Daha önce endüstriyel otomasyonla çalıştıysanız, hassas darbe kontrolünün hareket sistemlerinin omurgası olduğunu bilirsiniz; konveyör bant hızını, kademeli motor konumlandırmayı veya senkronize paketleme hatlarını düşünün. Son 12 yılını Kuzey Amerika'daki fabrikaların sorunlarını gidermek ve donatmak için harcayan bir Mitsubishi Electric PLC tedarikçisi olarak, darbe çıkış fonksiyonunun Mitsubishi serisinde en az kullanılan (ve güçlü) özelliklerden biri olduğunu söyleyebilirim. İster bir prototipi test eden küçük bir entegratör olun, ister 20 yıllık bir hattı yükselten bir tesis yöneticisi olun, darbe çıkışını doğru şekilde kullanmak döngü sürelerini kısaltabilir, hataları azaltabilir ve planlanmamış arıza sürelerinden binlerce tasarruf etmenizi sağlayabilir. Bugün size bu işlevin tam olarak nasıl kullanılacağını, gerçek hayattan ipuçları ve ekibimin güvendiği ürün önerileriyle anlatacağım.
Öncelikle bir şeyi açıklığa kavuşturalım: Mitsubishi'nin darbe çıkış fonksiyonu herkese uyan tek bir araç değil. Belirli CPU'larda, iletişim modüllerinde ve ağ birimlerinde yerleşiktir ve doğru donanımı seçmek savaşın yarısıdır. Rastgele bir PLC alan, bir motor takan ve darbelerin neden kaydedilmediğini merak eden çok sayıda ekip gördüm; genellikle ana ünitelerinin yüksek hızlı darbe katarlarını desteklemediğini gözden kaçırdıkları için. İhtiyacınız olan temel donanımla başlayalım çünkü doğru parçalar olmadan en iyi programlama bile işe yaramaz.
Daha eski MELSEC A veya Q Serisi sistemlerle çalışıyorsanız, A3ACPU R21, onlarca yıldır orta ölçekli uygulamalar için belirttiğim güçlü bir üründür. Bu kompakt CPU, 100kHz'de 4 eksene kadar darbe çıkışını destekler; bu, küçük ve orta ölçekli konveyör veya konumlandırma görevleri için mükemmeldir. PLC'niz ve diğer cihazlar arasında kesintisiz iletişim için bir ağ ile eşleştirirken, Mitsubishi PLC A1SJ72QBR15 Melsec Electric 10 ağ ünitesi idealdir; CPU'nuz ve I/O modülleriniz arasında yüksek hızlı veri aktarımını gerçekleştirir, böylece darbe sinyalleriniz döngü ortasında gecikmez. Bu kombinasyonu, 12 etiketleme kafasını senkronize etmesi gereken bir atıştırmalık paketleme tesisi için kullandım ve 3 yıl boyunca tek bir aksaklık yaşanmadan çalıştı.
Daha yeni, yüksek performanslı IQ-R Serisi sistemler için, Mitsubishi Electric Automation MELSEC PLC IQ-R Serisi Ana Taban R38B Ana Ünitesi tam yerinde. Bu ana ünite, robotik al ve yerleştir veya yüksek hızlı paketleme gibi yüksek hızlı uygulamalar için gerekli olan 200 kHz'e kadar hızlarda 8 eksene kadar darbe çıkışını destekler. Ayrıca genişletilebilir olduğundan, tabanınızın tamamını değiştirmeden hattınız büyüdükçe ek eksenler ekleyebilirsiniz. Seri iletişim eklemeniz gerekiyorsa (darbe parametrelerini anında ayarlamak için bir insan-makine arayüzü veya HMI bağlamak gibi), Mitsubishi Plc İletişim Modülü FX5-232ADP sizin için idealdir. Bu modülü, teknisyenlerin hattı kapatmadan darbe hızını ayarlamasına ihtiyaç duyan bir otomobil parçası üreticisi için kurduk ve ilk ay içinde ayarlama süresini %75 oranında kısalttı.
Durun, bir önemli donanım notu daha: CC-Link ağlarını kullanıyorsanız (Mitsubishi sistemleri için son derece yaygın), Mitsubishi A1SJ71BR11, darbe sinyallerinizin ağınız üzerinden güvenilir bir şekilde iletilmesini sağlamak için ihtiyaç duyacağınız CC-Link ana modülüdür. Bunu kariyerimin başlarında zor yoldan öğrendim; 200 hatlı dağıtım merkezi yükseltmesinde A1SJ71BR11'i atladık ve darbe sinyalleri uzun mesafelerde düşüyor, bu da paletlerin yanlış etiketlenmesine neden oluyordu. Bunu değiştirmek sorunu hemen çözdü ve o zamandan beri mesafeyle ilgili bir nabız hatası yaşamadık.
Artık donanımınız sıralandığına göre programlamadan bahsedelim. Mitsubishi'nin GX Works3 yazılımı, PLC'lerini programlamak için standarttır ve kurulumu göründüğünden çok daha kolay hale getiren özel bir darbe çıkış sihirbazına sahiptir. Yaygın bir kullanım örneği kullanarak süreci adım adım inceleyelim: bir konveyörü saniyede 100 mm hızla 500 mm hareket ettirecek bir step motoru kontrol etmek, ardından durdurmak.
Öncelikle GX Works3'ü açın ve özel PLC'niz için yeni bir proje oluşturun. Diyelim ki A3ACPU R21'i kullanıyorsunuz; 4 eksenli darbe çıkışı için önceden yapılandırılmış olduğundan CPU açılır listesinden bunu seçin. Daha sonra "Hareket" sekmesine gidin ve "Darbe Çıkışı Sihirbazı"nı seçin. Bu sihirbaz tüm kritik parametrelerde size yol gösterecektir ve öncelikle bunları ayarlamanızı öneririm:
- Eksen Adı: Ekseninize "Konveyör_Ekseni" gibi net bir ad verin, böylece onu diğer eksenlerle karıştırmazsınız.
- Çıkış Bağlantı Noktası: CPU'nuzda yerleşik darbe çıkışları varsa, bunlar genellikle Y0, Y1, Y2 ve Y3'e atanır. Harici modüller için bağlantı noktasını ağ ünitenizden atayacaksınız (A1SJ72QBR15 gibi) - kablolama hatalarını önlemek için modülün pin düzenini iki kez kontrol edin.
- Darbe Tipi: Darbe+yön veya iki darbe (darbe CW/darbe CCW) arasında seçim yapın. Çoğu step motor darbe+yön kullanır, dolayısıyla uygulamaların %90'ında kullandığım varsayılan budur.
- Maksimum Hız ve Hızlanma/Yavaşlama: Konveyör örneğimiz için maksimum hızı 100 mm/s'ye, hızlanmayı 500 mm/s²'ye ve yavaşlamayı 500 mm/s²'ye ayarlayın. Bu, motorun aşınmasını azaltan ve ürünün hasar görmesini önleyen, sorunsuz başlatma ve durdurma sağlar.
Sihirbaz tamamlandığında, uygulanacak bir merdiven mantığı bloğu veya yapılandırılmış metin elde edeceksiniz. Basit hareketimiz için mantık şu şekilde görünecektir: bir başlatma sinyali (örneğin yakınlık sensöründen), eksene ayarladığımız parametrelerde 500 mm hareket etmesini söyleyen darbe çıkış komutunu tetikleyecektir. Gerekirse bir sıfırlama sinyali darbeyi durduracaktır.
Ancak çoğu insanın yanıldığı yer burasıdır: mantığı yüksüz olarak test ederler ve işe yarar, ancak motoru bağladıktan sonra darbeler çok zayıftır veya eksen hareket etmez. PLC'lerden gelen darbe çıkış sinyalleri düşük voltajlıdır (genellikle 5V), dolayısıyla çoğu step veya servo motor için sinyali yükseltmek için bir darbe sürücü modülüne ihtiyacınız olacaktır. PLC çıkışınızı her zaman uyumlu bir sürücüyle eşleştirmenizi öneririm; giriş voltajı gereksinimleri için motorun veri sayfasını kontrol edin ve darbe frekansınızın sürücünün maksimum girişiyle eşleştiğinden emin olun. Örneğin, motorunuz 100kHz darbeye ihtiyaç duyuyorsa, CPU'nuzun veya ağ ünitenizin bu hızda çıkış yapabildiğinden emin olun (A3ACPU R21 bunu yapabilir, ancak bazı eski A Serisi CPU'lar 50kHz'de zirveye ulaşır, bu nedenle tekrar kontrol edin).
Bir başka yaygın tuzak: gürültü. Darbe sinyalleri motorlardan, güç hatlarından veya diğer G/Ç'lerden kaynaklanan elektriksel girişime karşı duyarlıdır. Bunu düzeltmek için darbe çıkış hatları için her zaman korumalı kablo kullanırım ve topraklama döngülerini önlemek için korumayı yalnızca bir uçta (genellikle PLC tarafında) topraklarım. 10 metreden uzun hatlar için diferansiyel darbe sinyallerini kullanın (modern Mitsubishi modüllerinin çoğu bunu destekler), çünkü bunlar gürültüye daha dayanıklıdır. Bu numarayı, yakındaki bir kaynak robotunun tesisin darbe sinyallerinin bozulmasından sonra öğrendim; diferansiyel kablolara geçiş yaparak sorunu bir gecede çözdüm.
Şimdi gelişmiş kullanım durumları hakkında konuşalım çünkü darbe çıkışı yalnızca noktadan noktaya basit hareketler için değildir. Senkronize harekete ihtiyacınız varsa (kutuları hizalamak için senkronize hareket eden iki konveyör gibi), darbe çıkışı için Mitsubishi'nin "enterpolasyon" fonksiyonunu kullanabilirsiniz. Bu, iki ekseni aynı anda kontrol etmenize olanak tanır, böylece hızları ve konumları 0,1 mm dahilinde eşleştirilir. Bunun için, 8 eksene kadar enterpolasyonu destekleyen IQ-R Serisinin R38B Ana Ünitesi gibi üst düzey bir CPU isteyeceksiniz. Bunu, iki konveyörün şişeleri doldurma nozullarıyla hizalamak zorunda olduğu bir şişe dolum hattı için kullandık; enterpolasyonlu darbe çıkışı, yanlış hizalamaları %90 oranında azalttı.
Başka bir gelişmiş ipucu: Kodlayıcı geri bildirimi için darbe çıkışını mı kullanıyorsunuz? PLC'den gelen bekle, bekleme yok darbe çıkışı motora verilen komuttur ve kodlayıcılar konumu onaylamak için geri bildirim verir. Ancak kodlayıcının darbelerini okumak ve PLC'nin darbe çıkışını gerçek zamanlı olarak ayarlamak için PLC'nin yüksek hızlı sayıcı (HSC) fonksiyonunu kullanabilirsiniz. Örneğin, konveyörünüzün kodlayıcısı çok yavaş hareket ettiğini gösteren darbeler gönderirse, PLC onu hızlandırmak için darbe frekansını artırabilir. Bu kapalı döngü kontrolüne "konum takibi" denir ve yüksek doğruluk gerektiren uygulamalar için oyunun kurallarını değiştirir.
Bekle, projeniz için doğru parçaları seçtiğinizden emin olmak için donanıma geri dönelim. 1-2 eksenli küçük bir makine üzerinde çalışıyorsanız dahili darbe çıkışlı FX5 Serisi yeterli olabilir ancak birden fazla eksenle bir hattı genişletiyorsanız veya ağ iletişimine ihtiyaç duyuyorsanız A Serisi veya IQ-R Serisi gereklidir. CC-Link ağları için A1SJ71BR11, orta ölçekli projeler için A3ACPU R21, yüksek performanslı IQ-R projeleri için R38B Ana Ünitesi, iletişim için FX5-232ADP ve ağ genişletme için A1SJ72QBR15 stoklarında her zaman bulundururum; bunlar ekibimin en sık kurduğu parçalardır ve desteklediğimiz uygulamalar için %95 güvenilirlik oranına sahiptirler.
Bunu gerçek bir müşteri örneğiyle test edelim: Geçen yıl yeni bir etiketleme makinesiyle uğraşan özel bir otomasyon entegratörü bana ulaştı. Eski bir PLC kullanıyorlardı ve darbe çıkışları, etiket dağıtıcının %2 oranında yanlış beslenmesine neden oluyordu. Bir A3ACPU R21'i değiştirdik, onu A1SJ72QBR15 ağ ünitesiyle eşleştirdik ve HMI'larını bağlamak için FX5-232ADP'yi kullandık. Darbe parametrelerini 150 kHz'e ayarladık, diferansiyel korumalı kablo ekledik ve sihirbazı darbe çıkışını konveyörün kodlayıcısıyla senkronize edecek şekilde yapılandırdık. Bir hafta içinde hatalı beslemeler %0,01'e düştü ve entegratör aynı kurulumu 6 makine için daha kullandı. Donanımı ve programlamayı doğru yapmanın gücü budur.
Artık Mitsubishi PLC'nizde darbe çıkışını uygulamaya hazırsanız veya darbe güvenilirliği konusunda zorluk yaşadığınız bir projeniz varsa ekibim size yardımcı olabilir. Küçük 2 eksenli test tezgahlarından 12+ eksenli tam üretim hatlarına kadar her şeyi destekledik ve doğru donanımı seçmenize (A1SJ71BR11'den IQ-R R38B Ana Üniteye kadar) ve tam ihtiyaçlarınızı karşılayacak şekilde programlamanıza yardımcı olabiliriz. Donanım için fiyat teklifine, mevcut kurulum için sorun gidermeye veya özel programlama desteğine ihtiyacınız varsa projenizi tartışmak için ekibimizle iletişime geçin. Kuzey Amerika'daki entegratörlerle, fabrika yöneticileriyle ve özel makine imalatçılarıyla çalışıyoruz ve amacımız nabız kontrolünüzün mümkün olduğunca sorunsuz çalışmasını sağlamaktır.
Bitirmeden önce, Mitsubishi PLC'nizde darbe çıkışını kullanmaya yönelik önemli adımların hızlı bir özetini vereyim:
- Eksen sayınıza, hız ihtiyaçlarınıza ve ağ gereksinimlerinize göre doğru donanımı seçin (A1SJ71BR11, A3ACPU R21 veya R38B Ana Ünite gibi modülleri unutmayın).
- Ekseninizi, darbe tipinizi, hızınızı ve ivmelenme parametrelerinizi yapılandırmak için GX Works3'ün Darbe Çıkış Sihirbazını kullanın.
- Oluşturulan mantığı uygulayın ve gerekirse bir darbe sürücüsü ekleyin.
- Gürültü sorunlarını önlemek için darbe hatları için korumalı kablo ve uzun mesafeler için diferansiyel sinyalleme kullanın.
- Önce düşük yükle test edin, ardından parametreleri motorunuza ve uygulamanıza göre ayarlayın.
Referanslar:
Mitsubishi Elektrik. (nd). MELSEC A Serisi A3ACPU R21 Teknik Özellikleri. Üreticinin resmi belgelerinden alındı
Mitsubishi Elektrik. (nd). MELSEC IQ-R Serisi R38B Ana Ünite Veri Sayfası. Üreticinin resmi belgelerinden alındı
Mitsubishi Elektrik. (nd). A1SJ71BR11 CC-Link Ana Modül Kullanım Kılavuzu. Üreticinin resmi belgelerinden alındı
Mitsubishi Elektrik. (nd). FX5-232ADP İletişim Modülü Kurulum Kılavuzu. Üreticinin resmi belgelerinden alındı
Mitsubishi Elektrik. (nd). A1SJ72QBR15 Ağ Ünitesi Hareket Kontrolü Uygulama Notları. Üreticinin resmi belgelerinden alındı