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Thema: Suche passenden Schrittmotor mit notwendigen Zusatzteilen

  1. #1
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    Hallo,

    ich möchte gern ein Ventil mit einem Schrittmotor über eine SPS steuern.
    Das Ventil kann mit einer Kraft zwischen 0,15 Nm und 0,6 Nm gedreht werden.

    Ich würde mich freuen, wenn mir jemand bei der Suche des passenden Schrittmotors helfen könnte.

    Mir wurde für das Projekt ein relativ teurer Schrittmotor von ca. 100 € und ein Leistungstreiber von ca. 300,-€ angeboten.
    Aber ich glaube und hoffe, dass sich das Projekt günstiger realisieren lässt.
    Brauche ich denn überhaupt einen Leistungstreiber?

    Nach meiner bisherigen Internetrecherche konnte ich einen Nema34 mit der Endstufe LAM DS1078 ausmachen.
    Wobei der Nema23 auch völlig ausreichen würde. Nur welche Endstufe brauche ich dafür und was ist der Unterschied zu einer Leistungselektronik?
    Kann ich die Endstufe dann an die SPS anschließen?

    Viele Fragen aber irgendwo muss man ja mal anfangen *g*.

    Grüße
    Stefan
    Zitieren Zitieren Suche passenden Schrittmotor mit notwendigen Zusatzteilen  

  2. #2
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    Hallo,

    erstmal grundsätzlich ist eine Leistungselektronik auch eine Endstufe - ich kenne den Unterschied so, das eine Leistungselektronik "Huckepack" auf dem Motor verbaut ist, während eine Endstufe eher im Schaltschrank sitzt. Habe hier mal wahllos einen Motor rausgegriffen mit Leistungselektronik.
    Dieser Motor kommuniziert über RS485 - bei den Schaltschrank-Endstufen hast du vermutlich die größere Auswahl an Schnittstellen.
    Zu beachten wäre hier noch, das die Leitung zwischen Endstufe und Motor geschirmt sein sollte.

    Das Vorgehen zur Bestimmung eines Schrittmotors wäre wie folgt:
    - Benötigte Leistung an der Welle bestimmen
    - unter Berücksichtigung des möglichen Bauraums einen Motor auswählen
    - Anhand der Motorkenndaten (Spannung, Strom) passende Endstufen auswählen (wenn nicht schon in Motor integriert)
    - Anhand der möglichen Schnittstellen aus den zum Motor passenden Endstufen die richtige auswählen.
    Ganz kurz ganz hell
    ganz lange ganz dunkel....

  3. #3
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    Hallo Darkghost,
    sieh Dir mal das an:
    DRV8825 Schrittmotor Treiber , High Current

    ZITAT:
    Beschreibung:

    Die DRV8825 Schrittmotorkarte von Pololu ist ein Breakoutboard für den bipolaren Mikro-Schrittmotortreiber TI DRV8825. Die Belegung der Platine ist fast identisch mit der des Treibers A4988. Das DRV8825 Board verfügt über eine einstellbare Strombegrenzung, Überstrom- und Übertemperaturschutz, und sechs Mikroschrittauflösungen (bis zu 1/32-step).
    Das Board arbeitet von 8,2V bis 45V und kann mit bis zu ca. 1,5A pro Phase ohne Kühlkörper betrieben werden.
    Mit ausreichender zusätzlicher Kühlung kann der Strom auf bis zu 2,2A pro Phase erhöht werden.

    - Kostet derzeit € 9,45 inkl. MwSt, plus Versandkosten

    Braucht nur eine einzige Versorgungsspannung, Logik-Eingänge für Takt/Richtung sind CMOS/TTL kompatibel.
    (Ansteuerung von SPS ist möglich, wenn die Spannung auf 5V begrenzt wird (z.B. Spannungsteiler oder Z-Dioden).

    Link:
    http://physicalcomputing.at/Pololu-S...Driver-DRV8825

    MfG,
    Chris

  4. #4
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    Diese kleinen Boards sind für den professionellen Einsatz absolut unbrauchbar. Da ist ja kaum mehr auf der Platine als die absolute Basisbeschaltung aus dem Datenblatt. Selbst für einen ordentlichen Elko ist da kein Platz drauf, und mit der kleinen Platine bekommt man auch die Abwärme nicht weg. Einen Kühlkörper kann man da auch nicht nachträglich sinnvoll anbauen, weil die Chips über das Kühlpad auf der Unterseite des Gehäuses in Richtung Platine gekühlt werden. Zum Basteln mit Arduino oder Raspi sind die Teile ganz nett, aber nicht für industrielle Anwendungen.

    Motoren im Bereich 1,0-1,5Nm gibts mit 56mm Flansch (Nema23). Dazu sind die Treiber/Endstufen auch nicht so teuer. Zu klären wäre, wie die Schnittstelle zur SPS aussehen soll. Kann die SPS schnelle Takt-/Richtungssignale ausgeben, oder muss die Anbindung per Feldbus erfolgen?

    Mit freundlichen Grüßen
    Thorsten Ostermann
    http://www.mechapro.de - Wir bewegen Ihre Ideen!

  5. #5
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    Zitat Zitat von ostermann Beitrag anzeigen
    Motoren im Bereich 1,0-1,5Nm gibts mit 56mm Flansch (Nema23). Dazu sind die Treiber/Endstufen auch nicht so teuer. Zu klären wäre, wie die Schnittstelle zur SPS aussehen soll. Kann die SPS schnelle Takt-/Richtungssignale ausgeben, oder muss die Anbindung per Feldbus erfolgen?
    Wenn Du mir einen entsprechenden Treiber/Endstufe nennen kannst, die man für den Nema23 verwenden kann, könnte ich evtl. herausbekommen, wie eine Anbindung aussehen könnte.

    Welche Eingangssignale wären denn bei der Endstufe zur Vorgabe des Takt-/Richtungssignale vorgesehen?

  6. #6
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    Für Motoren mit 56mm Flansch ist die DS1044 von LAM eine gute Wahl, wenn mit Takt-/Richtungssignalen gearbeitet werden soll:
    http://www.mechapro.de/shop/Schrittm...tufe::240.html
    Die Steuersignale sind dann eben "Takt", "Richtung" und bei Bedarf noch "Enable" und "Stromabsenkung" - die kann aber auch automatisch erfolgen, wenn eine gewisse Zeit kein Taktsignal mehr eingeht. Das Taktsignal ist das einzige, was für einen normalen SPS-Ausgang kritisch ist. Je nach gewünschter Drehzahl und eingestellter Mikroschrittauflösung muss das Taktsignal bis in den 2-stelligen kHz Bereich reichen. Bei niedrigen Geschwindigkeiten reicht aber ggf. auch ein normaler digitaler Ausgang. Die Geräte der DS10 und DS30-Baureihe haben übrigens 24V tolerante Eingänge, so dass man auf Seiten der SPS keine speziellen 5V-Ausgänge oder Pegelanpassungen benötigt.

    Falls Takt-/Richtung nicht geht, weil die SPS den Takt nicht erzeugen kann, ist ggf. die programmierbare DS3044 eine Alternative. Die kann man z.B. so programmieren, dass man über digitale Eingänge feste Positionen abruft, die dann mit sauberen Brems- und Beschleunigungsrampen angefahren werden. Alternativ ist auch die Vorgabe einer Solldrehzahl per Analogeingang, einfache elektronische Getriebe über einen schnellen Eingang, Positionierung über Analog-Eingang (nur für kleine Wege empfohlen) und andere Varianten möglich. Die DS30-Geräte können auch komplett stand-alone eingesetzt werden, also ohne SPS.
    http://www.mechapro.de/shop/Schrittm...tufe::243.html

    Mit freundlichen Grüßen
    Thorsten Ostermann
    http://www.mechapro.de - Wir bewegen Ihre Ideen!

  7. #7
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    Vielen Dank für die Erklärung. Das man eine 24V Ausgangsklemme nutzen kann, ist schon mal sehr gut

    Wie sieht es denn mit einer KL2502, KL2512 | 2-Kanal-Pulsweiten-Ausgangsklemmen 24 V DC
    http://www.beckhoff.de/default.asp?b...tm?id=36969981
    PWM-Taktfrequenz 20 Hz…20 kHz, 250 Hz Default

    Programmierbare DS3044 hört sich auch als Lösung interssant an. Wie viel fest Positionen kann man denn abrufen?
    Für die Wassermege würden denke ich fast 6 oder 8 Positionen ausreichen.

    Bei der Wassertemperaturregelung lässt sich das Ventil um 350° drehen. Nimmt man an das die Temperatur innerhalb der 350° Drehung zwischen 5°C und 60°C Wassertemperatur einstellen kann und eine Regelung von 0,2°C möglich sein soll würde man 275 Positionen benötigen bei 350°. Für eine Umdrehung müssten also der Motor und die Endstufe ca. 283 Postionen unterstützen.

    Bei dem Nema23 steht
    1,8° Schrittwinkel (200 Vollschritte/Umdrehung)

    Kann man den Nema auch nur pro Schritt ca. 1 bis 1,2° fahren lassen, damit ich eine Regelung im Interval von 0,2°C hinbekomme?

  8. #8
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    Soll das auf ner Beckhoff laufen?
    Falls ja, was spricht gegen die KL2531/2541?

    Das sind Schrittmotor-Klemmen die dir (ziemlich) viel Denkarbeit abnehmen.

    Gruß ohm200x
    --
    ohm200x

  9. #9
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    Falls es sich um ein Mischventil handelt - Die Wasserausgangstemperatur verhält sich nicht unbedingt linear-proportional zum Drehwinkel. Auf eine Temperaturmessung am Ausgang - insbesondere bei 0.2K solltest Du auf keinen Fall verzichten. Dann kann die Wassertemperatur direkt als Feedback für den Positionsregler dienen.
    Wenn ein normaler Digout zur Pulsausgabe reichen sollte - In dem Falle bin ich der Meinung das es ein normaler AC-Motor als Mischerantrieb auch tun würde.
    Geändert von weißnix_ (23.03.2016 um 18:37 Uhr)

  10. #10
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    Zitat Zitat von weißnix_ Beitrag anzeigen
    Falls es sich um ein Mischventil handelt - Die Wasserausgangstemperatur verhält sich nicht unbedingt linear-proportional zum Drehwinkel. Auf eine Temperaturmessung am Ausgang - insbesondere bei 0.2K solltest Du auf keinen Fall verzichten. Dann kann die Wassertemperatur direkt als Feedback für den Positionsregler dienen.
    Wenn ein normaler Digout zur Pulsausgabe reichen sollte - In dem Falle bin ich der Meinung das es ein normaler AC-Motor als Mischerantrieb auch tun würde.
    Ein Rücklesen der Temperatur nach der Mischung hatte ich schon im Auge auch einfach so zur visuellen Kontrolle.
    Genau genommen plane ich aktuell zur Regelung der Wassermenge
    https://assets.hansgrohe.com/mam/celum/celum_assets/16__hrgh0176_pdf.pdf?21
    und zur Wassertemperaturregelung:
    https://pro.hansgrohe.de/pdf/datashe...00&lang=de_DE+
    eizusetzen.

    Vorteil den ich durch das interne Thermostat sehe, ist dass ich eigentlich nur einmal die Position für X Grad finden, merken muss und dann mit dem Schrittmotor anfahre. Das Thermostat im Mischer hält dann selber die Temperatur (zumindests so die Theorie)

    Normaler AC-Motor wäre sehr wahrscheinlich wesenetlich günstiger (auch von der Klemme her) nur bekomme ich damit eine vernüftige Regelung hin?

    Zitat Zitat von ohm200x Beitrag anzeigen
    Soll das auf ner Beckhoff laufen?
    Falls ja, was spricht gegen die KL2531/2541?

    Das sind Schrittmotor-Klemmen die dir (ziemlich) viel Denkarbeit abnehmen.
    Die Klemme hört sich nciht schlecht an. Die hate ich auch schon auf dem Radar.
    Dachte aber bisher, dass ich nur einen Motor anschließen kann.

    Nach Spec. wäre es aber möglich 2 Schrittmotorren anzuschließen?
    Kann ich an die KL2531/2541 direkt den Schrittmotor anschließen und würde das dann bedeuten, dass der Treiber/die Endstufe entfällt?
    Geändert von Darkghost (24.03.2016 um 08:11 Uhr)

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