Sterowanie ruchem to wszechstronna dziedzina o wielu zastosowaniach; synchronizacja należy do najcenniejszych z nich! Sama nazwa mówi wszystko: urządzenia sterowania ruchem uruchamiane w sposób „zsynchronizowany” i pracujące z tą samą prędkością. Na pierwszy rzut oka może wydawać się to proste, w rzeczywistości jest odwrotnie. Synchronizacji nie osiąga się po prostu przez podłączenie kilku siłowników do tego samego przełącznika, jak niektórzy sądzą. W idealnym świecie albo w bardzo prostym układzie mogłoby to zadziałać. Zwykle jednak skończy się to tym, że wiele siłowników liniowych będzie poruszać się z różnymi prędkościami. Winnych? Jest wielu. Nawet jeśli dwa siłowniki liniowe tego samego producenta i modelu są podłączone do tego samego zasilacza, można spodziewać się zauważalnej różnicy prędkości, jeśli poddawane są nierównym obciążeniom, zużywały się inaczej lub pracują w różnych temperaturach — to tylko kilka przykładów.
Ten artykuł zagłębia się w temat i wyjaśnia, dlaczego synchronizacja jest kluczowa w wielu zastosowaniach oraz jak ją osiągnąć.
Jak osiągnąć synchronizację?
Aby uzyskać zsynchronizowany ruch siłowników liniowych, konieczna jest forma sterowania ruchem. W układzie sterowania w pętli otwartej najpopularniejszą opcją synchronizacji jest sterownik prędkości. W takim ustawieniu prędkość każdego siłownika liniowego koryguje się na podstawie wcześniejszych obliczeń, doświadczenia projektowego i intuicji. Przykładowo, do siłownika napotykającego większy opór można wysłać silniejszy sygnał, aby skompensować jego większą bezwładność. Typowe zastosowania obejmują jednoczesne użycie wielu siłowników liniowych z Arduino. Jednak układy otwartej pętli są pozbawione sprzężenia zwrotnego i nie zapewniają dokładnych wyników, przez co nie nadają się do aplikacji wymagających precyzji.
Bardziej zaawansowaną formą zsynchronizowanego sterowania ruchem jest układ zamkniętej pętli, który wykorzystuje sprzężenie zwrotne z siłowników do określania indywidualnych potrzeb każdego urządzenia, wprowadzając korekty w czasie rzeczywistym. Taka synchronizacja jest wyjątkowo precyzyjna, praktycznie bezbłędna. Istnieje wiele zastosowań w przemyśle, środowisku domowym i DIY, w których synchronizacja siłowników liniowych jest kluczowym wymaganiem. Progressive Automations może pochwalić się szeroką gamą produktów zaprojektowanych specjalnie do aplikacji synchronizacji. Nasze siłowniki oferują najwyższej klasy opcje sprzężenia zwrotnego, a nasze sterowniki są zbudowane z myślą o niezrównanej wydajności.
Jak korzystać z synchronizacji?
Zsynchronizowany układ siłowników potrafi zdziałać cuda w Twoich projektach z siłownikami liniowymi. W rzeczywistości większość zastosowań wykorzystujących więcej niż jeden siłownik liniowy wymaga ruchu zsynchronizowanego; w przeciwnym razie układ działa wadliwie, co może prowadzić do uszkodzenia podzespołów lub samych siłowników.
Jeśli planujesz stosować techniki napędu oparte na synchronizacji, musisz wiedzieć, jakie masz możliwości. W przypadku synchronizacji w pętli otwartej, np. sterowania wieloma siłownikami za pomocą Arduino, musisz upewnić się, że sterownik prędkości, w tym przypadku Arduino, jest w stanie obsłużyć system. Powinno być dostępnych wystarczająco dużo pinów, aby obsłużyć liczbę używanych siłowników, a kod musi być bezbłędny.
Przy korzystaniu z zamkniętych układów sprzężenia zwrotnego najważniejszym czynnikiem jest rodzaj enkodera sprzężenia zwrotnego zintegrowanego z Twoimi siłownikami liniowymi. Pod tym względem na czele listy znajdują się sprzężenie zwrotne oparte na efekcie Halla oraz sprzężenie z potencjometru.
W siłownikach liniowych z efektem Halla enkoder sprzężenia zwrotnego zlicza liczbę obrotów, które wykonuje silnik napędowy siłownika podczas ruchu. Na tej podstawie sterownik łatwo oblicza dokładne położenie, a więc i prędkość tłoczyska siłownika. Enkodery wszystkich siłowników liniowych nieustannie przesyłają sprzężenie zwrotne do sterownika, który wykrywa, który siłownik zwalnia lub przyspiesza, po czym odpowiednio koryguje ich prędkości, aby zapewnić płynny, zsynchronizowany ruch.
Korzystając z siłowników z efektem Halla, konieczny jest również kompatybilny sterownik. Nie można używać dowolnego kontrolera; potrzebny jest taki, który został zaprojektowany do tego celu. Skrzynka sterująca musi także mieć odpowiednią liczbę kanałów, zgodną z liczbą używanych siłowników.
Sprzężenie zwrotne z potencjometru działa podobnie. W miarę wysuwania i wsuwania tłoczyska siłownika, elektryczny opór potencjometru zmienia się proporcjonalnie. Informacja ta trafia do sterownika, który wykonuje tę samą funkcję co powyżej, aby zsynchronizować siłowniki.
Nasze rozwiązania do synchronizacji
Siłowniki
Zaczynając od naszej gamy siłowników liniowych, oferujemy wydajne siłowniki z efektem Halla w wersjach 12 VDC/24 VDC, idealne do sterowania wieloma siłownikami. Przykładowo, nasz siłownik liniowy PA-04-HS ma wbudowany czujnik efektu Halla umożliwiający synchronizację. Klienci mogą także wybrać zasilanie 12 V lub 24 V.
Siłowniki z zasilaniem 12 VDC są znacznie bardziej powszechne, ponieważ większość zasilaczy ma specyfikację 12 V. Łatwiej je zintegrować z systemami napędowymi i oferują solidne parametry. Siłowniki 24 VDC wymagają specjalizowanego zasilacza, co często oznacza dodatkowe nakłady i sprzęt. Te wersje dostarczają jednak większą moc i moment obrotowy, mają niższy pobór prądu oraz pozwalają na zastosowanie cieńszego okablowania, co stanowi dobrą rekompensatę wskazanych powyżej wad. To, czy wybierzesz siłownik 12 V, czy urządzenie 24 V, zależy od specyfiki projektu Twojej aplikacji.
Rozwiązania sterowania
Do celów synchronizacji oferujemy wielokanałowe skrzynki sterujące zaprojektowane do obsługi siłowników ze sprzężeniem zwrotnym, takie jak nasze cenione PA-40 oraz seria skrzynek sterujących FLTCON. Zaprojektowane dla siłowników z efektem Halla, sterowniki te współpracują z siłownikami 12 VDC/24 VDC. PA-40 to w istocie wyspecjalizowane rozwiązanie synchronizacji dla układów z dwoma siłownikami z efektem Halla.
Schodząc głębiej w naszą ofertę, najpopularniejszymi produktami do synchronizacji ruchu są nasze kolumny podnoszące. Wykorzystuje się je w biurkach z regulacją wysokości i stołach regulowanych, gdzie synchronizacja ma kluczowe znaczenie ze względu na nierównomierny rozkład ciężaru, który może sprawić, że systemy bez synchronizacji zawiodą niemal natychmiast.
Przeglądaj rozwiązania sterowania
Podsumowanie
Jeśli Twoja aplikacja wymaga, aby dwa lub więcej siłowników pracowało z tą samą prędkością, synchronizacja to najlepszy sposób, by zapewnić rzeczywiście precyzyjny, zsynchronizowany ruch. Inne podejścia mogą skutkować różnymi prędkościami siłowników i uszkodzeniem aplikacji.
Więcej informacji o synchronizacji uzyskasz, kontaktując się z nami z konkretnymi pytaniami lub problemami projektowymi; nasz zespół obsługi klienta chętnie pomoże Ci zoptymalizować aplikację synchronizacji siłowników liniowych.