Sprzężenie zwrotne

Przykładów aplikacji sterowania ruchem w przemyśle można wymienić wiele. Niektóre z nich wymagają regulacji prędkości, momentu obrotowego i kierunku obrotu silników, na przykład pomp lub wentylatorów dla uzyskania zadanej wartości przepływu albo ciśnienia, inne natomiast precyzyjnego ustawienia pozycji lub podążania określoną ścieżką. W wielu takich zastosowaniach wykorzystuje się serwonapędy. W artykule przedstawiamy ich charakterystykę oraz przykładowe aplikacje.

Posłuchaj
00:00
Spis treści

Sprzężenie zwrotne

To, co wyróżnia serwonapędy, to praca w zamkniętej pętli sterowania ze sprzężeniem zwrotnym. W związku z tym wymagany jest element pomiarowy, który będzie mierzył wartość danej wielkości, porównywaną z wartością zadaną w celu obliczenia błędu i wyznaczenia na jej podstawie sygnału sterującego. Tym może być czujnik Halla, resolwer albo enkoder, przy czym najpopularniejsze są przetworniki ostatniego typu (patrz: ramka). Niezależnie jednak od tego, jaki rodzaj sensora jest wykorzystywany, serwowzmacniacz musi być z nim kompatybilny, żeby odebrać i przetworzyć jego sygnał, jeżeli odpowiada za to zamiast sterownika.

Serwonapędy są wykorzystywane, gdy wymagana jest regulacja położenia, prędkości albo momentu obrotowego – ten ostatni jest najczęściej kontrolowanym parametrem silnika albo różnych kombinacji tych trzech wielkości. Wymagana jest więc realizacja odpowiednich pętli sterowania, które pozwolą na ich monitorowanie oraz korygowanie.

Czym się różni resolwer od enkodera

Elementem pomiarowym w pętli sprzężenia zwrotnego w serwonapędach mogą być przetworniki ruchu różnego typu. Najpopularniejsze są przetworniki kąta obrotu. Te ostatnie to przeważnie: resolwery, enkodery inkrementalne albo enkodery absolutne. Resolwery to przetworniki indukcyjne, w których napięcie indukowane w uzwojeniach stojana jest proporcjonalne do kąta obrotu wirnika. Dostarczają sygnału analogowego, dlatego rozdzielczość pomiaru zależy w ich przypadku od rozdzielczości przetwornika analogowo-cyfrowego. Resolwery charakteryzuje większa wytrzymałość na trudne warunki otoczenia (wysokie temperatury, wibracje, zapylenie), lecz mniejsza dokładność pomiaru w porównaniu do enkoderów.

Enkodery to przetworniki optyczne, w których promienie świetlne przechodzą przez szczeliny w zamontowanej na obrotowym wale tarczy szklanej lub wykonanej z tworzywa sztucznego i padają na fotodetektor. Ten przetwarza impulsy świetlne na sygnał elektryczny.

W przypadku enkoderów inkrementalnych bezpośrednio jest śledzony jedynie ruch przyrostowy. Pozycja bezwzględna jest określana za pomocą dodatkowego fotoelementu, który odbiera impuls świetlny raz przy każdym obrocie. Jeżeli jednak zasilanie zostanie odłączone, wszystkie informacje są tracone. W enkoderach drugiego rodzaju szczeliny na tarczy są rozmieszczone w taki sposób, żeby wynik pomiaru miał postać słowa kodowego, zazwyczaj w kodzie Graya, odpowiadającego konkretnemu położeniu wału. Po wyłączeniu zasilania enkoder absolutny zachowuje informację o pozycji, nawet jeżeli w tym czasie uległa ona zmianie. Zatem po ponownym uruchomieniu urządzenia aktualne położenie wału zawsze może być poprawnie odczytane. Dzięki temu maszyny z napędami z enkoderami absolutnymi nie wymagają bazowania po włączeniu zasilania.

Enkodery absolutne dzieli się na: jedno- i wieloobrotowe, które mierzą oprócz kąta obrotu również liczbę obrotów. Popularne rozwiązanie pośrednie stanowią enkodery inkrementalne z bateryjnym podtrzymaniem wartości.

Spis treści
Powiązane treści
Sprzedaż systemów motion control wzrosła w 2021 roku o 21,6%
Optymalizacja napędu w 60 sekund
Przewód chainflex zwiększa niezawodność maszyn z napędami Fanuc
Rynek systemów motion control zbliży się do 19 mld dolarów
Technika sterowania MOVI-C firmy SEW-EURODRIVE
Inteligentne silniki dostosowane do potrzeb Internetu Rzeczy
Automatyzacja tokarek i frezarek CNC
Zobacz więcej w kategorii: Temat miesiąca
Artykuły
Transport szynowy - energoelektronika, automatyka, komunikacja
Artykuły
Nowoczesne wyposażenie produkcji
Roboty
Automatyzacja w przemyśle drzewnym, meblarskim i papierniczym
Roboty
Automatyzacja i robotyzacja sortowania, pakowania, paletyzacji
Przemysł 4.0
Sztuczna inteligencja i cyfrowy przemysł
Artykuły
Wod-kan, uzdatnianie wody i oczyszczanie ścieków
Zobacz więcej z tagiem: Silniki i napędy
Prezentacje firmowe
Nowa generacja CytroPac: kompaktowe, inteligentne i energooszczędne agregaty hydrauliczne
Technika
Rozruch silników elektrycznych - przegląd metod
Gospodarka
Rośnie zapotrzebowanie na materiały magnetycznie miękkie

VARTECH Industry System Cleaner od Texaco – niezawodny sposób w walce z osadami lakierowymi w układach przemysłowych

Powstawanie osadów lakierowych to jedno z kluczowych wyzwań utrzymania ruchu w turbinach, sprężarkach i systemach hydraulicznych. Zanieczyszczenia tego typu skutkują podwyższonymi temperaturami pracy, spadkiem efektywności energetycznej i ryzykiem awarii, które generują kosztowne przestoje. VARTECH Industrial System Cleaner marki Texaco został opracowany tak, aby usuwać osady w trakcie normalnej pracy urządzeń. W połączeniu z olejami Texaco i systematyczną diagnostyką olejową tworzy kompleksowy system ochrony – od czyszczenia instalacji po długookresową kontrolę procesów starzenia. Skuteczność rozwiązania potwierdzają wdrożenia w różnych gałęziach przemysłu.
Zapytania ofertowe
Unikalny branżowy system komunikacji B2B Znajdź produkty i usługi, których potrzebujesz Katalog ponad 7000 firm i 60 tys. produktów