Jste zde

PLC s vestavěným řadičem (výstupem) pro krokové motory

Antonín Vojáček, 5. Únor 2017 - 21:39

Společnost BART Elektronik GmbH vyvinula a nabízí zajímavé malé PLC, které má v sobě již přímo implementované rozhraní pro přímé řízení a napájení krokového motoru. Konkrétně nese označení STG-700 STEP.

Již dříve na stránkách serveru automatizace.hw.cz jste si mohli přečíst několik článků o malých či miniaturních programovatelných automatech německého výrobce Barth Elektronik GmbH. Nápady jeho vývojářů rozhodně nejsou špatné, a proto bych dnes chtěl představit dalšího zajímavého zástupce - mini PLC STG-700 STEP.

Barth STG-700 STEP

MiniPLC Barth STG-700 STEP je malá programovatelný řídící jednotka o velikosti 58 x 64 x 34 mm, který je neobvyklá tím, že již v sobě obsahuje speciální výkonový výstup pro přímé připojení bipolárních 24V krokových motorů. Použití tohoto PLC společně s krokovým motorem tak narozdíl od běžných PLC nevyžaduje zapojit mezi PLC a motor desku budiče/řadiče motoru, který nejen že dodává svými výkonovými polovodičovými spínacími solid-state prvky dostatečný provozní el. proud, ale také současně řídí správnou časovou posloupnost spínání proudu vinutími motoru pro požadovaný směr a rychlost otáčení nebo počet kroků natočení. To zde je již přímo integrováno v miniPLC a ovládáno nahraným programem vytvořený v programovacím prostředí v PC. Tento "motorový výstup" je dimenzován pro zatížení proudem až 1,5 A.

Jako každé správné kompaktní PLC pak dále obsahuje i různé volně programově univerzálně využitelné vstupy, které lze využít pro připojení různých tlačítek, snímačů či potenciometrů atd. pro potřeby řízení a univerzální výstupy pro připojení různé opticko-akustické indikace nebo pro generování ovládacích signálů pro další nadřazené či podřízení zařízení a jednotky.

Čtyři vstupy zahrnují jak dva rychlé dvoustavové binární vstupy pro signály až do 1 kHz, tak dva 12bitové napěťové analogové vstupy 0-30VDC. Připojit lze tedy jako klasické snímače se spínaným výstupem jako jsou základní indukční, kapacitní či ultrazvukové snímače, ale i snímače s analogovým výstupem pro průběžné odměřování vzdáleností, teploty, tlaku, hloubky apod. nebo i sofistikovanějších měřících jednotek jako jsou vážní moduly. Mimo motorový výstup jsou pak ještě k dispozici i další 4 výkonové tranzistorové spínané výstupy pro zatížení proudy až do 1,5 A.

Pro datovou digitální komunikaci s jinými PLC, HMI či jiným jednotkami, včetně typu různých frekvenčních měničů či servo řadičů, je k dispozici plné CAN 2.0 A/B rozhraní a pro připojení na PC pro nahrání programu, vizualizace hodnot na obrazovce nebo ladění (emulaci) programu slouží sériové komunikace TTL-232/USB. Přesněji řečeno, na 3 pinech se nachází sériové komunikace s 5V úrovněmi (narozdíl 12V úrovní u klasické RS-232) a výrobce dodává speciální komunikační převodník TTL-232 na USB, který je již přímo určen pro zapojení do PC.

Zajímavé je pak i výrobcem udávané provozní teplotní rozsah -40 to +50°C, velmi široký rozsah napájecího napětí 7 - 32 V DC nebo díky hliníkovému pouzdra a v něm elektroniky zalité do pryskyřice vysoký stupeň krytí IP66.

Programování PLC Barth

K programování všech PLC Barth slouží PC software s názvem miCon-L, který je ke stažení na stránkách výrobce zcela zdarma a bez jakékoliv registrace apod. Způsob vytváření programu je celkem jednoduchý v podobě propojování funkčních bloků na ploše. Osobně mě to však více než programování PLC připomíná vytváření grafického zápisu programu pro výpočetní/simulační/měřící programy pro PC software Matlab či Labview.

V nabídce výpočetních bloků jsou všechny běžné logické i aritmetické funkce jako např. AND, OR, XOR, RS klopný obvod, součet, rozdíl, násobení, dělení, procenta atd., i běžné řídící funkce typu časovače, generátor hodinového signálu, čítače nahoru/dolů, PWM, časování délky pulsů atd. Pro zde uváděnou verzi STG-700 STEP jsou k dispozici i hotové funkce pro snadné ovládání krokového motoru.

miCon-L také slouží pro ovládání a zobrazení a vyhodnocení dat reálném čase při běhu PLC na PC (zadávání hodnot při běhu programu, zobrazení hodnot, grafy, ručkový přístroj atd.). V tomto směru by tak bylo možné PLC využít i jako I/O rozhraní (kartu) k PC se softwarem miCon-L.

Základní parametry STG-700 STEP:

Vstupy:
- 2x analogové vstupy 0-30 V dc, 12-bit ADC
- 2x dvoustavové digitální vstupy pro až 1 kHz
Výstupy:
- 4x výkonové spínané výstupy pro zatížení až 1.5 A
- 1x kompletní výkonové rozhraní pohon krokových motorů
Komunikační rozhraní:
- 1x CAN 2.0A/B interface
- 1x TTL-232/USB pro připojení k PC
Ostatní: indikační LED
Napájení: 7-32 V dc
Provozní teplota: -40 až +50°C
Rozměry: 58 x 64 x 34 mm
Krytí: IP66

Příklad řízení krokového motoru z PLC Barth

K dispozici na Youtube je pěkným seriál instruktážích videí, velmi názorně ukazující použití mikroPLC STG-570 CAN a miniPLC STG-700 STEP pro jednoduché přímé řízení krokového motoru bez dalšího budiče či řadiče krokového motoru. Řadič a současně budič krokového motoru zde realizuje právě STG-700 STEP, kterému po CAN sběrnici vysílá řídící informaci STG-570 CAN. Zde se využívá, že oba tyto PLC mají v základu v sobě integrované CAN 2.0 sběrnici. PLC STG-570 CAN pak má integrované analogové vstupy, které zde slouží pro vstup informace regulace rychlosti otáčení, zde realizovaný potenciometrem. Jak pohon jde zde konkrétně použitý bipolární krokový motor Sanyo Denki s krokem 1,8°, napájením 24 VDC a jmenovitým proudem 1A (tedy motor s jm. výkonem 24 VA).

Videa díly 1 až 5:

Závěr

MiniPLC Barth STG-700 STEP je velmi zajímavá jednotka pro realizaci malých kompaktních řídích jednotek pro automatizace budov, automobilové technologie, průmyslová automatizace nebo řízení procesů. V ČR je lze zakoupit i v kusovém množství v české verzi internetového obchodu RS-Components za zajimavou aktuální částku cca 3500,- Kč. To není rozhodně špatné i vzhledem k tomu, že programovací software je zdarma. Je při prvním nákupu je nutné si zvlášť pořídit i TTL-232/USB převodník (k abel pro STG-550/560/650/660 Mini PLC BARTH ) nebo jej získat jako součást nějakého Barth PLC startovacího kitu (např. Startovací sada logického modulu řada STA-650 CAN).