CW I PM - Laboratorium Mechatroniki

LABORATORIUM MECHATRONIKI IEPiM
Ćwiczenie I
Programowanie i uruchamianie inteligentnego sterownika w napędowym
układzie wykonawczym z silnikiem skokowym.
Przebieg ćwiczenia
1. Zapoznać się i zanotować parametry techniczne silnika skokowego (skok, rezystancja i
indukcyjność uzwojeń, prąd znamionowy, moment trzymający i resztkowy) oraz sterownika
(rozdzielczość, dokładność, zakres, szybkość, pamięć, komunikacja, wejścia, wyjścia) na
stanowisku laboratoryjnym.
2. Zestawić i uruchomić układ sterowania silnika skokowego wg następującej kolejności:
• podłączyć silnik skokowy stanowiący napęd podnośnika do sterownika DM-224i za
pomocą złącza 7-stykowego,
• połączyć sterownik z PC-tem poprzez port szeregowy USB,
• dobrać obciążenie silnika,
3. Po sprawdzeniu układu przez prowadzącego włączyć kolejno zasilanie +24V DC sterownika
(Uwaga na +/- !!!) i 230V AC komputera.
4. Uruchomić oprogramowanie APImate służące do komunikacji i programowania sterownika.
CZĘŚĆ 1. (OBOWIĄZKOWA) Praca w pętli
Przygotować i uruchomić program sterowania silnikiem, wykonującym z prędkością obrotową
1obr/sek, następującą sekwencję ruchów:
• n-obrotów „w prawo” w trybie Relative,
• obrót „w lewo” w czasie m-sekund w trybie Continuous,
• postój
• n-obrotów „w prawo” w trybie Relative,
• obrót „w lewo” w czasie m-sekund w trybie Continuous
• postój
Następnie zmodyfikować program tak, by powyższy cykl był powtarzany x-razy. Ilość
wykonywanych obrotów i ich czasy uzgodnić z prowadzącym zajęcia.
CZĘŚĆ 2. Podnośnik
Uzgodnić założenia kolejnej części cyklu pracy silnika skokowego pracującego jako podnośnik.
Skonfigurować, zaprogramować i uruchomić program podnośnika. Zmierzyć czasy realizacji
poszczególnych faz oraz całego cyklu pracy podnośnika.
5. Wydrukować program w wersji do oceny.
Sprawozdanie winno zawierać:
a) opis budowy, parametry techniczne i charakterystyki momentu obrotowego w funkcji
prędkości M=f(n) uruchamianego silnika skokowego,
b) schemat ideowy układu komputer- sterownik- zasilacz- silnik skokowy,
c) założenia do zrealizowanego programu sterowania,
d) wydruk końcowych wersji programów sterowania,
e) wykaz i szczegółowy opis rozkazów wykorzystanych w programie,
f) obliczenia i wykresy czasowe (arkusz kalkulacyjny EXCEL) położenia kątowego α(t),
prędkości obrotowej ω(t) i przyspieszeń ε(t) silnika w trakcie realizowanego cyklu pracy
podnośnika,
g) wnioski.
LABORATORIUM MECHATRONIKI IEPiM
We/wy cyfrowe
Złącze enkodera
Port szeregowy
Złącze silnika
Złącze zasilania
LABORATORIUM MECHATRONIKI IEPiM
2
LABORATORIUM MECHATRONIKI IEPiM
LABORATORIUM MECHATRONIKI IEPiM
Przykłady realizacji rozkazów i programów (patrz załącznik 4.)
Pierwszy rozkaz dla sterownika:
- Ustawienie prądu silnika
Rozkaz opóźnienia czasowego
- Delay
Zakres: 1 – 65535 ms
• AXIS 1
Set Peak Current 0.48 Amps
Rozkazy parametrów ruchu
- Przyspieszenie „Acceleration”
- Prędkość obrotowa „Velocity”
Programowanie zmian
prędkości i przyspieszenia
w czasie trybu pracy ciągłej
• Zakresy
przyspieszeń : 0 - 7812,4 obr/sek/sek
- prędkości obrotowych : -50,0 - +50,0 obr/sek
• np.
Sposoby programowania
przyspieszenia i prędkości
dla trybu obrotu względnego
Program Pętla
AXIS 1 Loop = 100
Set custom variable Loop = 100.
AXIS 1 While [Loop > 0] Create a Loop using a “While” command .
AXIS 1 {
Commands within the { } will be repeated.
AXIS 1 ….. Arbitrary commands.
AXIS 1 ….. Arbitrary commands.
AXIS 1 Loop = [dec]Loop The value of Loop is decreased by 1.
AXIS 1 }
End of the While Statement.
LABORATORIUM MECHATRONIKI IEPiM
Listing przykładowego programu sterowania podnośnikiem wraz z wykresami
czasowymi.
Ustawienie prądu 0.39A, przyspieszenia 0.715obr/s2, prędkości obrotowej 1.5obr/s,
wykonanie 5 obrotów, postój 4s, zmiana przyspieszenia na 2.861obr/s2 i prędkości na 3obr/s
oraz wykonanie 4 obrotów w kierunku przeciwnym.
LABORATORIUM MECHATRONIKI IEPiM
Pytania do ćwiczenia I
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
13.
14.
15.
16.
Co charakteryzuje silniki skokowe tarczowe?
Porównać budowę silnika skokowego z magnesami trwałymi i silnika skokowego
hybrydowego.
Podać schemat ideowy silnika skokowego o 6 wyprowadzeniach.
Jakie elementy decydują o charakterystykach silnika skokowego oprócz jego budowy?
Co różni sterowanie falowe i pełnoskokowe silnika skokowego?
Wyjaśnij na przykładzie funkcję komendy „WAIT” w programie sterującym silnika.
Porównać działanie rozkazów ”Relative Move” i „Continuous Move”
Zaproponować metodę powtarzania instrukcji, gdy chcemy by wykonały się więcej niż
raz bez konieczności ich wielokrotnego pisania.
Omówić procedurę ustalania wartości prądu wyjściowego sterownika.
Omówić rozkazy ustalające wartość przyspieszenia i prędkości obrotowej silnika.
Co różni sterowanie bipolarne i unipolarne silnika skokowego ?
Wykreślić przykładową charakterystykę mechaniczną silnika skokowego.
Wyjaśnić pojęcie moment rozruchowy silnika skokowego.
Podać sekwencję rozkazów uruchamiających silnik skokowy na 3s z prędkością 6obr/s.
Podać sekwencję rozkazów skutkujących wykonaniem przez silnik skokowy 5 obrotów z
przyspieszeniem 1obr/s2 do prędkością 1obr/s.
Wymienić funkcje poszczególnych złączy sterownika typu DM224.