PLC ile Hareket Kontrol

👤Cihan Çakıcı, PLC ve Otomasyon Ürün Grubu, Satış ve Teknik Destek - Yorum Otomatik Kontrol
Step motorlar Step, Türkçe olarak adım kelimesinin karşılığıdır. Step motor yerine adım motoru kelimesini de kullanabiliriz. Bu tip motorlar sabit çok kutuplu mıknatısın manyetik olarak itilmesi veya çekilmesi ile elektrik enerjisini hareket enerjisine çevirirler. Step motorlar genellikle açık çevrim olarak kullanılır. Açık çevrim; motordan pozisyonu ve hızıyla ilgili bilgi alamadığımız; fakat verdiğimiz komutların gerçekleştiğini öngörerek motorun kontrol edilmesidir. Kapalı çevrim; motorun pozisyonunu veya hızını kontrol edip verdiğimiz komutları bu verilere göre düzenleyip motora yeniden komut verilmesidir. PLC ile step motoru kontrol etmek için gerekli elektriksel kuvveti sağlayacak sürücü devresi gerekecektir. Sürücüler adım mantığına uygun olarak verilen her tetikleme komutu ile (pulse) bir adım ya da yarım adım atacak şekilde dizayn edilir. Daha ufak adımlar için bazı sürücülerde adım bölme işlemi de yapılabilir. Adım sabit çok kutuplu mıknatısın kutupları arasındaki derece farkıdır. Genellikle 1.8 derecedir; fakat bu bir standart değildir. Motorun yapısı, üretici firma ve imal amacına göre değişkenlik gösterir. PLC’nin dijital çıkışını adım motor sürücüsünün adım komut girişine bağlayarak, komut vermeye başlayabiliriz. Sürücünün her tetikleme (pulse) için bir adım motoru döndüreceğini ve motorun her adımının 1.8 derece olduğunu kabul edelim. Etiket kesme makinesi ile uygulama Etiket kesme makinesi, rulo halinde matbaadan gelen etiketleri istenilen ölçüde kesmeyi sağlar. Bu uygulama Unitronics V130 serisi PLC ile yapılabilir. PLC üzerindeki tuş takımından istenilen boy girilecek ve bu değer doğrultusunda step motorun dönmesini sağlayıp etiketi rulodan çekip etiket kesme sistemi devreye sokulacak, etiket istenen ölçüde kesildikten sonra işlem başa dönerek yeni etiket rulodan çekilip tekrar kesilecektir. Rulonun çapı 10 cm olduğuna göre istenen etiket uzunluğu 5 cm ise, yapılması gereken motoru yarım tur döndürmek, 180 derecelik hareket demektir. Her adım 1.8 derece olduğuna göre motorun 180 derece dönmesi için 100 adım döndürmek gerekecektir. Step motorda dikkat edilmesi gereken en önemli konu uygun işe uygun güçte motor seçimi ve kalkış ve duruşların rampalı olarak gerçekleşmesidir. Açık çevrim olarak çalıştığı için motor her zaman yükünün ve kendi ataletini yenebilecek güçte ve hızda hareket etmelidir. Yükün ve motoru atalet kuvvetini her zaman değerlendirmeye almak gerekmektedir. Bu sebeple duruş ve kalkışlarımıza rampa uygulayarak atalet kuvvetimizi düşürmeliyiz. PLC program kısmına bakarsak, Visilogic programını açıp PLC modeli olarak V130-33-TR6 modelini seçiyoruz. Ardından HMI/ekran bölümüne gelip Text olarak etiket boyu ve rakam girişi olarak da 0 numaralı MI (memory integer/tamsayı hafızası) tanımlayalım. Ekran tasarımını bitirdikten sonra aynı programdan "Ladder" sekmesini tıklayarak komut yazmaya başlayalım. Öncelikle PLC’nin PTO (pulse train output) fonksiyonuna sahip olması gerekiyor. Pto fonksiyonu istenilen "pulse" değerini sürücülere aktarmak üzere üretici firma tarafından hazırlanmış yardımcı programdır. Pto fonksiyonunda visilogic´in istediği değerler şunlardır: 1- Fonksiyonun hangi fiziksel çıkışa hükmetmesi gerektiği; Sürücümüze elektriksel olarak bağlı olan dijital çıkış. 2- Motorun asgari kalkış ve duruz hızı; Uygulamaya göre değişkenlik gösterebilir, rampanın süresine ve yükün atalet kuvvetine göre ayarlanır. Sıfır değeri atanırsa program kalkış rampasına başlarken ilk dönüş hızı sıfır olarak hesaplanır. 3- Motorun maksimum dönebileceği hız; Step motorumuzun dönebileceği azami hız bu değer motor ve sürücü tedarikçisinden öğrenilebilir, marka modele göre değişkenlik gösterir. 4- Kalkış rampa zamanı; İstediğimiz hızda hareket edebilmek için atalet kuvvetini yenebileceğimiz zaman. 5- Duruş rampa değeri; Yükün ivmesini ve hızını sıfıra indirebilmek için gerekli süre. 6-"Jerk factor"doğrulama değeri; Rampalar, motor seçimi, hız değerleri doğru olsa da uygulamada farklı sonuçlar görülebilir. Doğru kalkış rampasında, ivme sabit hızı artan olmadır. Bu sayede aktarım organlarına dengesiz yükler getirilmemiş olur, uygulamalarda ise genellikle ilk kalkış anında ivme değişken değer gösterirken rampanın bittiği ve sıfır olması gereken yerde ise ivme zaman periyodunda azalarak sıfır değerine gittiği gözlenebilir. Burada rampa doğrusal değil, S eğrisi şeklinde uygulayarak yükün doğrusal ve eşit ivmede ilerlemesi sağlanabilir. Bu oran uygulama esnasında tespit edilebildiği gibi, matematiksel formüllerle de hesaplanabilir. Tüm değerler girildikten sonra ve kesim, döngü işlemi için birkaç komutluk program yazıldıktan sonra makine çalışır hale gelecektir.