Cómo conectar un servomotor 86HB250-156B 127.5 KG/CM NEMA 86 al driver HB860H Usando un PLC FX3U.

Definición de los tres componentes principales:

Ladder es una escalera en inglés. El nombre por lo tanto recuerda que este lenguaje de programación se programa mediante símbolos gráficos y en diferentes segmentos. Como en las escaleras, en cada segmento (o escalón), programamos las diferentes sentencias de la lógica

El PLC (Control Lógico Programable) es una computadora industrial que usa la ingeniería para la automatización de procesos y tiene como finalidad, que las máquinas se desarrollen efectivamente.

El Servomotor

un servomecanismo de bucle cerrado que utiliza la retroalimentación de posición para controlar su velocidad de rotación y posición

La retroalimentación es gracias a un codificador, o encoder, es un sensor generalmente óptico o magnético el cual detecta el movimiento de rotación y además el el sentido de giro  proporciona retroalimentación de velocidad y posición.

El controlador del servo es un dispositivo que envía señales eléctricas de manera organizada al motor paso a paso permitiendo que este último actúe de acuerdo a estas en desplazamiento angular teniendo en cuenta las señales enviadas por el encoder en retroalimentación cerrada. 

CIRCUITO  GENERAL

Figura 1. Diagrama de conexiones.

Figura.1.1. Distribución de cables encoder y motor.

En la mayoría de driver suelen cambiar uno o dos colores lo recomendable es mirar sobre la etiqueta del motor allí se expresan los colores y nombres d cada cable de manera correcta.

Figura 1.2. Tabla de resolución pasos del driver.

En esta tabla se muestra la configuración de pasos que exporta el driver al servomotor, para ello se usa un dipswitch  a un costado del driver, siguiendo la tabla podrás configurar la resolucion de pasos más adecuada

PROGRAMA EN LADDER

Figura 2. Programa Ladder memoria pulsador.

Como se observa en la figura.2, es el programa necesario para encender y apagar todo el sistema con un solo pulsador conectado a la entrada (X2) y cuya salida virtual es (M5).

Figura 3. Programa Ladder accionamiento de motor con pulsadores.

En la figura 3 se muestran 3 instrucciones para enviar pulsos y pasos al servomotor como también la rotación de este, en la primera línea tenemos a M5 del cual depende todo el sistema, es decir; si M5 se enciende o  apaga todo después de este se activará o desactivara indefinidamente, después tenemos  definida una entrada X0 que al recibir un pulso acciona el driver que a la vez acciona  el servomotor, el cual debe quedar activo hasta que se registre una pulsación en (X1). Para lograr esto se usa la instrucción SET que  al recibir un 1 lógico lo mantendrá hasta que se envíe la instrucción reset, dicha pulsación la guardamos en M1 que al activarse, activará la segunda linea de codigo en la cual moveremos un valor constante a una variable (D3); para ello usamos la instrucción MOV, que moverá el valor en K, Hacia una variable D3, el valor en K son los pasos del motor, si se cambia por otro número podrás ver cómo aumenta o disminuye la velocidad del motor.

ya teniendo el valor de K en D3 solo queda usar la instrucción PLSV, la cual generara los pulsos y la dirección para el driver, dentro de dicha función se ha establecido como entrada D3 y como salidas Y0 y Y1, en   Y0 saldrán los  pulsos y en Y1 la dirección.

Por último si se detecta una pulsación en X1 la instrucción RESET pondrá en 0 a M1.

 Para invertir la dirección solo hace falta copiar la 3 líneas de ladder anteriormente descritas, cambiando la entrada X0 a (X1) y a K se le da el mismo número pero negativo, así cambiaremos el sentido rotación al pulsar sobre X1; finalmente pondremos la instrucción de reset hacia X0 para que se apaguen las líneas en ladder desde M2 si se detecta un pulso sobre X0. ahora al pulsar sobre X1 se encenderán las líneas en ladder que harán girar el servomotor en sentido opuesto, de no hacer uso de la instrucción reset cruzada,  entrarían en conflicto ambas  instrucciones de giro ya que quedarían activas al mismo tiempo.

Figura 4. Última línea; encendido de piloto.

Básicamente esta última línea se usa para energizar un indicador luminoso en la salida Y2 usando como entrada M5 que es el encendido de todo el sistema al pulsar X2 

OBSERVACIONES 

CUADRATURA DEL CODIFICADOR

Figura 5. Cuadratura en desfase.

Figura 5.1. Cuadratura en desfase sobrepuesta.

Figura 6. SW6 selección modo servo o modo motor paso a paso.

En la figura 6 se observa el interruptor: al estar en  ON se activa el encoder para que el driver funcione como servomotor, mientras que si lo dejamos en OFF el driver solo accionará el motor paso a paso sin tener en cuenta la posición del encoder

LECTURA ENCODER DESDE PLC

La lectura del encoder se hace en modo práctico para controlar la posición sin embargo en la práctica es algo transparente para el usuario ya que el driver-servo lo hace de manera automática y lo que realmente se aprecia es el movimiento  del motor llegando a las mismas posiciones sin perder pasos como es el caso de las CNC. Para modo práctico vamos a ver la información del encoder en un contador desde el plc en el software con la instrucción (C K)  C255 K1000.

NOTA:Previamente debemos sacar la señal del encoder y llevarlas a las entradas del plc segun la figura 7.

Figura 7. Tabla configuracion lectura de encoder.

Figura 8.Programa en ladder lectura de encoder.

Como se observa en la figura 8 se ha usado la instrucción C255 (figura 7) para leer encoder desde X3, X4.

GIF.1. lectura de encoder.

Al girar el motor veremos como se lee el encoder gif 1.

De esta manera hemos concluido con  la conexión de un PLC FX3U 14MT a un driver HB860H  y servo motor.

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