Bazı otomasyon ekipmanlarının temel parçası olan hareket kontrol sisteminin güvenilirliği ve kararlılığı, ekipmanın performansını doğrudan etkiler ve güvenilirliğini ve kararlılığını etkileyen ana faktörlerden biri de parazit önleme problemidir. Bu nedenle, parazit önleme problemini etkili bir şekilde çözmek, hareket kontrol sistemi tasarımında göz ardı edilemeyecek bir sorundur.
1. Girişim fenomeni
Uygulamada sıklıkla aşağıdaki ana girişim olaylarına rastlanmaktadır:
1. Kontrol sistemi komut vermediğinde motor düzensiz döner.
2. Servo motor hareket etmeyi durdurduğunda ve hareket kontrol ünitesi motorun konumunu okuduğunda, motorun ucundaki fotoelektrik kodlayıcıdan geri beslenen değer rastgele sıçramalar gösterir.
3. Servo motor çalışırken, enkoderden okunan değer verilen komutun değeriyle eşleşmiyor ve hata değeri rastgele ve düzensiz oluyor.
4. Servo motor çalışırken, okunan enkoder değeri ile verilen komut değeri arasındaki fark sabit bir değerdir veya periyodik olarak değişir.
5. AC servo sistemiyle aynı güç kaynağını paylaşan ekipman (örneğin ekran vb.) düzgün çalışmıyor.
2. Girişim kaynağı analizi
Hareket kontrol sistemine girişi engelleyen iki ana kanal türü vardır:
1. Sinyal iletim kanalı paraziti: Parazit, sisteme bağlı sinyal giriş ve çıkış kanalları aracılığıyla sisteme girer;
2. Güç kaynağı sisteminde parazitlenme.
Sinyal iletim kanalı, kontrol sisteminin veya sürücünün geri bildirim sinyallerini alması ve kontrol sinyallerini göndermesi için kullanılan yoldur; çünkü darbe dalgası iletim hattında gecikmeye ve bozulmaya uğrar, zayıflama ve kanal girişimine maruz kalır; iletim sürecinde uzun süreli girişim en önemli faktördür.
Herhangi bir güç kaynağında ve iletim hatlarında iç dirençler bulunur. Güç kaynağının gürültü girişimine neden olan da bu iç dirençlerdir. İç direnç olmasaydı, güç kaynağı kısa devresinde ne tür bir gürültü emilirse emilsin, hatta hiçbir girişim voltajı oluşmazdı. AC servo sistem sürücüsü de kendi başına güçlü bir girişim kaynağıdır ve güç kaynağı aracılığıyla diğer ekipmanlara müdahale edebilir.
Hareket Kontrol Sistemi
Üçüncüsü, müdahaleyi önleyici önlemler
1. Güç kaynağı sisteminin parazit önleyici tasarımı
(1) Güç kaynağını gruplar halinde uygulayın; örneğin, cihazlar arasındaki paraziti önlemek için motorun tahrik gücünü kontrol gücünden ayırın.
(2) Gürültü filtrelerinin kullanımı, AC servo sürücülerinin diğer ekipmanlara olan girişimini de etkili bir şekilde bastırabilir. Bu önlem, yukarıda belirtilen girişim olaylarını etkili bir şekilde bastırabilir.
(3) İzolasyon transformatörü benimsenmiştir. Yüksek frekanslı gürültünün transformatörden esas olarak birincil ve ikincil bobinlerin karşılıklı endüktans kuplajı yoluyla değil, birincil ve ikincil parazitik kapasitansların kuplajı yoluyla geçtiği göz önüne alındığında, izolasyon transformatörünün birincil ve ikincil tarafları, dağıtılmış kapasitanslarını azaltmak ve ortak mod girişimine karşı direnci artırmak için koruyucu katmanlarla izole edilmiştir.
2. Sinyal iletim kanalının parazit önleyici tasarımı
(1) Fotoelektrik bağlantı izolasyon önlemleri
Uzun mesafeli iletim sürecinde, fotokuplörlerin kullanımı, kontrol sistemi ile giriş kanalı, çıkış kanalı ve servo sürücünün giriş ve çıkış kanalları arasındaki bağlantıyı kesebilir. Devrede fotoelektrik izolasyon kullanılmazsa, dışarıdan gelen ani girişim sinyali sisteme veya doğrudan servo sürücü cihazına girerek ilk girişim olayına neden olur.
Fotoelektrik kuplajın başlıca avantajı, ani yükselmeleri ve çeşitli gürültü girişimlerini etkili bir şekilde bastırabilmesidir.
Bu nedenle, sinyal iletim sürecinde sinyal-gürültü oranı büyük ölçüde iyileştirilir. Bunun temel nedeni şudur: Girişim gürültüsünün voltaj genliği büyük olsa da, enerjisi küçüktür ve yalnızca zayıf bir akım oluşturabilir. Fotokuplörün giriş kısmındaki ışık yayan diyot akım altında çalışır ve genel iletim akımı 10-15mA'dir, bu nedenle yüksek genlikli bir girişim olsa bile, yeterli akım sağlayamadığı için bastırılır.
(2) Bükümlü çift korumalı tel ve uzun tel iletimi
İletim sırasında sinyal, elektrik alanı, manyetik alan ve toprak empedansı gibi girişim faktörlerinden etkilenecektir. Topraklanmış koruyucu tel kullanımı, elektrik alanının girişimini azaltabilir.
Koaksiyel kabloya kıyasla, bükümlü çift kablonun frekans bandı daha düşüktür, ancak yüksek dalga empedansı ve ortak mod gürültüsüne karşı güçlü direnci sayesinde birbirlerinin elektromanyetik indüksiyon girişimini ortadan kaldırabilir.
Ayrıca, uzun mesafeli iletim sürecinde, parazit önleme performansını artırmak için genellikle diferansiyel sinyal iletimi kullanılır. Uzun mesafeli iletimde bükümlü çift korumalı tel kullanımı, ikinci, üçüncü ve dördüncü parazit olaylarını etkili bir şekilde bastırabilir.
(3) Zemin
Topraklama, topraklama telinden akım geçtiğinde oluşan gürültü voltajını ortadan kaldırabilir. Servo sisteminin toprağa bağlanmasının yanı sıra, elektrostatik indüksiyonu ve elektromanyetik girişimi önlemek için sinyal koruma teli de topraklanmalıdır. Eğer düzgün bir şekilde topraklanmazsa, ikinci girişim olayı meydana gelebilir.
Yayın tarihi: 06 Mart 2021