3 maneiras de controlar motores para movimentos precisos no posicionamento de transportadores

Arroz Érico | 15 de novembro de 2018

Os motores servem como componentes integrais de sistemas de controle de movimento para transportadores industriais. Normalmente, as aplicações de transportadores operam em velocidade constante ou variável, exigindo apenas controle de velocidade de um motor de acionamento principal. Transportadores de posicionamento, como aqueles usados ​​em controladores de peso automatizados, exigem um controle mais preciso. Nestas aplicações, o acionamento principal deve iniciar e parar o transportador de posicionamento com precisão moderada a alta.

Embora os motores CC e CA sejam popularmente usados ​​para manter o controle de velocidade em aplicações de transportadores de velocidade fixa ou constante, os motores de passo e servomotores oferecem recursos de posicionamento mais precisos para transportadores que exigem movimentos de precisão mais exatos. Os motores de passo costumam ser o motor preferido, enquanto os servomotores oferecem inúmeros benefícios para movimentos mais exigentes.

Os motores de passo normalmente operam em controle de malha aberta e oferecem as vantagens de simplicidade, excelente posicionamento e economia. Mas quando configurados com um mecanismo de feedback – como um codificador integrado de alta resolução – os motores de passo de malha fechada fornecem informações de velocidade e posição de volta ao inversor/controlador. O alto torque e a resposta dinâmica rápida dos sistemas de circuito fechado atendem às demandas de transportadores de posicionamento de alto desempenho.

Velocidade, torque, precisão e tamanho são parâmetros importantes a serem considerados ao escolher o motor certo para uma aplicação de transportador. Os fornecedores de motores podem fornecer o conhecimento e as ferramentas para ajudá-lo a selecionar o projeto certo para sua aplicação.

Depois de especificar o motor correto, a próxima etapa é escolher um método de controle de motor adequado. Aqui estão três dos métodos mais populares para controlar motores de passo e servomotores usados ​​no posicionamento de transportadores.

1. Controle de pulso

O controle digital de pulso, também conhecido como controle de passo e direção, é um método comum para controlar qualquer passo ou servo motor. O controle de pulso digital é uma boa opção se o CLP ou controlador primário da máquina contiver uma ou mais saídas de alta frequência, como 20 quilohertz (kHz) ou superior.

Uma frequência mínima de saída de pulso de 20 kHz é necessária para controle de passo e direção. Embora muitos usuários possam querer usar 100 kHz ou mais (muitos controladores oferecem frequências tão altas quanto 2 ou 3 megahertz ou MHz), essas saídas de alta frequência aumentam os custos do sistema. Use saídas de frequência mais baixas implementando um drive de passo ou motor de passo integrado com emulação Microstep. Este poderoso avanço na tecnologia de motores de passo permite uma operação suave em micropassos, mesmo quando os motores usam saídas de pulso de baixa frequência.

Figura 1: Este diagrama de controle de pulso mostra como o controlador primário emite sinais de PASSO e DIREÇÃO para o eixo do motor.

A configuração deste esquema de controle (ver Figura 1 acima) inclui conectar a saída de pulso do PLC à entrada de degrau do acionamento do motor ou motor integrado. Uma segunda saída sem pulso está ligada à entrada de direção. O número e a frequência dos pulsos transmitidos para a entrada escalonada determinam o comprimento do percurso e a velocidade do transportador, respectivamente. O sinal (alto ou baixo) na entrada de direção determina a direção de deslocamento – para frente ou para trás. Para uma partida e parada suave do transportador, o CLP/controlador deve aumentar e diminuir a frequência dos pulsos para criar acelerações e desacelerações suaves. Sem esta capacidade, o transportador irá sacudir ao iniciar e parar.

2. Controle de velocidade com entrada analógica

Usar uma variação de sinais de entrada/saída (E/S) discretos com uma ou duas entradas digitais mais uma entrada analógica é outro esquema popular para controlar motores de passo e servomotores com transportadores de posicionamento.

Nesta configuração, Run/Stop é a primeira entrada digital. Quando Run/Stop é definido, o motor atinge e funciona automaticamente na velocidade alvo. Quando a entrada Run/Stop é redefinida, o motor desacelera até parar. Como a aceleração e a desaceleração do motor são configuradas no software durante o comissionamento do eixo, o eixo as controla automaticamente. Uma segunda entrada digital pode controlar a direção (avanço/reverso).