Trong các phần trước chúng ta đã tìm hiểu cơ bản về Encoder và cách để chọn một Encoder. Trong phần này, tôi sẽ trình bày một ứng dụng của Encoder đó là đo tốc độ động cơ (hoặc hệ thống truyền động). Ở đây không trình bày chi tiết về code bởi vì mỗi bộ điều khiển sẽ khác nhau. Mong rằng qua bài viết này bạn có thể hình dung và thực hiện đo tốc độ động cơ cho ứng dụng của mình..
Contents
Xem phần trước:
- Chọn Encoder cho một ứng dụng trong thực tế | Cách chọn Encoder
- Tìm hiểu cơ bản về các loại Encoder, nguyên tắc hoạt động
Chọn độ phân giải của Encoder để đáp ứng yêu cầu
Trong các yếu tố đã trình bày ở bài trước, phần chọn độ phân giải của Encoder để đáp ứng yêu cầu của ứng dụng (chẳng hạn: đo tốc độ động cơ) bạn cần lưu ý các thông số:
- Tốc độ động cơ lớn nhất. Thường tính bằng vòng/phút. Thông số này trên nhãn động cơ sẽ có.
- Tốc độ đáp ứng ngõ vào của bộ điều khiển (PLC, vi điều khiển…): Tính bằng kHz. Thông số này thường là “High-speed couters” (HSC) bạn phải xem trong catalogue của thiết bị.
Chẳng hạn, ở hình trên tốc độ đáp ứng ngõ vào của CPU trong S7-200 là 30 kHz (200 kHz với CPU 224XP)
Ví dụ:
Tốc độ động cơ là 1500 vòng/phút. Tốc độ đáp ứng của PLC là 30 kHz.
-> 1500 vòng/phút = (1500/60) = 25 vòng/giây.
Ta chọn độ phân giải cho Encoder lớn nhất để đo tốc độ động cơ sẽ là: (30*1000)/25 = 1200 PPR (Pulses Per Revolution)
Chọn độ phân giải cho Encoder càng cao càng tốt nhưng không được vượt quá 1200 PPR.
Đo tốc độ động cơ – Đấu nối Encoder
Thường thì trên thân của Encoder có hướng dẫn. Nếu không có bạn cần tra catalogue để biết chức năng các dây, được phân biệt theo màu sắc.
- Nguồn cấp: (5VDC, 24VDC…)
Như với Encoder Omron hình bên thì dây màu nâu (Brown) sẽ nối với cực “+” nguồn 1 chiều (24VDC chẳng hạn). Dây màu xanh nước biển (Blue) nối với cực “-” nguồn một chiều (0 V). Lớp chống nhiễu sẽ nối đất (GND).
Đấu nối các chân xuất tín hiệu để nhận xung.
Là các chân xuất xung để bộ điều khiển nhận và xử lý.
Hình bên ta sẽ đấu dây màu đen (Black) và dây màu trắng (White) vào các chân nhận xung của bộ điều khiển.
Dây màu cam (Orange): Mỗi khi Encoder quay được một vòng thì sẽ có tín hiệu ra ở dây này.
Để biết chân nào nhận xung bạn cần tra catalogue của nhà sản xuất xem chân đó là chân nào và chế độ điều khiển thế nào.
Hình dưới là các chân nhận xung của S7 200 theo từng chế độ cấu hình. Chẳng hạn chọn HSC2 Mode 9. Khi đó ta sẽ nối dây màu đen và màu trắng của Encoder vào chân I1.2 và I1.3 của PLC.
Các bài viết có thể bạn cần:
- Ứng dụng biến tần trong công nghiệp | Cách chọn biến tần
- Chọn tiết diện dây dẫn, thanh cái theo tiêu chuẩn IEC
- Lập trình đồng hồ thời gian thực RTC trong S7-200 Phần 1
Xử lý các tín hiệu
Sau khi đã đấu nối đầy đủ các thiết bị (động cơ, Encoder, bộ điều khiển…) ta tiến hành xử lý tín hiệu từ Encoder đưa về bộ điều khiển để tính ra kết quả đo tốc độ động cơ:
– Khởi tạo bộ đếm tốc độ cao (HSC): Đây là bước khai báo cũng như thiết đặt các giá trị ban đầu cho HSC như chọn bộ đếm nào, chế độ, giá trị ban đầu, giá trị so sánh, xử lý ngắt… Tùy theo ứng dụng mà ta thiết đặt các giá trị khác nhau.
– Lấy giá trị đếm được và xử lý: Ta sẽ lấy giá trị mà bộ xử lý đếm được từ Encoder về đưa sang bộ nhớ của bộ điều khiển. Giá trị này là kiểu nguyên (Int) âm và dương.
– Với ứng dụng đo tốc độ động cơ ta cần xử lý như sau:
- Lấy mẫu trong một khoảng thời gian: Lấy trong 10 s, 30 s…
Ban đầu cho giá trị hiện tại bằng “0” và bắt đầu đếm theo thời gian lấy mẫu. Ví dụ 10 s đếm được 4000 xung.
-> 1 s (giây) được 400 xung -> 1 phút được (400 x 60) = 24000 xung -> 1 phút Encoder (động cơ, hệ…) quay được: (24000 xung/1200 PPR) = 20 vòng.
Khi có được số vòng/phút từ Encoder ta sẽ có thể tính sang tốc độ hệ truyền động ra m/phút…
- Khoảng thời gian giữa các lần lấy mẫu: Là thời gian cách nhau giữa 2 lần lấy mẫu liên tiếp. Như lấy mẫu 10s xong nghỉ 15s mới lấy mẫu lại 10s…
Lưu ý:
- Với cách đấu dây như trên nếu ta đổi 2 dây tín hiệu (A và B) cho nhau sẽ cho kết quả ngược lại. Sử dụng nó ta sẽ biết được động cơ (hệ) đang quay theo chiều nào.
- Kết quả các lần lấy mẫu khi đo tốc độ động cơ sẽ khác nhau (chắc chắn sẽ có sai lệch) nên khi tính kết quả hiển thị (hiển thị lên HMI chẳng hạn) có thể lấy trung bình, bù trừ sai lệch…
- Khi đấu dây cần lưu ý giảm thiểu các yếu tố có thể gây ra nhiễu tín hiệu (dẫn đến sai lệch).
Qua bài viết này, tôi tin bạn có thể giúp những bạn mới bắt đầu, làm một ứng dụng đo tốc độ động cơ cho riêng mình. Nếu có thắc mắc nào bạn có thể email hoặc comment bên dưới.
Hẹn gặp lại các bạn trong các bài viết tiếp theo.
-365evn-
If you find this content valuable, please rate it (click the button above), share it with your friends or invite me for a coffee by clicking the button below.
