyb motorů a průběžně získavat informace o stavu motorů a jejich poloze v programu pohybu. Díky tomu může nadřízený systém kdykoli zjistit okamžitou polohu všech os.

Vzhledem k tomu že je systém realizován stavebnicí KITV40, lze ho rozšířit o další přídavné analogové a digitální moduly. Programové vybavení je k dispozici v základní variantě, ve které jeden systém KITV40 ovládá dvojici nebo čtveřici motorů a komunikuje s nadřízeným systémem. Je koncipováno tak, aby ho bylo možné snadno modifikovat a rozšířit o další funkce potřebné pro konkrétní aplikaci. Navíc jsou zde dostupné veškeré funkce pro řízení motorů, a tak je možné realizovat některé funkce aplikace autonomně v podřízeném systému. (Např. zastavení motoru při sepnutí koncového spínače apod.)

Použitý komunikační protokol zabezpečuje přenos informací mezi jednotlivými uzly komunikační sítě. Je definována sada zpráv pro ovládání motorů, získání informací o stavu motorů a zápis programů pohybu do zvolených banků ve zvoleném systému. Sadu zpráv je možné snadno rozšířit o další zprávy potřebné pro funkce konkrétního řídicího systému.