ท่านเคยมีปัญหาเกี่ยวการเขียนโปรแกรม PLC ควบคุมเซอร์โวมอเตอร์ไหม...
ถ้ามีเราขอบอกว่าคุณกำลังอ่านถูกที่แล้ว บทความนี้จะช่วยให้การเขียนโปรแกรมควบคุมเซอร์โวเป็นเรื่องง่ายด้วยฟังก์ชันบล๊อก เราจะใช้ PLC รุ่น CP1H ควบคุมเซอร์โวรุ่น Smart Step ซึ่งใช้งานง่ายและเหมาะสมกันอย่างลงตัว อย่างไรก็ตามเราขอเริ่มจากพื้นฐานทั่วๆไปของระบบเซอร์โวกันก่อน
|
1 หลักการควบคุมเบื้องต้น
ในรูปที่ 1 แสดงบล๊อกไดอะแกรมของระบบควบคุมเซอร์โวมอเตอร์เบื้องต้น โดยปกติระบบควบคุมเซอร์โวมอเตอร์จะมีองค์ประกอบหลักในการทำงานดังนี้
มอเตอร์ : ทำหน้าที่ขับโหลดมีทั้งชนิดที่มีเบรคและไม่มีเบรค
เอ็นโค้ดเดอร์ : ติดอยู่กับตัวมอเตอร์เพื่อทำหน้าที่ป้อนกลับการเคลื่อนที่ของมอเตอร์ ดังนั้นเราสามารถทราบตำแหน่งและความเร็วของการหมุนได้จากเอ็นโค้ดเดอร์นี้
เซอร์โวไดร์เวอร์ : ในปัจจุบันจะรวมส่วนที่เป็นเซอร์โวคอนโทรลเลอร์และPositioning controller ไว้ด้วยกันซึ่งเซอร์โวคอนโทรลเลอร์จะทำหน้าที่เป็นตัวจ่ายไฟ ให้กับมอเตอร์ ส่วน Positioning controller จะทำหน้าที่ควบคุมตำแหน่งการเคลื่อนที่ ของมอเตอร์โดยรับคำสั่งมาจากอุปกรณ์ภายนอก เช่น PLC เป็นต้น
PLC : จะทำหน้าในการส่งคำสั่งไปยังเซอร์โวไดร์เวอร์ในรูปแบบต่างๆ เช่นอนาลอก และพลัส เป็นต้น จากนั้นเซอร์โวไดร์เวอร์จะควบคุมให้มอเตอร์หมุนให้ได้ตำแหน่งและความเร็วตามที่ได้รับคำสั่ง
|
รูปที่ 1 หลักการควบคุมเซอร์โวมอเตอร์
|
| จากรูป 1 การทำงานจะเริ่มโดย PLC ส่ง Position command ซึ่งเป็นสัญญาณพลัสหรืออนาลอกให้กับ Position controller ที่อยู่ในเซอร์โวไดว์เวอร์ จากนั้น Position controller จะสั่งให้ Amplifier จ่ายกระแสไฟให้กับมอเตอร์เพื่อทำให้มอเตอร์หมุนให้ได้ความเร็วและระยะตามคำสั่ง เอ็นโค้ดเดอร์ที่ติดอยู่กับมอเตอร์จะทำหน้าที่ป้อนกลับข้อมูลระยะและความเร็วในการหมุนกลับไปที่ Position controller ซึ่งมันจะมี Counter ทำหน้าที่เปรียบเทียบกับคำสั่งที่ได้รับจาก PLC ถ้ายังมีความแตกต่างกันมันส่งสัญญาณไปที่ Amplifier เพื่อสั่งให้มอเตอร์หมุนให้ได้ระยะและความเร็วตามต้องการ |
2 โครงสร้างของเซอร์โวมอเตอร์
|
| เซอร์โวมอเตอร์ของออมรอนเป็นประเภท AC Servo Motor แบบ Synchronous ServoMotor มีลักษณะของโครงสร้างดังนี้ |
รูปที่ 2 แสดงโครงสร้างของเซอร์โวมอเตอร์
|
| ส่วนของสเตเตอร์เป็นขดลวดพันในร่องสล็อต ส่วนโรเตอร์เป็นแม่เหล็กถาวร ดังนั้นความสัมพันธ์ของค่าพารามิเตอร์ ต่างๆ จะคล้าย DC motor และมอเตอร์ประเภทนี้ไม่มีแปรงถ่านบางทีจึงเรียกว่า เซอร์โวมอเตอร์แบบ DC Brushless ส่วนตัวเอ็นโค้ดเดอร์จะต่ออยู่กับเพลาเดียวกับโรเตอร์ |
3 หลักการทำงานของเอ็นโค้ดเดอร์ |
เอ็นโค้ดเดอร์ที่นิยมใช้กับเซอร์โวมอเตอร์มีอยู่ด้วยกัน 2 ชนิด ดังนี้
เอ็นโค้ดเดอร์แบบ Incremental
จากรูปด้านล่าง แสดงส่วนประกอบของเอ็นโค้ดเดอร์ชนิดนี้ โดยลำแสงจะถูกยิงจาก lighting diode ผ่าน fixed disc ไปยัง rotation disc ที่ติดตั้งอยู่บนแกนเพลา โดยมี photo diode เป็นตัวรับแสง ลำแสงจะผ่านรูบน fixed disc และ rotation disc ตามจังหวะของการหมุนทำให้ได้สัญญาณไฟฟ้าออกมาจาก photo sensor เนื่องจากรูของ A และ B บน fixed disc จะต่างเฟสกันอยู่ 90 องศา ดังนั้นสัญญาณเอาต์พุตทางไฟฟ้าจะได้รูปคลื่นที่ออกมาต่างเฟสกันอยู่ 90 องศา ตามรูป ส่วนรูของ Z บนfixed disc จะมีเพียงรูเดียวเท่านั้น
ถ้านับค่าเพาส์ที่ได้จากตัวเอ็นโค้ดเดอร์จะเป็นค่ามุมของการหมุนนั่นเอง ส่วนเอาต์พุตเฟส A และ B ที่ต่างเฟสกันอยู่ 90 องศาจะเป็นตัวชี้ถึงทิศทางการหมุนของมอเตอร์ ส่วนเฟส Z หรือZero signal เป็นตัวชี้ถึงจุด 0 องศาของการหมุน |
|
รูปที่ 3 แสดงโครงสร้างและกราฟการทำงานของเอ็นโค้ดเดอร์
|
| |
|
| |
