کنترل موتور

موتورهای الکتریک کاربرد بسیار گسترده ای در صنایع مختلف دارند. رفتار ویژه موتورها در لحظه شروع به کار سبب تولید تجهیزات ویژه ای برای راه اندازی موتورهای الکتریکی شده است. با استفاده از سافت استارتر زیمنس و سایر برندها می توانید راه اندازی و توقف نرم موتور را تجربه کنید. همچنین در صورتی که علاوه بر راه اندازی، کنترل عملکرد موتور نیز برای شما مهم است، می توانید از درایو استفاده کنید.

در این مقاله به بررسی کنترل موتور با لوگو 8 زیمنس خواهیم پرداخت. شاید در ظاهر عنوان این مقاله قدری عجیب باشد. برای کنترل موتور از درایو استفاده می شود و نه از پی ال سی! این گزاره همیشه درست است. اما آیا تاکنون فکر کرده اید که درایو بر چه اساسی عملکرد موتور را تنظیم می کند؟ با من همراه باشید تا به این سوالات پاسخ دهیم.

تشریح مساله

در پروژه های مختلفی نیاز به کنترل عملکرد موتور داریم. می دانیم تنها تجهیزی که امکان کنترل عملکرد موتور را فراهم می کند درایو است. درایو به دو روش می تواند عملکرد موتور را کنترل کند. روش اول کنترل موتور مستقل از وضعیت خروجی و بدون توجه به اتفاقات پیرامونی است. اما در روش دوم عملکرد موتور براساس وضعیت خروجی و شرایط محیطی تنظیم می شود. کنترل موتور با لوگو 8 زیمنس براساس وضعیت فعلی و شرایط مطلوب انجام می شود.

از سوی دیگر در برخی از کاربردها تنها نیاز به خاموش و روشن کردن موتور داریم. در چنین کاربردهایی چنانچه راه اندازی موتوری با توان پایین (کمتر از 7 کیلووات) مورد نیاز باشد، می توانید از روش راه اندازی مستقیم موتور الکتریکی استفاده کنید. در این روش تنها با استفاده از یک کنتاکتور (و البته تجهیزات حفاظتی) می توان موتور را راه اندازی کرد. در صورت نیاز به خاموش و روشن کردن یک موتور توان بالا، می توان از درایو و سافت استارتر استفاده کرد. لازم به ذکر است در چنین کاربردهایی سافت استارتر انتخاب اقتصادی تری است.

روشن و خاموش کردن موتور با لوگو 8

فرض کنید در کاربردی نیاز به روشن و خاموش کردن موتور داریم. جهت هماهنگی فرآیندهای مختلف سیستم، کنترل عملکرد موتور نیز از طریق پی ال سی انجام می شود. در این مثال پی ال سی لوگو 8 زیمنس به عنوان مغز متفکر سیستم در نظر گرفته شده است. با توجه به توضیحات ارائه شده در بخش تشریح مساله، بسته به توان موتور اینکار به دو روش قابل انجام است.

کنترل موتور با لوگو 8

موتور توان پایین

در این کاربردها موتور به روش مستقیم یا D.O.L راه اندازی می شود. این ساده ترین و کم هزینه ترین روش راه اندازی موتور است و باید توجه داشت تنها در توان های پایین قابل استفاده است. مدار ساده کنترلی این موتور شامل تجهیزات زیر است:

  • کلید مینیاتوری (و شاید فیوز)
  • کنتاکتور
  • شاسی های خاموش و روشن
  • مدار تغذیه بوبین

کلید میناتوری جهت حفاظت از موتور مورد استفاده قرار می گیرد. در برخی کاربردها ممکن است از کلید حرارتی نیز در کنار میناتوری استفاده شود. در چنین کاربردهایی کنترل موتور با لوگو 8 از طریق بوبین کنتاکتور انجام می شود. برای این کاربرد می توان از پردازنده لوگو 8 سری 230RCE استفاده کرد. این پردازنده ولتاژ 230 ولت برق شهر را در خروجی های رله ای می تواند به بوبین کنتاکتور اعمال کند.

یکی از مثال های کاربردی این روش را در مقاله “کنترل پمپ با لوگو 8”  بررسی کرده ایم.

موتور توان بالا

چنانچه نیاز به تنها خاموش و روشن کردن موتورهای توان بالا داشته باشیم، باز هم لوگو 8 زیمنس راهکاری ویژه به شمار می رود. در این کاربردها می توان از سافت استارتر برای رفع چالش های راه اندازی و توقف موتور استفاده کرد. ارتباط پی ال سی با سافت استارتر از طریق پروتکل های ارتباطی برقرار می شود. پی ال سی های مختلف از پروتکل های ارتباطی متفاوتی پشتیبانی می کنند. این واقعیت در مورد سافت استارترها نیز صادق است.

بنابراین چنانچه قصد کنترل موتور با لوگو 8 از طریق سافت استارتر را داشته باشید، لازم است پروتکل های پی ال سی و سافت استارتر قابل تطبیق باشند. به بیان دیگر لازم است سافت استارتر و پی ال سی بتوانند با هم ارتباط برقرار کنند.

کنترل دقیق عملکرد موتور

اگر نیاز به کنترل دقیق عملکرد موتور داشته باشید، تنها یک راهکار وجود دارد. درایو تنها دستگاهی است که قابلیت کنترل عملکرد موتور را دارد. درایوها قادرند فرکانس، ولتاژ و جریان موتور را کنترل کنند. درایوها ولتاژ شبکه را یکسو کرده و یک سیگنال DC تولید می کنند. در مرحله بعد با کلیدزنی ترانزیستورهای قدرت، یک سیگنال AC جهت اتصال به موتور تولید می شود.

تغذیه موتور توسط درایو و با اتصال خروجی درایو به ورودی موتور انجام می شود. درایو قادر است روی تمام مشخصات ولتاژ اعمال شده به موتور کنترل داشته باشد. بنابراین عملکرد موتور با دقت بالا تحت کنترل درایو است.

جزئیات بیشتر در مورد این تجهیزات را در مقاله “درایو چیست و چه کاربردهایی دارد” ببینید.

کنترل موتور با پی ال سی

اگر قصد کنترل دقیق عملکرد موتور با درایو را دارید، می توانید از پی ال سی برای تولید سیگنال های کنترلی استفاده کنید. بسته به نوع درایو، توان موتور، پروتکل های قابل پشتیبانی توسط پی ال سی و درایو و همچنین نیازهای کنترلی پروژه، گزینه های مختلفی را می توانید انتخاب کنید. به عنوان مثال درایو v20 زیمنس رنج توان 012 تا 30 کیلووات را پوشش می دهد و از پروتکل های ارتباطی USS و MODBUS پشتیبانی می کند.

این درایو را می توانید به صورت مستقیم به پی ال سی S7 – 1200 متصل کنید. درایو V20 و  پی ال سی 1200 هر دو از پروتکل مدباس پشتیبانی می کنند. بنابراین می توان تحت پروتکل مدباس آن ها را به هم متصل کرد. در مقاله راهنمای اتصال درایو V20 به پی ال سی می توانید جزئیات بیشتری در این باره را ببینید.

کنترل موتور با لوگو 8

اگر قصد کنترل عملکرد درایو با لوگو 8 را داشته باشید، احتمالا پروتکل های ارتباطی به کار شما نمی آیند! حداقل در بین درایوهای زیمنس نمی توان گزینه ای را پیدا کرد که از طریق پروتکل ارتباطی به لوگو 8 متصل شود. برای اتصال لوگو 8 به درایو یا به عبارتی کنترل موتور با لوگو 8 دو راهکار مختلف وجود دارد.

روش اول استفاده از ماژول های ارتباطی لوگو 8 است. برای اینکار یک ماژول به لوگو 8 اضافه می شود که قابلیت ارتباط با پروتکل مدباس را برای پی ال سی فراهم می کند. در روش دوم با استفاده از ورودی های آنالوگ و دیجیتال تعبیه شده بر روی درایو، موتور توسط پی ال سی کنترل می شود. برای اینکار از خروجی های دیجیتال یا آنالوگ پی ال سی می توان استفاده کرد.

به عنوان مثال ماکروی Cn002 درایو v20 به منظور استفاده از ورودی های دیجیتال به عنوان مرجع کنترل موتور طراحی شده است. می توان با فعال سازی این ماکرو و اتصال خروجی های دیجیتال لوگو 8 به ورودی درایو v20 کنترل موتور با لوگو 8 زیمنس را پیاده سازی کرد.