LS산전 PLC를 이용해서 스텝모터를 제어하는 첫 실습

안녕하세요?

비록 완성이 되어 있는 스텝모터를 가지고서 어떻게 실습을 한 것이기는 하지만, 이것만 해도 지금의 저에게는 많이 힘들기는 힘듭니다. 아무튼 간에 처음으로 스텝 모터를 가지고서 실습을 해 보았기 때문에 그 내용을 가지고서 한번 포스팅을 하고자 합니다.

먼저 실습에 사용이 돤 스텝 모터의 모습입니다. 일단 여기서는 스탭 드라이버라고 해서 신호만 주면, 알아서 스텝모터를 제어해 주는 장치가 연결되어 있다고 하는데, 지금으로서는 잘 이해가 되지는 않았습니다. 하지만 아래의 그림과 같이 하나하나 연결해야 한다는 것은 알 수 있었습니다.

그리고 일단 결선도이기는 한데, 급하게 그린다고 다소 산만해 보이기는 합니다. 일단 이 결선도에서 Ø이 의미하는 것은 단자대에 중간에 연결을 하라는 의미가 됩니다.

일단 스텝모터의 스탭 드라이버와 전진, 후진을 하기위한 구역도 있습니다. 이렇게 24V를 연결해서 스텝 드라이버가 작동을 하며, PLC의 입력 단자 1개와 출력단자 2개가 연결되어 있습니다.

그리고 나서 XG5000에서는 위치설정이라는 항목을 누르도록 합니다.

그러면 여기서 나오는 메뉴가 나옵니다.

X축 데이터에 이러한 내용이 있는데, 이게 지금은 무슨 뜻인지 알 수는 없었습니다.

그리고 Y축 데이터도 있는 것을 볼 수 있습니다.

먼저 위치결정 파라미터를 위 내용과 같이 바꾸도록 합니다. 여기서 토막상식으로 High active와 low active라는 것이 있는데, high active라는 것은 펄스가 한번 high상태를 때리면 1이 된것으로 인식하고, low active는 반대로 high상태에서 low로 떨어지면 1로 인식한다는 차이가 있습니다. 그리고 SW상한/SW하한이라는 것이 있는데, 따로 센서를 달아주지 않아도 여기서 설정만 잘해주면, 알아서 스텝모터가 움직일 수 있는 범위 밖으로 나가는 것을 막을 수 있습니다.

이제 확정이 되었으면 '확인'이라는 버튼을 누르도록 합니다.

이제 래더 다이어그램은 END라는 것을 추가해 주어야만 제대로 동작 하기에, 이건 반드시 넣어 주도록 합니다.

이제 온라인 옆에 있는 모니터 항목을 눌러서, 여기서 특수 모듈에 들어가 보도록 합니다.

이제 위치 결정 모듈을 클릭한 다음, 모니터 버튼을 누르도록 합니다.

계속 하도록 합니다.

이제 원점 복귀라는 것을 실행시키도록 하는데, 여기서 원점을 제대로 못 찾는 문제가 발생했습니다.

알고 봤더니 근사원점이라는 항목을 설정해 놓지 않았는데, 이 부분이 의미하는 것은 ON이 되어 있으면 센서를 때려서 감지가 되면, 이후에 멈춘다는 것을 의미합니다. 그리고 OFF가 되면 센서를 지나가서 신호가 OFF가 되면 거기서 부터 역회전을 해서 원점을 잡는다는 차이점이 있습니다. OFF가 되면 한마디로 더 많은 공간을 요구하는 것입니다.

그리고 이제 조그운전을 해서, 이를 PLC상에서 조작해야 하는데 우선 위 그림처럼 메뉴얼을 보도록 합니다. 이 어드레스라는 것은 미쯔비시 PLC에서는 버퍼 메모리와 같으냐, 여기서는 K영역이라고 이름이 붙어 있습니다.

실제로 래더 다이어그램을 짤때, 여기서 플래그로 해서 K4291이라는 것이 조그 정방향이라고 해서, 따로 거리를 지정하지 않고 버튼을 누르면 누르고 있는 동안 전진하는 운전을 하는 것입니다.

이러한 조그운전을 위한 래더를 잤습니다. 전진은 역시 K4291이고, 후진은 K4292이라고 합니다. 이렇게 해서 래더를 짰더니, 제대로 운전을 하는 것을 아래처럼 볼 수 있었습니다.

누르는 버튼에 따라서 제대로 움직이는 것을 볼 수 있었습니다.

이제 ORG 0 0 이라는 명령이 나오는데, 이 명령은 원점에 복귀하라는 명령어입니다. 이걸 래더 다이어그램에 추가 하도록 합니다.

그리고 K422라는 메모리 영역은 바로 X축의 현재 위치를 보여주는 메모리 위치인데, 이걸 앞으로 잘 활용해야 합니다. 일단 첫번째 과제인데, 버튼 1,2,3을 누르면 1000, 2000, 3000의 위치까지 갔다가 다시 처음으로 돌아도록 만드는 것입니다.

위에서 무슨 의미인지 몰랐는 X축 데이터에 대해서 들어가서 3번째 스탭까지 만들어 주도록 합니다. 데이터는 위 스크린샷에 나와있는 내용과 같습니다. 일단 여기서는 제대로 제 의도대로 운전을 하는 데는 성공했는데, 일단 아래처럼 새 과제를 받았습니다.

먼저 위 예제에세 나오는 CLR 0 0 1이라는 것은 에러가 발생한 모든 이력을 다 리셋을 시킨다는 의미가 있습니다. 실제로 래더 다이어그램부터 스텝모터에서는 에러가 나오면, 작동을 못하도록 만들도록 합니다. 그리고 여기서 의미가 있는 것이 하나 있는데 

K422 (더블워드) : 현재 스텝모터로 인해 움직인 위치

K426 (워드) : 현재 몇번째 스탭을 밟고 있는지를 보여준다.

이 두가지를 꼭 기억해서 과제를 수행 하여야 합니다. 그래서 운전의 순서는 다음과 같습니다.

1) 원점 복귀 이후 P3를 눌러서 1000만큼 이동

2) 조그 역운전해서 500정도 뒤로 후퇴(스텝모터의 역회전)을 하게 합니다.

3) P3를 눌러서 2000으로 이동

4) 조그운전으로 40000이상 간 다음에 P3를 누르면 이번에는 역회전을 해서 3000으로 이동하게 하는 것입니다.

여기서 중요한 것은 P3를 누르면 위에서 처럼 1000, 2000, 3000으로 이동을 하는데, 이 위치는 절대위치라서 만약 현재 위치가 지나쳐 있다면, 도로 역회전을 해서라도 이 위치를 찾아 들어간 다는 것이 문제입니다.

일단 기본이 되는 래더 다이어그램을 작성 하였습니다.

그리고 나서 이렇게 움직이게 하기 위한 래더를 작성하였습니다. 다음으로는 연속적인 움직임을 보여줄 수 있는 작업을 들어 가도록 합니다.

다음으로는 종료라고 되어 있는 것을 연속으로 바꾸는데, Dwell이라고 쉬는 시간을 연속은 무시하고 계속 작업을 한다는 차이점이 있습니다. 그리고 이렇게 하면 이어져서 작업이 되는데, 계속으로 하면 Dwell시간이라고 이 쉬는 시간을 챙겨 준다는 차이점이 있습니다.

그리고 이 연속이라는 것이 미쯔비시 PLC에서는 특이하게도 (궤적)이라고 되어 있는 것도 볼 수 있었습니다.

이제 완전 자동으로 가기 위해서 위 그림처럼 단독 운동을 반복이라고 하고, 가고자 하는 스탭의 번호를 입력합니다. 여기서 당연 1이라고 입력하면 제일 첫번째 단계로 돌아가서 무한히 반복운동을 전기가 공급되고 있는 한 계속하게 됩니다.

그리고 여기서 하다보니 알았는데, 역회전을 자동으로 하기 위해서는 연속으로 해서는 안되고, 계속으로 바꾸어야 아무런 에러가 없이 된다는 것을 알 수있었습니다. 이 과정을 통해서 3번째 과제를 완료하는데 성공했는데, 어떻게 작동을 하는 지 보여 드리겠습니다.

제대로 자동으로 3번째 과제로 만든 래더 다이어그램을 작동하는 것을 볼 수 있는데, 여기서 가장 애를 먹었던 부분이 아래와 같습니다.

여기서 총 스탭이 4개인데, 문제는 원점으로 복귀하는 스탭이 가장 마지막 스탭이라는 것입니다. 즉, 위치가 0인건 것은 맞는데, 여기서 Error이라고 5번째 스탭이 없다고 인식을 해야 하는데, 문제는 계속해서 위치가 0이가 때문에 4번째 스탭 이후에 5번째 6번째 이상 넘어가서 의도하지 않은 액션을 취한다는 문제가 있습니다.

그래서 3번째 스탭까지만 K426에서 감지하고, 스탭이 되면 바로 원점복귀가 되도록 래더를 짰습니다. 여기서 중요한 것은 바로 K426에서 기본적으로 아무것도 하지 않은 상태를 1로 인식하고 첫 번째 스텝을 2로 인식하는 문제가 있다는 것입니다. 그래서 이걸 주의해서 래더를 짜면 큰 문제는 없었습니다.

일단 이것으로 LS산전 PLC를 이용해서 스텝모터를 제어하는 실습을 해 보았습니다만, 이게 여기서 끝나지 않고 나중에 가면 X축과 Y축을 이용해서 2차원에서 물체를 제단하는 작업을 할 수도 있다고 합니다. 다만, 지금으로서는 이 단계만 해도 많이 애를 먹고 있기는 있습니다.