Dacă ați lucrat vreodată cu automatizarea industrială, știți că controlul precis al pulsului este coloana vertebrală a sistemelor de mișcare - gândiți-vă la viteza benzii transportoare, poziționarea motorului pas cu pas sau liniile de ambalare sincronizate. În calitate de furnizor de PLC Mitsubishi Electric care a petrecut ultimii 12 ani depanând și echipând fabrici din America de Nord, vă pot spune că funcția de ieșire a impulsurilor este una dintre cele mai subutilizate (și puternice) caracteristici din gama Mitsubishi. Indiferent dacă sunteți un mic integrator care testează un prototip sau un manager de fabrică care modernizează o linie veche de 20 de ani, obținerea corectă a ieșirii impulsurilor poate reduce timpii ciclului, reduce erorile și vă poate economisi mii de timpi neplanificați. Astăzi, vă expun exact cum să utilizați această funcție, cu sfaturi din lumea reală și recomandări de produse pe care echipa mea le înjură.
În primul rând, să clarificăm un lucru: funcția de ieșire a impulsurilor Mitsubishi nu este un instrument unic. Este încorporat în anumite procesoare, module de comunicație și unități de rețea, iar alegerea hardware-ului potrivit este jumătate din luptă. Am văzut prea multe echipe care au luat un PLC aleatoriu, au conectat un motor și s-au întrebat de ce pulsurile nu se înregistrează - de obicei pentru că au ratat faptul că unitatea lor de bază nu acceptă trenuri de impulsuri de mare viteză. Să începem cu hardware-ul de bază de care veți avea nevoie, deoarece fără piesele potrivite, nici cea mai bună programare nu va funcționa.
Dacă lucrați cu sisteme MELSEC A sau Q mai vechi, A3ACPU R21 este un cal de bătaie pe care l-am specificat de zeci de ani pentru aplicații de dimensiuni medii. Acest procesor compact acceptă până la 4 axe de ieșire a impulsului la 100 kHz, ceea ce este perfect pentru sarcinile de poziționare sau transportoare mici până la medii. Atunci când îl împerechezi cu o rețea pentru o comunicare perfectă între PLC-ul tău și alte dispozitive, unitatea de rețea Mitsubishi PLC A1SJ72QBR15 Melsec Electric 10 este ideală - se ocupă de transferul de date de mare viteză între procesorul tău și modulele I/O, astfel încât semnalele de puls să nu fie întârziate la jumătatea ciclului. Am folosit această combinație pentru o fabrică de ambalare a gustărilor care trebuia să sincronizeze 12 capete de etichetare și a funcționat fără nicio eroare timp de 3 ani consecutiv.
Pentru sistemele din seria IQ-R mai noi, de înaltă performanță, unitatea de bază principală R38B din seria Mitsubishi Electric Automation MELSEC PLC IQ-R este locul unde se află. Această unitate de bază acceptă până la 8 axe de ieșire a impulsului la viteze de până la 200 kHz, ceea ce este necesar pentru aplicații de mare viteză, cum ar fi pick-and-place robotizat sau ambalare de mare viteză. Este, de asemenea, extensibil, astfel încât să puteți adăuga axe suplimentare pe măsură ce linia crește fără a schimba întreaga bază. Dacă trebuie să adăugați comunicații seriale (cum ar fi conectarea unei interfețe om-mașină sau HMI, pentru a regla parametrii pulsului din mers), modulul de comunicare Mitsubishi Plc FX5-232ADP este cel mai potrivit. Am instalat acest modul pentru un producător de piese auto care avea nevoie de tehnicieni pentru a regla viteza pulsului fără a opri linia și a redus timpul de reglare cu 75% în prima lună.
Așteptați, încă o notă cheie hardware: dacă utilizați rețele CC-Link (super obișnuite pentru sistemele Mitsubishi), Mitsubishi A1SJ71BR11 este modulul master CC-Link de care veți avea nevoie pentru a vă asigura că semnalele de puls sunt transmise în mod fiabil prin rețea. Am învățat asta la începutul carierei mele – am omis A1SJ71BR11 la un upgrade de centru de distribuție cu 200 de linii, iar semnalele pulsului scădeau pe distanțe lungi, provocând paleți etichetați greșit. Schimbarea acestuia a remediat imediat problema și nu am mai avut o eroare de puls legată de distanță de atunci.
Acum că hardware-ul dvs. este sortat, să vorbim despre programare. Software-ul GX Works3 de la Mitsubishi este standardul pentru programarea PLC-urilor lor și are un asistent dedicat pentru ieșire de impulsuri care face configurarea mult mai ușoară decât pare. Să dezvăluim procesul pas cu pas, folosind un caz de utilizare obișnuit: controlul unui motor pas cu pas pentru a deplasa un transportor cu 500 mm la 100 mm pe secundă, apoi oprire.
Mai întâi, deschideți GX Works3 și creați un nou proiect pentru PLC-ul dvs. Să presupunem că utilizați A3ACPU R21 - selectați-l din meniul derulant CPU, deoarece este pre-configurat pentru 4 axe de ieșire a impulsului. Apoi, navigați la fila „Mișcare” și selectați „Asistent de ieșire puls”. Acest expert vă va ghida prin toți parametrii critici și vă recomand să setați mai întâi aceștia:
- Numele axei: Denumiți-vă axa ceva clar, cum ar fi „Conveyor_Axis”, astfel încât să nu o amestecați cu alte axe.
- Port de ieșire: Dacă procesorul dumneavoastră are ieșiri de impuls încorporate, acestea sunt de obicei atribuite la Y0, Y1, Y2 și Y3. Pentru modulele externe, veți aloca portul de la unitatea de rețea (cum ar fi A1SJ72QBR15) - verificați de două ori pinout-ul modulului pentru a evita greșelile de cablare.
- Tip puls: Alegeți între puls+direcție sau cu două impulsuri (impuls CW/impuls CCW). Majoritatea motoarelor pas cu pas folosesc puls+direcție, așa că acesta este valoarea implicită pe care o folosesc pentru 90% din aplicații.
- Viteza maximă și accelerație/decelerație: Pentru exemplul nostru de transportor, setați viteza maximă la 100 mm/s, accelerația la 500 mm/s² și decelerația la 500 mm/s². Acest lucru asigură porniri și opriri netede, ceea ce reduce uzura motorului și previne deteriorarea produsului.
Odată ce vrăjitorul este finalizat, veți obține un bloc de logică ladder sau text structurat de implementat. Pentru mișcarea noastră simplă, logica va arăta astfel: un semnal de pornire (de la un senzor de proximitate, de exemplu) va declanșa comanda de ieșire a impulsului, care îi spune axei să se miște cu 500 mm la parametrii setați. Un semnal de resetare va opri pulsul dacă este necesar.
Dar aici este locul în care majoritatea oamenilor greșesc: testează logica fără sarcină și funcționează, dar odată ce conectează motorul, impulsurile sunt prea slabe sau axa nu se mișcă. Semnalele de ieșire de impulsuri de la PLC-uri sunt de joasă tensiune (de obicei 5V), așa că veți avea nevoie de un modul driver de impulsuri pentru a amplifica semnalul pentru majoritatea motoarelor pas cu pas sau servo. Întotdeauna recomand să asociați ieșirea PLC-ului cu un driver compatibil - verificați fișa tehnică a motorului pentru cerințele de tensiune de intrare și asigurați-vă că frecvența pulsului se potrivește cu intrarea maximă a driverului. De exemplu, dacă motorul dvs. are nevoie de impulsuri de 100 kHz, asigurați-vă că procesorul sau unitatea de rețea poate ieși la acea viteză (A3ACPU R21 poate, dar unele procesoare mai vechi din seria A depășesc 50 kHz, deci verificați de două ori).
O altă capcană comună: zgomotul. Semnalele de impuls sunt sensibile la interferența electrică de la motoare, linii de alimentare sau alte I/O. Pentru a remedia acest lucru, folosesc întotdeauna cablu ecranat pentru liniile de ieșire a impulsurilor și împământarea scutului la un singur capăt (de obicei partea PLC) pentru a evita buclele de masă. Pentru linii mai lungi de 10 metri, utilizați semnale diferențiale de impuls (majoritatea modulelor moderne Mitsubishi acceptă acest lucru), deoarece sunt mai rezistente la zgomot. Am învățat acest truc după ce semnalele de puls ale unei fabrici au fost corupte de un robot de sudură din apropiere - comutarea la cabluri diferențiale a remediat problema peste noapte.
Acum, să vorbim despre cazuri de utilizare avansate, deoarece ieșirea impulsului nu este doar pentru mișcări simple punct la punct. Dacă aveți nevoie de mișcare sincronizată (cum ar fi două transportoare care se mișcă sincronizate pentru a alinia casetele), puteți utiliza funcția de „interpolare” de la Mitsubishi pentru ieșirea impulsurilor. Acest lucru vă permite să controlați două axe în același timp, astfel încât viteza și poziția lor să fie potrivite cu 0,1 mm. Pentru aceasta, veți dori un procesor de ultimă generație precum unitatea de bază R38B din seria IQ-R, care acceptă interpolarea până la 8 axe. Am folosit acest lucru pentru o linie de umplere a sticlelor, în care două transportoare au trebuit să alinieze sticlele cu duze de umplere - ieșirea de impuls interpolată a redus dezalinirile cu 90%.
Un alt sfat avansat: folosiți ieșirea în impuls pentru feedback-ul codificatorului? Așteptați, nu așteptați, ieșirea de impuls de la PLC este comanda către motor, iar codificatoarele oferă feedback pentru a confirma poziția. Dar puteți utiliza funcția de contor de mare viteză (HSC) a PLC-ului pentru a citi impulsurile codificatorului și pentru a regla ieșirea impulsului PLC-ului în timp real. De exemplu, dacă encoderul transportorului dvs. trimite impulsuri care arată că se mișcă prea lent, PLC-ul poate crește frecvența impulsurilor pentru a o accelera. Acest control în buclă închisă se numește „urmărire a poziției” și este un schimbător de joc pentru aplicațiile care necesită o precizie ridicată.
Așteptați, să revenim la hardware pentru a ne asigura că alegeți piesele potrivite pentru proiectul dvs. Dacă lucrați la o mașină mică cu 1-2 axe, seria FX5 cu o ieșire de impuls încorporată ar putea fi suficientă, dar dacă extindeți o linie cu mai multe axe sau aveți nevoie de comunicare în rețea, seria A sau seria IQ-R este necesară. Întotdeauna păstrez stocul de A1SJ71BR11 pentru rețele CC-Link, A3ACPU R21 pentru proiecte de dimensiuni medii, unitatea de bază R38B pentru proiecte IQ-R de înaltă performanță, FX5-232ADP pentru comunicații și A1SJ72QBR15 pentru extinderea rețelei - acestea sunt piesele, aplicațiile și echipa mea cele mai multe fiabilitate pentru care le instalăm. sprijin.
Să testăm acest lucru cu un exemplu de client real: un integrator de automatizare personalizată m-a contactat anul trecut, luptând cu o nouă mașină de etichetat. Foloseau un PLC vechi, iar ieșirea lor în impuls a cauzat alimentarea greșită a distribuitorului de etichete în 2% din timp. Am schimbat un A3ACPU R21, l-am asociat cu unitatea de rețea A1SJ72QBR15 și am folosit FX5-232ADP pentru a-și conecta HMI. Am ajustat parametrii pulsului la 150 kHz, am adăugat cablu ecranat diferențial și am configurat expertul să sincronizeze ieșirea impulsului cu encoderul transportorului. În decurs de o săptămână, erorile de alimentare au scăzut la 0,01%, iar integratorul a folosit aceeași configurație pentru încă 6 mașini. Aceasta este puterea de a obține hardware-ul și programarea corecte.
Acum, dacă sunteți gata să implementați ieșirea impulsurilor în PLC-ul dumneavoastră Mitsubishi sau dacă aveți un proiect în care vă confruntați cu fiabilitatea impulsului, echipa mea vă poate ajuta. Am susținut totul, de la bancuri de testare mici cu 2 axe până la linii de producție complete cu peste 12 axe și vă putem ajuta să selectați hardware-ul potrivit (de la A1SJ71BR11 la unitatea de bază IQ-R R38B) și să îl programați pentru a vă satisface exact nevoile. Indiferent dacă aveți nevoie de o ofertă pentru hardware, depanare pentru o configurație curentă sau asistență pentru programare personalizată, contactați echipa noastră pentru a discuta despre proiectul dvs. Lucrăm cu integratori, manageri de fabrică și constructori de mașini personalizate din America de Nord, iar scopul nostru este să ne asigurăm că controlul pulsului dumneavoastră funcționează cât mai bine posibil.
Înainte de a încheia, o scurtă recapitulare a pașilor cheie pentru a utiliza ieșirea impulsului în PLC-ul dumneavoastră Mitsubishi:
- Selectați hardware-ul potrivit în funcție de numărul de axe, nevoile de viteză și cerințele de rețea (nu uitați de module precum A1SJ71BR11, A3ACPU R21 sau unitatea de bază R38B).
- Utilizați Expertul de ieșire a impulsurilor de la GX Works3 pentru a vă configura axa, tipul de impuls, viteza și parametrii de accelerație.
- Implementați logica generată și adăugați un driver de impuls, dacă este necesar.
- Utilizați cablu ecranat pentru liniile de impuls și semnalizare diferențială pentru distanțe lungi pentru a evita problemele de zgomot.
- Testați mai întâi cu o sarcină scăzută, apoi ajustați parametrii pentru motorul și aplicația dvs.
Referinte:
Mitsubishi Electric. (nd). Specificații MELSEC A Series A3ACPU R21. Preluat din documentația oficială a producătorului
Mitsubishi Electric. (nd). Fișă tehnică pentru unitatea de bază MELSEC IQ-R seria R38B. Preluat din documentația oficială a producătorului
Mitsubishi Electric. (nd). A1SJ71BR11 CC-Link Master Module Manual de utilizare. Preluat din documentația oficială a producătorului
Mitsubishi Electric. (nd). Ghid de instalare a modulului de comunicație FX5-232ADP. Preluat din documentația oficială a producătorului
Mitsubishi Electric. (nd). A1SJ72QBR15 Unitate de rețea Motion Control Application Notes. Preluat din documentația oficială a producătorului