Os servodrives interagem com os eixos de hardware, mas os métodos para configurar o movimento variam amplamente. Os sinais de entrada/saída (E/S) permitem a conexão de sensores e interruptores para facilitar funções como retorno à posição inicial e definição de limites de deslocamento.
Se você é novo em acionamentos de servomotores, descobrirá que eles diferem significativamente dos motores assíncronos trifásicos acionados por acionamentos de frequência variável (VFDs); a distinção fundamental está no mecanismo de feedback. Os VFDs operam em um sistema-de malha aberta, exigindo um controlador externo para lidar com todo o controle de feedback; sistemas servo, por outro lado, apresentam codificadores integrados-conseqüentemente, os parâmetros de movimento para todo o sistema devem ser definidos *antes* de iniciar a operação.
Artigos anteriores abordaram exemplos selecionados de configuração de eixo de hardware e demonstraram como inserir parâmetros no software do inversor (conforme ilustrado neste tutorial); entretanto, agora é necessário aprofundar os tipos específicos de sinais de E/S necessários para executar diversas tarefas de controle de movimento.
Especificamente, três categorias de sinais de entrada dentro de um sistema servo merecem atenção especial: sinais de limite, sinais de entrada de retorno e sinais de entrada-de uso geral.
Interruptores de limite
Primeiramente, é necessário esclarecer a definição do termo: uma chave fim de curso é um tipo de chave de hardware que é acionada por força física aplicada a uma alavanca ou rolo; ele pode ser utilizado em vários cenários envolvendo detecção de objetos.
No entanto, dentro do campo do controle de motores, existe uma variedade de interruptores usados para detectar se um objeto em movimento atingiu o fim do seu alcance de deslocamento; essas chaves também são chamadas de chaves de "limite". Para a maioria dos eixos de movimento, uma chave fim de curso normalmente é instalada em cada extremidade da faixa de deslocamento-designada como chave fim de curso positiva e chave fim de curso negativa, respectivamente.
As chaves fim de curso empregadas nos eixos de movimento não são exclusivamente de natureza mecânica; atualmente, estão disponíveis muitos interruptores sem contato que utilizam propriedades ópticas ou magnéticas para realizar a detecção de movimento sem gerar qualquer resistência mecânica.
Limites de software
É estritamente necessário usar interruptores de limite? A resposta é não; em muitas situações, não há necessidade de confiar nos limites do hardware.
A maioria dos servodrives suporta uma função de limite de software: um codificador rastreia continuamente a posição do eixo em tempo real e, se essa posição exceder um limite predefinido, o controlador impede que o eixo se mova ainda mais.
Chaves de retorno
A segunda categoria de sinais de entrada digitais consiste em sinais de entrada "homing". Normalmente, um sistema requer apenas um switch de retorno, pois a operação de retorno é executada-movendo-se em uma única direção-somente quando o equipamento é ligado ou ao receber um comando específico. Quando um eixo é desligado, suas informações de posição atual são apagadas (a menos que o sistema esteja equipado com bateria reserva, como é comum em servossistemas robóticos). O objetivo fundamental do processo de retorno à posição inicial é permitir que o controlador restabeleça-um "ponto de partida conhecido" para todos os movimentos subsequentes.
Posição-de posição corrigida
Existem vários métodos de retorno no controle de movimento; a abordagem mais comum (e mais fácil de entender) é a seguinte: a plataforma de movimento se move lentamente em uma direção específica até acionar o interruptor de retorno, momento em que esse ponto de disparo é designado como "posição zero".
Há também uma variação sutil desse método: a plataforma primeiro aciona o interruptor de retorno e depois inverte a direção-retraindo-se lentamente a uma velocidade extremamente baixa-até que o sensor não seja mais acionado; a posição naquele exato momento é então definida como a posição zero. Não é difícil imaginar que chaves fim de curso do tipo-de contato equipadas com braços de alavanca possam sofrer desgaste após uso prolongado, potencialmente levando a mudanças mínimas (talvez apenas alguns décimos de milímetro) na posição de retorno-este é um dos motivos pelos quais chaves sem{5}}contato geralmente oferecem vantagens distintas.
Voltando para a posição central
O princípio por trás de outro método de retorno à posição inicial é o seguinte: o componente móvel primeiro se desloca em uma direção selecionada até acionar uma chave fim de curso, depois inverte a direção até acionar a chave de retorno à posição inicial. A premissa desse método é que a chave de retorno seja instalada na "posição central" da faixa de deslocamento e-quando o equipamento estiver ligado-o sistema não poderá determinar inicialmente em que direção a plataforma de movimento precisa se mover para alcançar a chave de retorno. Aqui, também, o uso de chaves sem{4}}contato é altamente recomendado, já que o estágio de movimento passa sobre a chave de retorno toda vez que ele atravessa de uma extremidade a outra de sua faixa de deslocamento.
Localização de software
Também existe um método de localização baseado-em software que depende inteiramente da lógica do software, não exigindo nenhuma chave de hardware. Se o estágio de movimento parar consistentemente em uma posição específica e conhecida sempre que o equipamento for desligado, o sistema designará automaticamente essa posição como o "ponto zero" em cada inicialização subsequente. No entanto, uma advertência crítica se aplica: se a posição do estágio de movimento no momento do{3}}desligamento não for fixa,-o que significa que varia aleatoriamente,-o sistema designará erroneamente essa posição aleatória como o ponto zero na inicialização. Nesse cenário, se você comandar subsequentemente o eixo para se mover para a posição de 400 mm, o eixo poderá ultrapassar o final de sua faixa de deslocamento, resultando potencialmente em uma falha do sistema.
Entradas Safe Torque Off (STO)
Do ponto de vista da segurança, devem existir mecanismos para proteger tanto o equipamento como o operador em situações de emergência. Esta funcionalidade é implementada através de dois sinais de entrada: os sinais Safe Torque Off (STO) (STO1 e STO2). Esses dois sinais devem receber continuamente uma entrada de tensão; caso contrário, a unidade de acionamento receberá um comando para desligar. Normalmente, esses dois sinais são conectados a um circuito de parada de emergência (parada de emergência) ou a um relé de segurança equipado com contatos duplos normalmente-fechados.
Sinais de entrada-de finalidade geral
A discussão anterior cobriu a maioria das funções principais associadas aos sinais de entrada do servoacionamento; entretanto, as capacidades de certos drives vão além de apenas acionar um motor. Tomemos, por exemplo, o drive SBD da CMZ Sistemi Elettronici: além de seus recursos de servo drive, ele possui um PLC integrado e integrado capaz de executar código de teste estruturado.
Assim como acontece com todos os CLPs, essas unidades integradas exigem um mecanismo para receber sinais externos,-incluindo sinais de processo de sensores e entradas de botões-operados pelo usuário. Esses-sinais de entrada/saída de uso geral (comumente abreviados como GPIO) podem ser utilizados para transmitir qualquer tipo de sinal-muito parecido com aqueles em PLCs padrão-sem receber nenhuma função fixa e{{6}definida. Deve-se notar, entretanto, que nem todos os servodrives estão equipados com interfaces GPIO.
Controle de movimento servo
Inegavelmente, configurar um sistema servo apresenta um desafio significativamente maior do que configurar um inversor de frequência variável (VFD). Ao mesmo tempo, porém, uma ampla gama de ferramentas de comissionamento está agora disponível para ajudar a agilizar o processo de configuração e reduzir a barreira técnica de entrada. Para profissionais que ainda não se aventuraram no mundo dos servossistemas, nunca é tarde para começar a aprender!