הבנת כניסות ויציאות של כונן סרוו

כונני סרוו מקיימים אינטראקציה עם צירי חומרה, אך השיטות להגדרת התנועה משתנות מאוד. אותות קלט/פלט (I/O) מאפשרים חיבור של חיישנים ומתגים כדי להקל על פונקציות כגון התיישנות והגדרת מגבלות נסיעה.

אם אתה חדש במנועי סרוו, תגלה שהם שונים באופן משמעותי ממנועים אסינכרוניים תלת-פאזיים המונעים על ידי כונני תדר משתנים (VFD); ההבחנה הבסיסית טמונה במנגנון המשוב. VFDs פועלים בתוך מערכת-לולאה פתוחה, הדורשת בקר חיצוני כדי לטפל בכל בקרת המשוב; מערכות סרוו, לעומת זאת, כוללות מקודדים משולבים-ולכן, יש להגדיר את פרמטרי התנועה של המערכת כולה *לפני* שהפעולה מתחילה.

מאמרים קודמים כיסו דוגמאות נבחרות של תצורת ציר החומרה והדגימו כיצד להזין פרמטרים לתוכנת הכונן (כפי שמודגם במדריך זה); עם זאת, כעת יש צורך להעמיק בסוגים הספציפיים של אותות I/O הנדרשים לביצוע משימות בקרת תנועה שונות.

באופן ספציפי, שלוש קטגוריות של אותות קלט בתוך מערכת סרוו מחייבות תשומת לב מיוחדת: אותות מגבלה, אותות קלט בום ואותות כניסה כלליים-למטרות.

מתגי גבול

ראשית, יש צורך להבהיר את הגדרת המונח: מתג גבול הוא סוג של מתג חומרה המופעל מכוח פיזי המופעל על מנוף או רולר; ניתן להשתמש בו בתרחישים שונים הכוללים זיהוי אובייקטים.

עם זאת, בתחום הבקרה המוטורית, קיימים מגוון מתגים המשמשים לזיהוי האם עצם נע הגיע לקצה טווח הנסיעה שלו; מתגים אלה מכונים גם מתגי "מגבלה". עבור רוב צירי התנועה, מתג גבול מותקן בדרך כלל בכל קצה של טווח הנסיעה-המיועד כמתג הגבול החיובי ומתג הגבול השלילי, בהתאמה.

מתגי הגבול המופעלים על צירי תנועה אינם מכניים בלבד באופיים; נכון לעכשיו, זמינים מתגים רבים ללא-מגע המשתמשים במאפיינים אופטיים או מגנטיים כדי לבצע זיהוי נסיעה מבלי ליצור התנגדות מכנית כלשהי.

מגבלות תוכנה

האם יש צורך בהחלט להשתמש במתגי גבול? התשובה היא לא; במצבים רבים, אין צורך להסתמך על מגבלות חומרה.

רוב כונני הסרוו תומכים בפונקציית הגבלת תוכנה: מקודד עוקב ברציפות אחר מיקום הציר בזמן אמת, ואם מיקום זה חורג מסף מוגדר מראש, הבקר מונע מהציר לנוע הלאה.

מתגי בום

הקטגוריה השנייה של אותות קלט דיגיטליים מורכבת מאותות קלט "התייחסות". בדרך כלל, מערכת דורשת רק מתג איתור אחד, שכן פעולת הביות מבוצעת-בתנועה בכיוון יחיד-רק כאשר הציוד מופעל או עם קבלת פקודה ספציפית. כאשר ציר מושבת, מידע המיקום הנוכחי שלו נמחק (אלא אם המערכת מצוידת בגיבוי סוללה, כמקובל במערכות סרוו רובוטיות). המטרה הבסיסית של תהליך הביות היא לאפשר לבקר -להקים מחדש "נקודת התחלה ידועה" לכל התנועות הבאות.

מיקום קבוע-

ישנן שיטות ביות שונות בבקרת תנועה; הגישה הנפוצה ביותר (והקלה ביותר להבנה) היא כדלקמן: פלטפורמת התנועה נעה באיטיות בכיוון מסוים עד שהיא מפעילה את מתג הביות, ובשלב זה נקודת ההדק מוגדרת כ"מצב האפס".

ישנה גם וריאציה עדינה של שיטה זו: הפלטפורמה תחילה מפעילה את מתג הביות, ואז הופכת את הכיוון-בנסיגה איטית במהירות נמוכה במיוחד-עד שהחיישן אינו מופעל עוד; המיקום באותו רגע מדויק מוגדר אז כמיקום האפס. לא קשה לדמיין שמתגי גבול מסוג -מגע המצוידים בזרועות מנוף עלולים להיתקל בבלאי לאחר שימוש ממושך, מה שעלול להוביל להזזות דקות (אולי רק כמה עשיריות המילימטר) בתנוחת הבייתה-זו אחת הסיבות לכך שמתגים ללא-מגע מציעים לעתים קרובות יתרונות ברורים.

יציאה לעמדה המרכזית

העיקרון מאחורי שיטת ביות נוספת הוא כדלקמן: הרכיב הנע נוסע תחילה בכיוון נבחר עד שהוא מפעיל מתג גבול, ואז הופך כיוון עד שהוא מפעיל את מתג הביות. הנחת היסוד של שיטה זו היא שמתג הביות מותקן ב"מיקום המרכזי" של טווח הנסיעה, ו-כאשר הציוד מופעל-המערכת אינה יכולה לקבוע תחילה לאיזה כיוון פלטפורמת התנועה צריכה לנוע כדי להגיע למתג הביות. גם כאן, השימוש במתגים ללא-מגע מומלץ מאוד, שכן שלב התנועה עובר על מתג הביות בכל פעם שהוא עובר מקצה אחד של טווח הנסיעה שלו לקצה השני.

תוכנה בום

קיימת גם שיטת התכונה- מבוססת תוכנה המסתמכת לחלוטין על לוגיקה של תוכנה, שאינה דורשת מתגי חומרה כלשהם. אם שלב התנועה יורד בעקביות במיקום ספציפי וידוע בכל פעם שהציוד כבוי, המערכת תקבע אוטומטית את המיקום הזה כ"נקודת האפס" בכל הפעלה שלאחר מכן. עם זאת, אזהרה קריטית חלה: אם המיקום של שלב התנועה ברגע ההפעלה-לא קבוע-כלומר שהוא משתנה באופן אקראי-המערכת תקבע בטעות את המיקום האקראי הזה כנקודת האפס בעת ההפעלה. בתרחיש כזה, אם לאחר מכן תצווה על הציר לנוע למצב 400 מ"מ, הציר עלול לחרוג מקצה טווח הנסיעה שלו, דבר שעלול לגרום לתקלת מערכת.

כניסות מומנט בטוח (STO).

מנקודת מבט בטיחותית, מנגנונים חייבים להיות במקום כדי להגן הן על הציוד והן על המפעיל במצבי חירום. פונקציונליות זו מיושמת באמצעות שני אותות כניסה: האותות Safe Torque Off (STO) (STO1 ו-STO2). שני האותות הללו חייבים לקבל קלט מתח באופן רציף; אחרת, יחידת הכונן תקבל פקודה לכבות. בדרך כלל, שני האותות הללו מחוברים למעגל עצירת חירום (E-עצירה) או לממסר בטיחות המצויד במגעים כפולים-סגורים.

כללי-אותות קלט למטרות

הדיון הקודם כיסה את רוב פונקציות הליבה הקשורות לאותות קלט של כונן סרוו; עם זאת, היכולות של כוננים מסוימים מתרחבות מעבר להנעת מנוע בלבד. קח, למשל, את כונן SBD מ-CMZ Sistemi Elettronici: בנוסף ליכולות כונן הסרוו שלו, הוא כולל PLC מובנה מובנה המסוגל לבצע קוד בדיקה מובנה.

כפי שקורה בכל ה-PLC, כוננים משולבים כאלה דורשים מנגנון לקליטת אותות חיצוניים-כולל אותות תהליך מחיישנים וכניסות מכפתורים המופעלים-על ידי המשתמש. ניתן להשתמש באותות קלט/פלט-כלליים אלו (מקצרים בדרך כלל כ-GPIO) להעברת כל סוג של אות-בדומה לאלה שב-PLC סטנדרטיים-מבלי להקצות להם פונקציות קבועות ומוגדרות מראש-. עם זאת, יש לציין שלא כל כונני הסרוו מצוידים בממשקי GPIO.

בקרת תנועה סרוו

אין ספק, קביעת תצורה של מערכת סרוו מהווה אתגר גדול משמעותית מהגדרת כונן תדר משתנה (VFD). עם זאת, במקביל, מגוון רחב של כלי הפעלה זמינים כעת כדי לעזור לייעל את תהליך התצורה ולהוריד את מחסום הכניסה הטכני. לאנשי מקצוע שעדיין לא יצאו לתחום של מערכות סרוו, אף פעם לא מאוחר מדי להתחיל ללמוד!