목차1 리니어 모터란?2 PMAC이란?3 리니어 모터의 구성4 서보 앰프5 설치 및 배선6 실험 방법7 안정상 주의 사항8 리니어 모터의 응용9 결과 및 토의1. 리니어 모터란? 직선형전동기 [直線型電動機, linear motor]직선 모양으로 면하는 회전자와 고정자 사이에서 추력(推力:미는 힘)을 발생하는 구조로 되어 있는 전동기, 자기에너지를 직접 직선운동 에너지로 전환할 수 있는 장치? 리니어 모터의 동작원리1차 코일을 고정시키고, 2차 코일을 회전시키는 일반전동기와는 구조적으로 다르지만, 리니어 모터는 회전형전동기의 회전자 측과 고정자 측을 각각 반지름 방향으로 잘라서 평판(平板) 모양으로 전개한 것이라고 생각하면, 그것은 반지름이 무한대인 회전형전동기의 원주방향의 일부분을 잘라 낸 것이라고 생각할 수 있다. 기존의 일반모터가 회전형의 운동력을 발생시키는 것에 비해 직선방향으로 미는 힘인 추력을 발생시키는 점이 다르나 구동원리는 회전형과 같다? 회전형 모터와 리니어 모터의 차이ⅰ. 회전방향으로 무한 연속운동ⅱ. 공극이 축 방향으로 대칭ⅲ. 직선구동력을 발생하기위해 많은 기계적인 변환장치 필요.ⅳ. 구조적으로 길이가 유한하므로 누설자속과 에너지 손실을 유발하여 특성 악화.ⅴ. 직선구동력 발생 유리.2. PMAC (Programmable Multi-Axis Controller)? 미국 Delta Tau사에서 나온 제품명으로서 범용의 다축 제어기이다. 제작사는 피맥을 단순한 제어기나 주변기기가 아니라 하나의 컴퓨터로 취급해 주길 바란다. 고유의 언어를 가지고 있다. 즉, PC상에서 사용되는 것을 전제로 하는 제품이다. 많은 종류의 액세서리들이 있어 대부분의 제어 관련 기기(엔코더, 앰프, 드라이버)를 바로 연결할 수 있고 다양한 입출력이 가능하다. 그리고 PMAC의 최대 장점은 서보모터, 앰프, 센서 등의 기기를, 목적에 맞춰 자유롭게 선택할 수 있다는 점이다.이 기종은 표준설정으로 최대 32축, Turbo PMAC4를 사용할 경우는 최대 128축까지 제어가좌우로 왔다 갔다 해야 하며 항상 얼마만큼의 거리로 이동해야 하고 이렇게 계속 적인 위치제어가 되어야 하기 때문에 회전형 모터의 제어기 보다 복잡하다. 그래서 이를 모션 컨트롤러라 한다. 그 중 가장 유명하고 많이 쓰이는 것이 PMAC 이라는 것이다..? Pewin 32 Pro : 이 프로그램 역시 미국의 Delta tau사에서 개발한 소프트웨어로서 PC상에서 모터를 자유로이 제어하기 위해서 사용하는 프로그램이다. 본 실험에서도 사용을 하였다.? 다음의 사항들은 PMAC에 대한 자세한 기능들이다.동시 2/4/8/(32)축 제어 가능Stand alone controller로 사용가능Serial 혹은 Bus Port로 통신강력한 Digital Signal Processor(DSP)활용Sub-micron 제어로 수백 KW급의 대용량모션제어에 이르기까지 다양한 적용분야에 걸쳐 사용가능2-1 PMAC 의 기능-모션 프로그램 실행-한번에 한 개의 이송(move), 이송 이전에 모든 계산수행-다음 이송명령을 선독(Looking ahead)하여 혼합이송(Blending Move)을 함PLC 프로그램 실행-빠른 속도의 연속 스캔-모션에 비동기인 모든 작업에 유익-서보루프 갱신(Servo Loop Update)-사용자에게 보이지 않는 자동작업-모션 발생기에 의해 발생된 방정식에 의해 지령 위치를 증감하고 지령 컴멘드를 발생하기 위해 서보루프를 close하는 동작으로 구성된다- 정기적으로 자동 수행- 적절한 작업 순서 감시- 추종 에러 리미트 감시- 하드웨어 오버트러블 리미트 감시(소프트웨어)- 서보 앰프 에러 감시- 워치 도그 타이머 감시- 작업 우선 순위 결정- 효율성 및 안전을 고려한 우선 순위 결정- 우선 속도는 결정되어 있지만 실행 속도는 변경가능호스트와의 통신- 언제든지 PMAC과 호스트(컴퓨터)와의 통신 가능- 잘못된 명령어 지령시 호스트에서 에러 리포트2-2 PMAC의 변수Q-Variable-일반적인 사용자 변수-48bit floating point format-좌)하는 용도로 사용-사용자 정의(address, offset, bit width)-Unsigned 형식 floating point format 사용가능-M변수는 미리 정의된 의미는 없으므로 어느 M변수로 어떤 PMAC 어드레스를 엑세스 할 것인가를 정의 한다-일단 정의 된 M변수는 일반적인 계산이나 조건문에 사용 될 수 있다I-variable-초기화 및 setup용 변수-정해진 의미를 가짐-변수용도에 따라 카드전체, 특정모터, 좌표계 및 엔코더에 영향을 미친다.P-variable-일반적인 사용자 변수-48bit floating point format-전체 영역 엑세스(access)-일반 연산에 사용2-3 PMAC 명령어온라인 명령어(On-line command)-명령지령 즉시 실행되면 저장되지 않음-모드설정, 이송명령, 조회, 변수 설정, 버퍼 제어버퍼 명령어-명령에 의해 실행될 수 있도록 버퍼에 저장-Motion Program(이송, 모드, 산술, 로직, command, 메시지)-PLC Program(산술, 논리, command, 메시지)3. 리니어 모터의 구성서보앰프 엔코더리니어 모터3-1 리니어 모터의 구성동선케이블 엔코더 선각종 커넥터4. 서보앰프의 구성? 서보 앰프 란?모터에 붙어 있는 리졸버를 앰프가 받아서 Simulated Encoder출력을 피맥으로 전해준다. 피맥 입력에 비례하는 속도가 되도록 모터를 제어한다. 앰프는 자신의 상태를 나타내는 신호를 피맥으로 전해 주고 있으며 한계 스위치 등의 입력을 받고 있다.위치를 정확히 알기 위해서는 정확한 초기점이 필요하다. 고도/방위각축의 경우 엔코더에서 초기점(1회전에 한 번) 신호를 내어 준다. 되돌리기 축은 별도의 센서를 부착하여 이 센서가 감지되는 곳을 초기점으로 잡는다. 감지되는 곳의 범위가 있으므로 매번 반시계 방향으로 되돌리기 축을 회전시키면서 처음 감지되는 곳을 초기점으로 결정한다.표시기 : 5자리수의 7 세그먼트(segment)LED에 의해, 모니터, 파라미터나트립의 표시 등에 사용합니다 있음엔코더용 코넥터(ENC) :서보 모터의 엔코더에 접속하기위한 커넥터PC 접속용 코넥터(PC) :PC와의 통신용의 커넥터입니다제어 단자대(TM2：1.5 kW이하) :제어 전원용 접속 커넥터지구 단자 :감전 보호를 위한 접지 단자입니다.반드시 접속해 주세요B1-B2단락바 :내부 제동 저항을 사용할 때는, 반드시 접속4-1 서보앰프 각부의 명칭5. 설치 방법서보 앰프 주회로 단자 커버 개방5-1 설치 방법서보 앰프 제어 단자대의 L1C, L2C와 주회로 단자의 L1, L2단자의연결을 위한 커넥터 제작과 연결5-2 배선 연결제어 단자 대에서 주 회로 단자대로 연결된 L1, L25-3 배선 연결ENCODER CONNECTER에 연결된 모습5-4 배선 연결모터구동을 위해 U, V, W, GND 선을 연결한다5-5 배선 연결배선 연결 후 전원을 인가한 경우5-6 단자 배열5-7 배선 연결SERI-1 보드PAMC과 AMP간의 연결AMP의 전원 및 encoder Signal을 받아 PMAC board에 전달하는 역할5-8 배선 연결SMPS (Switch mode power supply)반도체 소자의 스위칭 프로세서를 이용하여 전력의흐름을 제어하는 기기왼쪽이 +-15V 오른쪽이 24V6. 실험 방법? 블록도6-1 실험 방법Amp의 설정? 표시기를 보고 디지털 오퍼레이터 버튼을 이용하여 다음의 값들을 입력하면 된다.-d-08을 입력이 입력을 준 것은 Amp의 씨리얼에 의해 모터의 구동하는 과정을 위해 주었다-앰프 파라미터 설정값Fa-00 = t-s -> 그림에서 보면 LED 밑에 네 개의 버튼이 있는데 맨 왼쪽의 func 버튼을 누르고 옆의 ▲과▼을 조작하여 설정값을 입력 후 set 버튼을 누르면 저장이 된다 t-s는 설정값이 저장되면 t-s값이 보여 진다Fa-22 = op -> 위와 똑같은 과정으로 설정값을 만든다Fb-07 = 300% -> 위와 똑같은 과정으로 설정값을 만든다Fc-06 = 1 -> 위와 똑같은 과정으로 설정값을 만든다6-2 실험 방법? Pewin 32 프에 엔코더값의 초기화 함수(#1hmz)와 모터 구동 앰프 on 함수(#1j/)을 입력한다입력한 후 모터가 동작 하려는 소리를 들을 수 있을 것이다? 조깅운동 준비화면Tool bar에 view를 선택한 후 jog aibbon을 선택 한다 -> 조깅운동을 위한 기본 설정? 조깅운동 실행창 화면? 조그 마이너스라 해서 모터를 뒤쪽으로 움직일 수 있는 버튼? 조그 플러스 모터를 앞으로 움직이는 버튼? 모터를 정지시키는 버튼? 모터를 여기에 입력한 값으로 이 입력한 값의 간격만큼 움직이게 하는 입력창? 입력값을 모든 없애준다? 모터의 다양한 입력 변화를 줄 수 있는 버튼? 모터의 속도를 조절 할 수 있는 창의 모습각 입력창에 운전할 값을 입력시켜 모터를 구동 시킨다6-3 프로그램을 이용한 모터구동프로그램으로도 모터를 제어할 수 있다. 작동을 알 수는 없으나 팀원들과 함께 프로그램을 짜보았다.Del gat?????????????? ???버퍼지우기&1???????????????????????????????????????????????????Coordinate System 1close???????????????????????????????????????????????모든버퍼닫기.#1->x??????????????????????????????? ??motor 1을 x축으로 정의OPEN PROG 1 CLEAR????????????????? 프로그램 입력을 위한 버퍼열기ABS????????????????????????????????????????????????? 엡솔루트 모드식 이동LINEAR???????? 리니어운동모드.TA50????????? 정상상태까지 도달 시간.TS10?????????? S 커브의 파형변화시간,F1000???????????????????????? 이동속도.P1=0??????????????????????????? 변수설정While (P1 < 3)?????????? 3회반복프로그램.X0???????????????????????????????? 최초위치로의 지c
◎ 네트웍 장비 및 기능1. 네트워크란?네크워크란 컴퓨터들, 즉 노드나 스테이션이라고 하는 것들로 이루어진다. 이 컴퓨터들은 어떤 방식으로든 서로 연결되고 통신하며, 노드는 특수 소프트웨어를 실행해서 네트워크 대화를 개시하고 관리한다. 네트워킹 소프트웨어의 도움으로 노드는 파일과 리소스를 공유 할 수 있다. 이는 사전적 풀이이다. 네트워크는 쉽게 말해서 두 대 이상의 컴퓨터가 케이블 이나 무선으로 정보를 교환하는 수단이라 생각된다. 네트워크에 속하는 것들은 요즘에 널 리 알려진 Internet, FTP, TELNET 등이 있고, 이 것들은 프로토콜(protocol)이라는 일종의 통신규약을 지키면서 충돌 없이 돌아가는 것이다.2. 장비 및 기능LAN을 구성하기 위한 장비는 카드, 리피터, 허브, 스위치, 브리지, 라우터, 브라우터, 게이 트웨이등이다. 이들 장비는 모두 세계표준화기구(ISO)에서 제정한 네트워크 기준, 즉 개방 형 시스템 상호접속(OSI) 7계층 모델에 맞춰 작동하고 있다. 이 점을 이해하는 것은 대단 히 중요하다. OSI 7계층은 그대로 네트워크 모델이며, 각 계층을 이해함으로써 장비의 성 능 및 형태를 파악할 수 있기 때문이다. 이와 함께 계층이 높아질수록 하위 계층에서 작동 하는 장비보다 정교하고 복잡한 기능을 수행한다는 것도 알아두면 좋다.◆랜 카드(LAN Card)PC를 LAN에 연결시키는 장비로 정식 명칭은 네트워크인터페이스카드(NIC) 또는 어댑터 이다. 랜카드는 각 PC안에 장치하고 바깥의 케이블로 PC를 서로 연결시킨다. 노트북인 경 우 휴대용인 PCMCIA 카드를 사용한다.◆리피터(Repeater)케이블이 갖고 있는 물리적인 한계 때문에 데이터가 멀리 전송되지 못하는 약점을 보완해 주는 장비로 수신된 신호를 증폭, 재전송하여 전송거리를 확장시키는 장치이나 UTP케이 블, 광케이블등 성능이 뛰어난 케이블의 등장으로 사장되었다.◆허브(Hub)3대이상의 PC를 연결시키는 장비이다(PC 2대까지는 바로 케이블을 연결시키면 된다). 보 통 4,8,12,16,24 등 다양한 포트를 갖고 있으며 각 포트는 PC 1대에 할당된다. 허브의 약점 은 각 LAN이 보유한 대역폭을 PC의 대수만큼 쪼개서 제공한다는 것이다. 예를 들어 10Mbps의 대역폭을 제공하는 이더넷에 8포트형 허브로 PC 8대를 연결시켰을 때 8대의 PC는 각각 1.25Mbps 의 대역폭만을 할당받게 된다. 이 같은 성능상의 한계로 허브는 점차 재택근무 및 가정(SOHO)용으로 밀려나는 추세며 그 자리를 스위치가 대체하고 있다.◆스위치(Switch)PC에 할당되는 대역폭을 확대시키기 위해 탄생된 장비로 허브와는 달리 LAN이 제공하 는 대역폭을 PC로 고스란히 전달한다. (고속)이더넷스위치는 자신에 연결된 PC의 대수에 상관없이 각각에 (100Mbps)10Mbps의 대역폭을 제공한다. LAN의 형태 및 성능을 획기적 으로 개선하는데 큰 공헌을 한 스위치의 장점은 가상(Virtual)LAN을 지원할 수 있다는 점 이다. 가상LAN은 최근 각광받고 있는 LAN 방식으로 기존에 설치된 LAN의 물리적인 형 태와 관계없이 자유자재로 LAN 세그먼트를 조절할 수 있는 게 장점이다. 이에 따라 과거 에 허브가 위치했던 와이어링클로젯은 모두 스위치가 차지하는 추세다.◆브리지(Bridge)
◎ OSI(Open System Interconnection) 7 Layer국제 표준화협회(ISO; International Organization for Standardization)가 컴퓨터 통신 구조의 모델과 앞으로 개발될 프로토콜의 표준적인 뼈대를 제공하기 위해서 1984년 OSI참조 모델을 발표하였다.OSI참조 모델은 응용 프로그램의 정보가 네트워크 매체를 통해 다른 컴퓨터에 어떻게 전달되는가를 설명한다.실제로 대부분의 프로토콜들은 OSI참조 모델을 기반으로 하지만 정확히 일치하지는 않으며 다소 추상적 개념으로 존재한다.1. OSI 모델의 정의와 역할OSI란 Open System Interconnection의 약자이며, 일곱 개의 계층에 구현되는 네트워크 프레임워크를 정의하여 범세계적인 통신을 위해 이용되는 ISO 표준을 의미합니다.1977년에 IEEE(Institute of Electrical and Electronic Engineers)와 ISO(International Organization for Standardization)은 개방형 시스템간의 연결에 관련된 표준 기술을 처음으 로 발표하였는 데 이것이 OSI모델입니다.이런 OSI표준의 목적은 장비를 제조하는 업체와 상관없이 네트워크 장비기리 서로 표준 적인 연결이 가능하도록 하는 틀을 제공하는 것입니다.이렇게 범용적으로 받아들여질 수 있는 표준 틀을 설정함으로써, 네트워크 장비 제조 업 체는 개방형 시스템 환경에서 어떤 장비끼리라도 상호 정보 처리가 가능하게 되었습니다.2. 왜 계층구조로 나누었을까?protocol stack (protocol suit, protocol familly)의 설계, 구현, 분석, 테스트, 수정, 변경, 보 완을 용이 하기 위해서 이다. 따라서 각 계층은 통신을 위해 관련된 일만 수행하며 각 계 층은 하위 계층의 서비스를 이용하여 상위 계층에 서비스를 제공한다.Application Layer, Presentation Layer, Session Layer은 네트워크에 독립적이며 Application에 관여한다.Physical Layer, Datalink Layer, Network Layer은 네트워크에 의존적이며 Transport Layer와 함께 데이터 전송을 관여한다.3. OSI 7 Layer 의 기능◆ 1 계층 : 물리 층(Physical Layer)물리 층은 시스템간에 물리적 링크를 작동시키거나 유지하며 전기, 기계, 절차 그리고 기능적 측면의 문제들을 정의한다.◆ 2 계층 : 데이터 링크 층(데이터-link Layer)데이터 링크 층은 물리적 링크를 통한 신뢰성 있는 데이터 전송을 제공한다. 이 계층은 물리적 어드레싱, 네트워크 토폴로지, 회선 사용 규칙, 오류 검출, 프레임 전달 그리고 흐름 제어 등에 관계한다.◆ 3 계층 : 네트워크 층(Network Layer)네트워크 층은 다른 장소에 위치한 두 시스템간에 연결성과 경로 선택을 제공한다. 라우팅 프로토콜이 서로 연결된 네트워크를 통한 최적 경로를 선택하며 네트워크 층의 프로토콜은 선택된 경로를 따라 정보를 보낸다.◆ 4 계층 : 트랜스포트 층(Transport Layer)애플리케이션, 프리젠테이션, 그리고 세션 층이 애플리케이션에 관련되어 있다면 하위의 네 계층은 데이터 전송에 관련되어 있다. 트랜스포트 층은 데이터 전송 서비스를 제공하는 층이다. 즉 인터네트워크 상에서 얼마나 신뢰성 있는 데이터 전송이 이루어지는가 등의 문제에 트랜스포트 층이 관련되어 있다. 신뢰성 있는 서비스를 제공하기 위해 트랜스포트 층은 가상 회로의 구축, 유지 및 종료, 전송 오류 검출 및 복구 그리고 정보 흐름 제어의 절차를 제공한다.◆ 5 계층 : 세션 층(Session Layer)세션 층은 애플리케이션간에 세션을 구축하고 관리하며 종료시키는 역할을 하는 층이다. 세션 층은 프리젠테이션 층 사이의 대화를 동기 시키며 데이터 교환을 관리한다.
◎ TCP/IP [ transmission control protocol/internet protocol ]1. 요약인터넷상에서 호스트들을 서로 연결시키는 데 사용되는 통신 프로토콜.2. 본문기종이 서로 다른 컴퓨터 시스템을 서로 연결해 데이터를 전송하기 위한 통신 프로토콜으 로서 1980년 초 미국 국방부가 제정하였다. 유닉스(UNIX) 운영체제 내에 채용되었으며 인 터넷에도 사용되었고, 유닉스와 인터넷 사용이 늘어나면서 TCP/IP는 네트워크 상에서 데 이터를 전송하는 표준이 되었다.미국 국방부에서 구축한 전산망인 알파넷(ARANET)에서 개발된 프로토콜으로서 1983년 1월 알파넷에서 NCP 대신에 이 표준을 사용하였다. 그 후에 알파넷에서 Milnet를 독립시 키고, 이 두 네트워크 사이의 통신으로 인터넷을 이용할 무렵 미국 방위통신청 (DCA;Defense Communication Agency)이 모든 알파넷을 이용하는 호스트 컴퓨터를 TCP/IP로 사용하도록 한 것이 시초가 되었다.TCP/IP의 기본 서비스에는 원격 로그인, 파일전송 및 전자우편이 있다. 이 밖에도 TCP/IP에 의해 연결된 네트워크 장치는 LAN 노드(node)의 물리적인 주소를 살핀다든지, 기기의 영문자를 숫자명으로 매핑한다든지, 네트워크를 관리한다든지 하는 등의 작업을 할 수 있다. 독립적인 개방형 구조로서 이들 일련의 프로토콜은 호스트의 하드웨어·운영체 제·접속매체의 차이와 관계없이 동작되도록 설계되어 있다.인터넷상에서 가장 많이 사용되는 프로토콜로서 거의 표준이 되가고 있습니다. TCP/IP 는 유닉스의 표준 프로토콜로 자리잡고 있었으므로 인터넷상에서도 TCP/ IP가 표준으로 자리잡게 되었습니다. TCP/IP의 프로토콜은 여러 종류가 있으나 그 가운데 기본적인 프로 토콜은 TCP(Transmission Control protocol)와 IP(Internet Protocol)로 구성됩니다. 파일 전송을 다루는 FTP, 메일 전송을 다루는 프로토콜인 SMTP, 원격로그인이 가능한 Telnet, 네트워크 파일 시스템인 NFS 등 이러한 프로토콜은 TCP/IP기반 의 프로토콜입니다.3. TCP/IP의 목적① 기반 네트워크 기술 및 호스트 컴퓨터의 아키텍쳐로 부터의 독립② 네트워크 전체를 흐르는 연결성③ 종단간의 수신 확인(Acknowledgement)④ 응용 계층 프로토콜의 표준화4. TCP/IP의 주요 특징① 네트워크 비연결 프로토콜② 노드는 패킷 컴퓨터일 것③ 동적 경로 할당(Dynamic Routing)④ 트랜스포트 프로토콜에 보안 기능 제공⑤ 공통 기반의 응용 프로그램 제공TCP/IP는 OSI의 세션 계층과 프리젠테이션 계층이 없다. 그 이유는 TCP/IP에서는 두 계층의 기능을 응용 계층의 일부로 간주하기 때문이다. TCP/IP는 전송 매체와 독립적이므로 이더넷상에서 또는 광역망 상에서 모두 운영 가능하다. 다음 그림은 TCP/IP 구조와 OSI 구조사이의 관계이다. TCP/IP와 OS ArchitectureICMP(Internet Control Message Protocol)는 IP에 관한 오류 및 진단 정보를 제공한다. 트랜스포트 계층은 TCP(Transmission Control Protocol)와 UDP(User Datagaram Protocol)등을 기반으로 하고 있다.
![[제어공학]리니어 모터 실험](https://image4.happycampus.com/Production/thumbnail/2006/04/25/data4124569-0001.jpg)
[제어공학]리니어 모터 실험
