Gli attuatori lineari elettrici e i PLC sono tra i principali componenti elettronici che svolgono un ruolo cruciale nel funzionamento di quasi ogni macchina, processo e attrezzatura che incontriamo. Nell’industria esiste un’ampia gamma di PLC e attuatori lineari elettrici tra cui scegliere. Per questo motivo, la compatibilità tra i dispositivi potrebbe non essere sempre immediata, soprattutto se i componenti provengono da produttori diversi. In questo articolo tratteremo gli aspetti importanti da considerare quando si integrano attuatori elettrici con PLC per una comunicazione bidirezionale unificata.
Scegliere gli attuatori elettrici
Ogni applicazione ha un proprio insieme di requisiti da considerare prima di scegliere un attuatore. Questi requisiti possono includere:
- Requisiti di forza
- Requisiti di velocità di spostamento
- Requisiti dimensionali
- Compatibilità ambientale
- Compatibilità del Feedback
- Requisiti sul livello di rumore
Poiché ci sono molti fattori da considerare nella scelta degli attuatori lineari elettrici, consigliamo di eseguire delle procedure di test per individuare la soluzione migliore sul lungo periodo. Abbiamo anche una Guida al test degli attuatori gratuita, scritta da ingegneri per ingegneri, per aiutarti a selezionare, testare e implementare il movimento lineare in qualsiasi applicazione.
Comunicazione unidirezionale con gli attuatori
Gli attuatori lineari e i sistemi di controllo privi di capacità di Feedback non sono adatti alla comunicazione bidirezionale; tuttavia possono essere utilizzati in applicazioni che richiedono solo comunicazione unidirezionale. Questo perché l’attuatore può ricevere alimentazione per muoversi dopo che un controllore invia comandi in uscita, ma non sarà in grado di inviare alcuna informazione di ritorno al controllore dopo aver cambiato posizione. Questo tipo di funzionamento può andare bene per applicazioni che non richiedono elevata accuratezza o precisione di posizione.
Le nostre centraline preassemblate sono progettate principalmente per la comunicazione unidirezionale con i nostri attuatori lineari elettrici. Questo perché sono pensate per applicazioni in cui un utente monitora i movimenti dell’attuatore mentre utilizza un telecomando manuale. Se desideri saperne di più sulle nostre centraline FLTCON e sul loro protocollo di comunicazione, contattaci direttamente.
Comunicazione bidirezionale con gli attuatori
La comunicazione bidirezionale richiede la capacità di inviare e ricevere segnali tra l’attuatore lineare elettrico e il suo PLC (programmable logic controller). Il Feedback di posizione proveniente da un attuatore lineare elettrico è essenziale per la comunicazione bidirezionale, poiché consente al controllore di leggere la posizione e utilizzare queste informazioni per eseguire il successivo set di comandi. Nei casi d’uso più sofisticati, il Feedback può essere impiegato non solo per ottenere Velocità e posizione precise, ma anche la risposta dinamica desiderata, la sincronizzazione e la stabilità.
Offriamo due principali tipi di Feedback di posizione adatti alla comunicazione bidirezionale:
Ciascun tipo di Feedback di posizione presenta vantaggi e svantaggi da considerare. Un attuatore lineare elettrico standard off‑the‑shelf potrebbe non includere sempre il tipo di Feedback di posizione desiderato; tuttavia, questo non ci impedisce la produzione personalizzata in base alle tue esigenze. Contattaci se vuoi saperne di più.
Pilotare gli attuatori elettrici
La maggior parte dei nostri attuatori lineari disponibili a magazzino richiede 12 VDC per il funzionamento dei motori DC a spazzole; tuttavia, abbiamo alcuni modelli che utilizzano motori a 24 VDC. Scegli i moduli di alimentazione PLC per 12V o 24V in base alla tensione di funzionamento degli attuatori scelti. È anche importante assicurarsi che i moduli di alimentazione abbiano la corretta corrente nominale rispetto al numero di attuatori utilizzati.
Dopo aver predisposto l’alimentazione elettrica, il tuo sistema PLC avrà bisogno di un ponte H per invertire fisicamente il percorso della corrente e cambiare la direzione di spostamento dell’attuatore. I moduli ponte H a doppio relè, i circuiti esterni ponte H a doppio relè o le breakout board ponte H sono opzioni valide da considerare. Una volta scelto il ponte H più adatto ai tuoi specifici PLC, assicurati di avere un ponte H per ogni attuatore controllato e verifica che la capacità di corrente di ciascun ponte H rientri nei requisiti del modello di attuatore scelto.
Protezione e sicurezza elettrica
È sempre fondamentale considerare la sicurezza e la protezione necessarie per il tuo sistema elettrico. Integrare un fusibile in serie nel circuito del Motore è un modo semplice ma efficace per proteggere i componenti elettronici dai cortocircuiti. A causa della corrente di spunto del Motore DC del nostro attuatore, consigliamo di scegliere un fusibile di avviamento motore o un fusibile ritardato. Scegli un fusibile con adeguata corrente nominale, determinabile individuando l’assorbimento di corrente massimo della tua applicazione e usando la formula seguente:
Corrente nominale del fusibile = Corrente effettiva/0.75
Acquisire il Feedback di posizione
I moduli di alimentazione menzionati in precedenza consentono ai PLC di fornire una sorgente di alimentazione costante per altre elettroniche, come sensori ad effetto Hall e potenziometri per il Feedback. I nostri sensori Hall sono classificati fino a 24V; tuttavia, consigliamo un modulo a 5V o convertitori DC-DC step‑down se è richiesta la compatibilità a 5V per il nostro Feedback con potenziometro. I sensori Hall di produttori diversi possono richiedere anch’essi 5V per funzionare correttamente. Fornire una tensione di ingresso inferiore ai dispositivi di Feedback di posizione aiuta a ridurre il rischio di sovraccarico elettrico dovuto a tensione eccessiva. I convertitori DC-DC step‑down utilizzeranno la stessa alimentazione degli attuatori come sorgente.
Sensori ad effetto Hall
Un sensore ad effetto Hall è un componente elettronico che genera una tensione in base all’intensità del campo magnetico che lo attraversa. Quando questo sensore è abbinato a una circuiteria di rilevamento della soglia di tensione, può essere prodotto un segnale a due stati. Nei nostri attuatori, il sensore ad effetto Hall è progettato per generare un segnale a due canali con forme d’onda quantificate in due stati binari: on o off. Questi due segnali salgono e scendono mentre il Motore elettrico ruota, con una differenza di fase di 90° tra loro. La frequenza di questi impulsi, in relazione al cambiamento di posizione dell’attuatore, dipende dalla loro risoluzione complessiva e varia tra i nostri diversi attuatori. Integrare un modulo lettore di encoder Hall consentirà la comunicazione bidirezionale tra PLC e attuatori con sensore ad effetto Hall, simili al PA-04-HS.
Feedback con potenziometro
I potenziometri all’interno dei nostri attuatori con Feedback di posizione funzionano come partitori di tensione con una grande resistenza per fornire l’informazione diretta della posizione angolare dell’albero del Motore. Di conseguenza, il potenziometro può mantenere l’informazione di posizione anche se il sistema perde alimentazione. Il valore reale di resistenza dei nostri potenziometri può variare nell’intervallo 0–10 kΩ a seconda del modello di attuatore e della lunghezza di Corsa. Integrare un modulo di ingresso analogico consentirà la comunicazione bidirezionale tra PLC e attuatori con Feedback a potenziometro, simili al PA-14P. Le letture del segnale di tensione del potenziometro possono variare da 0 a 5V; è possibile integrare anche Signal Conditioning Amplifiers (SCA) se il tuo sistema richiede un’amplificazione del segnale.
In sintesi
La versatilità degli attuatori lineari elettrici, unita alla robustezza dei PLC, consente soluzioni di automazione affidabili in un’ampia gamma di applicazioni. Scegliendo l’attrezzatura e i componenti giusti, i nostri attuatori lineari elettrici possono essere integrati con i PLC per una comunicazione bidirezionale unificata.
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