راه اندازی سرو موتور با PLC S7-1500 یکی از موضوعات مهم و پیشرفته در اتوماسیون صنعتی می باشد که باعث ترکیب کردن کنترل دقیق حرکت و برنامه ریزی پیشرفته می شود. در این مقاله قصد داریم که به بررسی نکات مهم در زمینه راه اندازی سرو موتور با PLC S7-1500 بپردازیم. فرآیند راه اندازی سرو موتور شامل پیکربندی های نرم افزاری، تنظیمات سخت افزاری و برنامه نویسی دقیق قطعات برای رسیدن به مرحله کنترل حرکت ایده آل است.
معرفی سرو موتور و PLC S7-1500
با توجه به دقت بالای سرو موتورها در کنترل موقعیت، سرعت و گشتاور حرکت از آنها در کاربردهای صنعتی مانند رباتیک، ماشین آلات CNC، خطوط بسته بندی و سایر سیستم های نیازمند کنترل حرکت استفاده می شود. از طرفی پی ال سی S7-1500 زیمنس نیز به عنوان یکی از پیشرفته ترین PLCهای موجود در بازار، ویژگی های متنوعی برای کنترل حرکت دارد. این قابلیت ها شامل ماژول های تخصصی، ابزارهای پیکربندی نرم افزاری و پروتکل های ارتباطی پیشرفته می باشد.
سخت افزارها و نرم افزارهای لازم برای راه اندازی سرو موتور با PLC S7-1500
برای راه اندازی سرو موتور با PLC S7-1500، باید از سخت افزارها و نرم افزارهای زیر استفاده نمود:
- پی ال سی S7-1500 زیمنس که شامل CPU مناسب با قابلیت کنترل حرکت و ارتباط با ماژول های ورودی/ خروجی باشد.
- ماژول تکنولوژی (Technology Module) مانند TM Drive یا TM PosInput برای مدیریت سیگنال های سرعت و موقعیت.
- سروو درایو زیمنس برای کنترل کردن جریان، ولتاژ و سیگنال های فرمان ارسالی به سرو موتور
- سرو موتور با قابلیت کنترل سرعت و موقعیت
- سنسور فیدبک یا انکودر برای اندازه گیری کردن موقعیت و سرعت سرو موتور و ارسال کردن اطلاعات به پی ال سی زیمنس.
- نرم افزار TIA Portal زیمبرای پیکربندی و برنامه نویسی اجزای سیستم
تنظیمات سخت افزاری راه اندازی سرو موتور با PLC S7-1500
برای راه اندازی سرو موتور با PLC S7-1500 در ابتدا باید اجزای سخت افزاری را تنظیم کرده و به هم متصل نماییم. برای انجام این تنظیمات باید مطابق مراحل زیر پیش بروید:
- با استفاده از سیم کشی اتصال برق، سیگنال های فرمان و فیدبک انکودر، سرو موتور را به سرو درایو متصل می کنیم.
- سیم کشی قدرت ( L1، L2، L3 ) را برای تأمین توان موتور انجام دهید.
- سیگنال های کنترلی مانند Start/Stopو Enable را بین درایو و PLC متصل کنید.
- انکودر را به ورودی های مخصوص درایو یا ماژول TM PosInputمتصل نمایید.
- سرو درایو زیمنس باید از طریق پروتکل های صنعتی مانند PROFINET یا PROFIBUS به پی ال سی زیمنس متصل شود.
- آدرس دهی مناسب برای ارتباط در شبکه انجام شود.
- از اتصال صحیح کابل های ارتباطی (مانند کابل اترنت) اطمینان حاصل کنید.
- اگر از ماژول تکنولوژی مانند TM Drive استفاده می نمایید، باید آن را در رک سخت افزاری PLC نصب کرده و به سرو درایو متصل نمایید.
پیکربندی نرم افزاری در TIA Portal
برای انجام پیکربندی سرو موتور زیمنس در نرم افزار TIA Portal باید مراحل زیر را دنبال کنید:
- تعریف سخت افزار در پروژه: ابتدا باید در محیط Device Configuration، PLC S7-1500 و ماژول های I/O را به پروژه اضافه نمایید. سروو درایو نیز را به عنوان یک دستگاه PROFINET یا PROFIBUS به شبکه اضافه کرده و آدرس دهی نمایید. انکودر یا سنسورهای دیگر را در ماژول تکنولوژی پیکر بندی نمایید.
- پیکربندی سروو درایو: تنظیمات سرو درایو را از طریق نرم افزار Starter یا Sinamics Startdrive انجام دهید. پارامترهای اصلی این پیکربندی شامل مد کنترلی (مانند سرعت، موقعیت و گشتاور) و پارامترهای موتور مانند مشخصات انکودر، ولتاژ و جریان نامی می شود.
- پیکربندی ارتباط PROFINET یا PROFIBUS
- تنظیمات تکنولوژی در TIA Portal
در بخش Technology Objects، یک TO (Technology Object) جدید برای کنترل کردن حرکت ایجاد نمایید. TO Positioning Axis برای کنترل موقعیت سرو موتور و پارامتر TO Speed Axis برای کنترل سرعت موتور می باشد. پارامترهای این TO را تنظیم نمایید:
- Input/Output تعریف ورودی و خروجی های مرتبط با درایو و ماژول TM
- Scaling واحدهای مرتبط با سرعت، شتاب و موقعیت
- انجام تنظیمات مربوط به محدوده های مجاز حرکت موتور.
برنامه نویسی در TIA Portal
برنامه نویسی کنترل سرو موتور در TIA Portal شامل استفاده از دستورات کنترلی و بلوک های استاندارد می باشد. بلوک‌های استاندارد زیر مربوط به کنترل حرکت در کتابخانه TIA Portal وجود دارند:
- MC_Power برای فعال سازی محور
- MC_MoveAbsolute برای حرکت دادن به سمت موقعیت مشخص
- MC_MoveRelative حرکت کردن به اندازه مشخص نسبت به موقعیت فعلی
- MC_Home اجرای فرآیند هومینگ (تنظیم نقطه صفر)
نوشتن برنامه کنترلی
باید برنامه ای بنویسید که ابتدا محور را فعال کند:
ladder
MC_Power(Axis1, TRUE, Done);
سپس دستورات مربوط به حرکت را اجرا نمایید
ladder
MC_MoveAbsolute(Axis1, Position, Velocity, Acceleration, Deceleration, Done);
با استفاده از دستورات شرطی می توانید وضعیت محور را بررسی کنید.
ladder
IF Axis1.Status.Error THEN
// مدیریت خطا
END_IF
فرآیند هومینگ (نقطه صفر) برای سرو موتور
هومینگ یا نقطه صفر یک مرحله ضروری برای راه اندازی سرو موتورمی باشد که در این مرحله نقطه مرجع (صفر) را برای محور تنظیم می نماید. فرآیند هومینگ با یکی از روش های زیر انجام می گیرد:
- حرکت به سمت یک سنسور موقعیت
- تنظیم نقطه فعلی موتور به عنوان نقطه صفر
- استفاده از انکودر مطلق برای شناسایی موقعیت اولیه
در نرم افزار TIA Portal نیز، از دستور MC_Home برای اجرای فرآیند نقطه صفر استفاده می گردد.
تست و عیب یابی راه اندازی
برای اطمینان از عملکرد صحیح سیستم، باید حتما مرحله تست و عیب یابی را نیز انجام دهید. پس از برنامه ریزی موتور، باید سیستم را در حالت Simulation Mode قرار دهید تا عملکرد دستورات بررسی شود. پس از اطمینان حاصل کردن از صحت عملکرد، سیستم را در حالت واقعی نیز تست نمایید.
در صورت بروز خطا، از ابزار Diagnostics در TIA Portal استفاده کنید. به پارامترهای خطا در درایو زیمنس دقت نمایید.
- Overload Error به دلیل جریان بیش از حد
- Feedback Error به دلیل خرابی ان کودر یا قطع شدن سیگنال
- o Communication Error : به دلیل مشکلات ارتباطی بین درایو و PLC
جمع بندی
راه اندازی سرو موتور با PLC S7-1500 زیمنس یک فرآیند کاملا تخصصی می باشد که به نظیمات دقیق سخت افزاری و نرم افزاری نیاز دارد. با به کار بردن ماژول های تکنولوژی و نرم افزار TIA Portal، می توان به صورت دقیق و قابل اطمینان کنترل حرکت را پیاده سازی نمود. در این فرآیند، توجه به تنظیمات ارتباطی، پارامترهای درایو و برنامه نویسی استاندارد، کلید موفقیت در پروژه های صنعتی است.
