Integrando atuadores elétricos com CLPs (PLCs) para comunicação bidirecional unificada

Atuadores lineares elétricos e PLCs estão entre os principais equipamentos eletrônicos que desempenham um papel crucial no funcionamento de praticamente todas as máquinas, processos e equipamentos que encontramos. Na indústria, há uma ampla variedade de PLCs e atuadores lineares elétricos diferentes para escolher. Por isso, a compatibilidade entre cada dispositivo nem sempre é simples, especialmente quando os componentes são de fabricantes diferentes. Vamos abordar os aspectos importantes a considerar ao integrar atuadores elétricos a PLCs para uma comunicação bidirecional unificada.

Escolhendo os atuadores elétricos

 

Cada aplicação tem seu próprio conjunto de requisitos que devem ser considerados antes de escolher um atuador. Esses requisitos podem incluir:

• Requisitos de força
• Requisitos de velocidade de deslocamento
• Requisitos dimensionais
• Compatibilidade ambiental
• Compatibilidade de Feedback
• Requisitos de nível de som/ruído

Como há muitos fatores diferentes a considerar ao escolher atuadores lineares elétricos, recomendamos realizar seus próprios procedimentos de teste para garantir que você encontre a melhor solução de longo prazo. Também temos um Guia de Testes de Atuadores gratuito, escrito por engenheiros para engenheiros, para ajudar você a selecionar, testar e implementar movimento linear em qualquer aplicação.

 

Comunicação unidirecional com atuadores

 

Atuadores lineares e sistemas de controle sem recursos de Feedback não são adequados para comunicação bidirecional; no entanto, podem funcionar para aplicações que exigem apenas comunicação unidirecional. Isso ocorre porque o atuador pode receber energia para se mover após o controlador enviar comandos de saída; porém, o atuador não conseguirá enviar nenhuma informação de volta ao controlador depois de mudar de posição. Esse modo de operação pode ser adequado para aplicações que não exigem alta exatidão ou precisão posicional.

Nossas caixas de controle pré-montadas são projetadas principalmente para comunicação unidirecional com nossos atuadores lineares elétricos. Isso porque foram pensadas para aplicações em que um usuário monitora os movimentos do atuador enquanto opera seu controle remoto portátil. Se você tiver interesse em saber mais sobre nossas caixas de controle FLTCON e seu protocolo de comunicação, entre em contato diretamente conosco.

 

Comunicação bidirecional com atuadores

 

A comunicação bidirecional exige a capacidade de enviar e receber sinais entre o atuador linear elétrico e seu PLC (controlador lógico programável). O Feedback posicional de um atuador linear elétrico é essencial para a comunicação bidirecional, pois permitirá que o controlador leia a posição e use essa informação para executar o próximo conjunto de comandos. Em casos de uso mais sofisticados, o Feedback pode ser usado não apenas para alcançar velocidade e posição precisas, mas também a resposta dinâmica, sincronização e estabilidade desejadas.

Oferecemos dois principais tipos de Feedback posicional que são práticos para comunicação bidirecional:

• Feedback de sensor de efeito Hall
• Feedback de potenciômetro

Cada tipo de Feedback posicional tem seus próprios benefícios e desvantagens que precisam ser considerados. Um atuador linear elétrico padrão, de prateleira, pode nem sempre vir com o tipo de Feedback posicional desejado; no entanto, isso não nos limita em fabricar sob medida para suas necessidades. Fale conosco se quiser saber mais.

 

Acionando os atuadores elétricos

 

A maioria dos nossos atuadores lineares em estoque requer 12 Vcc para operar seus motores de CC com escovas; no entanto, temos alguns modelos que utilizam motores de 24 Vcc. Escolha módulos de fonte de alimentação do PLC para 12 V ou 24 V com base na tensão de operação dos atuadores escolhidos. Também é importante garantir que os módulos de fonte de alimentação tenham a classificação de corrente apropriada para a quantidade de atuadores em uso.

Após obter a alimentação elétrica, seu sistema PLC precisará de uma ponte H para desviar fisicamente o caminho da corrente e mudar os sentidos de deslocamento de um atuador. Os módulos de ponte H de relé duplo, os circuitos externos de ponte H de relé duplo ou as placas breakout de ponte H são opções adequadas a considerar. Depois de escolher a ponte H que funciona melhor para seus PLCs específicos, certifique-se de que haja uma ponte H por atuador controlado e verifique se a capacidade de corrente de cada ponte H está dentro dos requisitos do modelo de atuador escolhido.

Proteção e segurança elétrica

 

É sempre crucial considerar a segurança e a proteção de que você precisará para o seu sistema elétrico. Integrar um fusível em série ao circuito do motor é uma maneira simples, porém útil, de proteger seus componentes eletrônicos contra curtos-circuitos. Devido à corrente de partida do motor de CC do nosso atuador, recomendamos escolher um fusível de partida de motor ou um fusível com retardo de tempo. Escolha um fusível com as classificações de corrente adequadas, que podem ser determinadas descobrindo a corrente máxima consumida pela sua aplicação e usando a equação abaixo:

Classificação de corrente do fusível = corrente real/0,75

 

Obtendo Feedback posicional

 

Os módulos de fonte de alimentação mencionados anteriormente também permitem que os PLCs forneçam uma fonte constante de energia para outros eletrônicos, como sensores de efeito Hall e potenciômetros para Feedback. Nossos sensores Hall são classificados para até 24 V; no entanto, recomendamos obter um módulo de 5 V ou conversores DC-DC step-down se for necessária compatibilidade de 5 V para o Feedback do nosso potenciômetro. Sensores Hall de diferentes fabricantes também podem exigir 5 V para operar corretamente. Fornecer uma tensão de entrada mais baixa a dispositivos de Feedback posicional ajuda a reduzir o risco de sobrecarga elétrica devido a tensão excessiva. Os conversores DC-DC step-down usarão a mesma fonte de alimentação dos atuadores como sua fonte.

 

Sensores de efeito Hall

 

Um sensor de efeito Hall é um componente eletrônico que gera uma tensão com base na intensidade do campo magnético que flui através dele. Quando esse sensor é combinado com um circuito de detecção de limiar de tensão, pode-se produzir um sinal com dois estados. Em nossos atuadores, o sensor de efeito Hall é projetado para produzir um sinal de dois canais, com formas de onda quantificadas em um de dois estados binários: ligado ou desligado. Esses dois sinais sobem e descem à medida que o motor elétrico gira, com uma diferença de fase de 90° entre eles. A frequência desses pulsos, em relação à mudança de posição no atuador, depende da resolução geral e difere entre nossos diferentes atuadores. Integrar um módulo leitor de encoder Hall permitirá a comunicação bidirecional entre PLCs e atuadores com sensor de efeito Hall, como o PA-04-HS.

 

 

Feedback de potenciômetro

 

Os potenciômetros dentro dos nossos atuadores com Feedback posicional funcionam como divisores de tensão com um grande resistor para fornecer informação direta da posição angular do eixo do motor. Como resultado, o potenciômetro pode reter sua informação posicional mesmo que o sistema perca energia elétrica. O valor de resistência real de cada um dos nossos potenciômetros pode variar dentro da faixa de 0–10 kΩ, dependendo do modelo do atuador e do comprimento do Recorrido. Integrar um módulo de entrada analógica permitirá a comunicação bidirecional entre PLCs e atuadores com Feedback de potenciômetro, como o PA-14P. As leituras do sinal de tensão do potenciômetro podem variar de 0 a 5 V; no entanto, Amplificadores de Condicionamento de Sinal (SCA) também podem ser integrados se o seu sistema exigir amplificação de sinal.

 

Em resumo

A versatilidade dos atuadores lineares elétricos, combinada com a robustez dos PLCs, permite soluções de automação confiáveis em uma ampla gama de aplicações. Ao escolher os equipamentos e suprimentos certos, nossos atuadores lineares elétricos podem ser integrados a PLCs para uma comunicação bidirecional unificada.

Como um dos principais fornecedores de atuadores lineares elétricos e produtos de controle de movimento, a Progressive Automations oferece flexibilidade, qualidade, suporte e experiência de campo líderes do setor para atender a todas as suas necessidades. Se você tiver qualquer outra dúvida sobre o que podemos oferecer, não hesite em entrar em contato conosco! Somos especialistas no que fazemos e queremos garantir que você encontre as melhores soluções para sua aplicação.

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