Controllo Posizione - Asse elettrico controllato in posizione

[ccqqbebe2]

Buongiorno a tutti,

data la mia ignoranza in elettronica vi prego di darmi una mano.

Ho un posizionatore elettrico costituito da:

- motore elettrico asincrono dotato di encoder e controllato tramite un inverter

- il motore fa girare una vite senza fine

- La vite senza fine fa traslare una chiocciola a cui è solidale il carico.

Vorrei gestire il tutto come un asse elettrico dalla posizione programmabile. La precisione di posizionamento richiesta è nell'ordine di 0.5 mm. Premesso che i rapporto tra inerzia del carico e quella del motore è pari a 5 e che la coppia del motore è sufficiente per il carico vi domando:

- Qual'è il modo più economico in termini di hardware e software per realizzare quanto sopra?

- Può essere utilizzato un plc o è necessario un CN?

- Se uso il plc è necessario di dotarlo di modulo "motion control"?

- Ho letto in questo forum che ci sono degli inverter vettoriali che hanno delle funzionalità aggiuntive, potrebbero andarmi bene?

- Infine potreste indicarmi anche marca e modello dell'hardware che mi servirebbe?

Ringrazio anticipatamente chi mi potesse dare una mano

Nicola

[Mario Maggi]

Caro Nicola,

prima di tutto devi dare delle indicazioni sulle esigenze di tempi di risposta ridotti.

Un conto e' posizionare in un secondo, un conto in un centesimo di secondo.

Dai anche un'idea del sistema, di che potenza e dimensioni si parla .... 0,5 mm su 10 mm o su 10 metri?

Ciao

Mario

[Livio Orsini]

Caro Nicola, come ha già scritto Mario i dati sono importantissimi per poter dare una risposta il più possibile corretta.

data la mia ignoranza in elettronica vi prego di darmi una mano.

Ora vista la tua dichiarata ingnoranza, ti elenco i dati indispensabili.

Momento di inerzia del carico

Momento d'inerzia della trasmissione (vite ciocciola, etc)

Momento d'inerzia del motore

Rapporto totale di trasmissione: un giro asse mottore = n mm di traslazione

Lunghezza massima della traslazione

Accelerazione massima

Velocità lineare massima

Numero di impulsi/giro dell'encoder (che da quanto scrivi sembra calettato sul motore, se non è così specifica dove)

Tipo di inverter: V/f o vetoriale

Potenza e rpm nominali del motore asincrono

La precisione richiesta l'hai gia data.

Modificato: 16 ottobre 2004 da Livio Orsini

[Colombani]

Ho il sospetto che la chiocciola durante la traslazione potrebbe prima o poi incontrare la fine di quella vitesenzafine!

[ccqqbebe2]

Grazie per avermi segnalato le lacune.

I dati aggiuntivi sono:

- corsa massima di traslazione: 400 mm

- Velocità massima di traslazione 150 mm/s pari a 1500 rpm del motore elettrico.

- Rapporto totale di trasmissione: 1 giro motore = 6 mm di traslazione del carico

- Accelerazione = decelerazione = 200 mm/s2

- Massa da movimentare : 30 kg (compresa la chiocciola)

- Rapporto tra l'inerzia del carico e inerzia del motore (vite senza fine compresa) = 5

- L'encoder è calettato direttamente sul motore ed ha 1000 imp/giro

- Potenza del motore 0.55 kW

Riguardo al tipo di inverter, vorrei che mi deste voi un suggerimento.

Aggiungo a quanto precedentemente detto che la macchina che comprende questo movimento elettrico dovrà essere gestita da un PLC.

Spero che i dati siano ora completi.

Grazie

Nicola

[Livio Orsini]

Rapporto tra l'inerzia del carico e inerzia del motore (vite senza fine compresa) = 5

Cosa significa? Che il motore "vede" un Jtotale do 5km^2? O che l'inerzia del carico e della trasmissione riportate al motore sono 5 volte la J del motore? Ma a questo punto quanto è la J del motore, anche se vosta la taglia è possibile ipotizzarla con sufficiente approssimazione.

Per quanto riguarda il tipo di inverter dipende da cosa hai bisogno a bassi giri: se non hai bisogno di tanta coppia a bassi giri (<30% della coppia max fino 10Hz, tanto per fare un esempio grossolano) puoi usare un V/f, se no sei obbligato ad usare un vettoriale. Io comunque userei sempre un vettoriale, visto che con queste potenze la differenza di costo è minuma, a meno che tu debba costruure parecchie decine di nacchine. Come inverter, personalmente, sceglierei Yaskawa-Omron o Mitsubishi.

Se devi usare un PLC per fare il posizionatore dipende cosa devi fare oltre a queto. Ipotizzando il solo posizionatore e la relativa automazione, qualsiasi piccolo PLC moderno va bene, S7-224, p.e., ma ce ne sono tanti ed anche migliori; dipende dalle tue preferenze. Se vai alla sezione didattica c'è un mio tutorial sui controlli e, tra l'altro, trovi anche un esempio con S7-214, per un posizionatore.

Ricorda di mettere i fine corsa elettromeccanici, e di verificare che l'encoder abbua la marca di zero.

Sapere quanta inerzia vede il motore serve per verificare se il motore è in grado di effetture la traslazione con le prestazioni richieste in accelerazione e velocità.

Nella sezione azionamenti e motori elettrici c'è un mio tutorial pratico su come dimensionare un motore elettrico.

[claudio.billo]

Sono una new entry fresca fresca di stamane.

Ho finalmente incontrato un sito interessantissimo e ne sono veramente entusisiasta.

Opero da anni nell'automazione ed in particolare sui posizionamenti.

Sono d'accordo con il Sig. Livio Orsini per la soluzione prospettata ma non sono d'accordo per i mezzi consigliati.

Sono un CAMPANILISTA CONVINTISSIMO!!!

Nella mia carriera ho anch'io cominciato con i prodotti stranieri citati nella risposta, ma poi ho trovato nel ns. mercato italiano prodotti di casa nostra che nulla hanno da invidiare alla Siemens, Omron, Matsushita, etc, con un costo notevolmente inferiore e particolarmente indicati per il Motion Control: sto parlando di aziende vicentine quali QEM srl per i PLC (www.qem.it) e TDEMACNO per convertitori cc ed inverters, V/F e vettoriali(www.tdemacno.it).

Per la parte PLC in particolare la ditta succitata offre soluzioni d'avanguardia e pacchetti preconfezionati (nonché assistenza telefonica o corsi dedicati e specifici) di applicazioni funzionanti, frutto della collaborazione fattiva con gli applicatori esterni che hanno già sperimentato in campo le applicazioni fornite nei pacchetti, la cui implementazione risulta pertanto di sicuro funzionamento e molto semplice.

La soluzione del caso presentato già si trova nei pacchetti sviluppati ed è indipendente dall'hardware prescelto (leggi inverter). E' sufficiente impostare i dati di corsa, acc/dec min/max e max velocita riferita all-encoder ed il gioco e fatto.

Buon lavoro

Claudio Billo

[Livio Orsini]

Per la parte PLC in particolare la ditta succitata offre soluzioni d'avanguardia e pacchetti preconfezionati .....

Io notoriamente sono un malpensante, e questa mi pare un tentativo di sponsorizzazione

claudio.billo sei un nuovo entrato e quindi non sai che i tentativi pubblicitari non sono molto apprezzati, anche perchè è facile ritorceli contro il....mandante.

Se ho pensato male, ma spesso c'indovino, prendila come un'informazione; altrimenti leggiti bene il regolamento.

Poi sullo specifico.

Sono anch'io un nazionalista, lo puoi capire bene se ti rileggi alcuni miei post, però esiste l'evidenza dei fatti.

L'evidenza dice che l'insieme composto da: affidabilità, prestazioni e prezzo non gioca a favore dei produttori nazionali.

Per inciso conosco piuttosto bene i prodotti delle due aziende che citi: sono dei buoni prodotti con qualche problema ogni tanto. Per gli inverter specialmente non ritengo che si possa comparare l'affidabilità del prodotto italiano con quella dei due giapponesi che ho citato. Questo è un parere personale derivante dalle esperienze applicative.

Modificato: 17 ottobre 2004 da Livio Orsini

[ccqqbebe]

Innanzitutto esprimo un sentito ringraziamento a Livio Orsini per i preziosi consigli.

Completo i dati richiesti con l'inerzia del motore.

Essa è pari a 5*10^-4 kg*m2.

A riguardo dei rapporti di inerzia non vorrei aver fatto qualche errore.

Andrò subito a leggere i tutorial che mi hai citato.

Un grazie ancora perchè ogni consilio è prezioso.

Nicola

[claudio.billo]

Al Sig. Livio Orsini.

Rispetto e ringraziamenti per la risposta.

Anche nel suo articolo, se non ho letto male, Lei ha citato marche e modelli specifici: pertanto io mi sono semplicemente conformato. Ho ritenuto normale fornire parametri di confronto come lei stesso ha fatto.

Uso regolarmente anche i prodotti che Lei ha citato (non ho sposato le ditte da me citate come non ho sposato le altre da Lei citate. Utilizzo sempre i prodotti che i clienti chiedono: io consiglio, loro impongono!) e "qualche problema" ce l'hanno anche loro, a volte forse troppi, ma sono sempre riuscito ad uscirne in bellezza, grazie all'assistenza tecnica delle Ditte da Lei e da me citate.

Gradirei però conoscere i problemi da Lei rilevati nelle due marche da me citate: mi servono per accumulare esperienze costruttive, evitare errori e produrre bene visto che sono molto propenso ad utilizzare tali prodotti che, fino ad ora, soverchi problemi proprio proprio non me ne hanno dati; tutto nella normalità diciamo, anche in macchine d'una certa rilevanza tecnologica, fornendomi comunque prestazioni buone e ripetitive nel tempo (fino ad 8 anni di continuità lavorativa, spesso a 24 ore al giorno, senza mai un intervento di assistenza credo possano bastare per definire un prodotto affidabile). Se poi emerge un problema in fase di collaudo, beh! Amen. Si aggiusta e si va.

Il collaudo serve per questo e per tutti i prodotti in commercio.

Con i distinti saluti ringrazio sentitamente e attendo per conoscere le problematiche da Lei riscontrate.

Claudio Billo

[Livio Orsini]

claudio.billo, prima di tutto niente formalismi, questo forum è una riunione di amici e colleghi che discutono di problemi comuni cercando di aiutarsi.

Relativamente all'affidabilità dei prodotti usati per me fanno testo alcuni parametri come:

monto il componente, seguo le procedure di taratura e poi me lo dimentico

se uso un componente nuovo, cioè un componente su cui non ho esperienza pratica, posso fidarmi completamente dei dati della documentazione. In altri termini non ho sorprese.

Avere problemi di componenti in fase di collaudo non mi va, ce ne sono a sufficienza per la messa a punto del sistema.

Poi c'è il problema dei guasti durante ul funzionamento. Se l'azienda A in un mese produce un numero maggiore di componenti di quanti ne produce in un anno l'azienda B deve avere un'affidabilità maggiore, sempre se confrontiamo categorie omogenee di prodotti. Io ho notato che esiste, in percentuale, quasi un'ordine di grandezza del numero di guasti in periodo di garanzia.

[claudio.billo]

Al Sig. Livio Orsini.

Ho capito: abbiamo due ottiche diverse di valutazione. Non è un problema: a Lei la sua ed a me la mia.

Sempre ben felice di apportare qualche mia povera esperienza funzionante se a qualcuno potrà servire.

Siamo qui per questo, no?

Distinti saluti

Claudio Billo

[ccqqbebe]

Se vai alla sezione didattica c'è un mio tutorial sui controlli e, tra l'altro, trovi anche un esempio con S7-214, per un posizionatore.

Ciao Livio,

sono andato nella sezione didattica ma non sono riuscito a trovare questo tutorial. Come posso trovarlo?

Ho scaricato invece quello dei motori elettrici, e l'ho trovato eccezionale.

Nicola

[SimoneBaldini]

Per l'hardware economico ma funzionale direi:

Nuova Elettronica PRG911

Programmatore monoasse comprensivo di ingresso encoder, uscita direzionabile (avanti/indietro) e lento/veloce. Altre funzioni sono già di serie. Visore, tastiera numerica. Recuper giochi, parametri macchina inseribili e/o autoadattabili. Costo circa 500,00 euro.

http://www.trivenetaimpianti.com/italiano/...o/posizion.html

A questo aggiungi encoder, inverter Altivar11 (o similare), motore autofrenato.

Io uso anche ESA ma il costo è decisamente maggiore (ma anche le caratteristiche)

http://www.esagv.it/home.nsf/HTML/Homeframe

[Nicola Carlotto]

per l'inverter usa un atv31 della telemecanique a bassi giri ha coppia da vendere

per il controllo di posizione a basso costo ti conviene usare un plc tipo cpm2a omron oppure s7200 siemens

sfruttandone i conteggi veloci bidirezionali.

per le zone di allarme puoi creare dei limiti software sul contatore bidirezionale assoluto.

ciao NiCa.

p.s. bravo billo che spingi l'industria nazionale.

ciao a tutti

[Livio Orsini]

Per ccqqbebe il link è questo Nell'appendice ci sono i links per scaricare gli esempi

Modificato: 22 ottobre 2004 da Livio Orsini

[claudio.billo]

Ringrazio NICA per l'apprezzamento (spero).

Con Siemens, Telemecanique e Nais Matsushita altri mi hanno "soffiato" il software da me sviluppato.

Con la ditta da me citata ancora oggi sono e resterò proprietario del software, e ne faccio ciò che voglio.

Fino ad oggi nessuno si è fatto macchine con il mio lavoro.

Ritengo inoltre che in Italia abbiamo tecnologia da vendere (€ permettendo!) e non molto abbiamo da imparare e acquistare all'estero. Vorrei dire che dovremmo essere abbastanza autosufficienti.

Girando il mondo, come faccio io, spesso ho avuto modo di sentire gli apprezzamente verso la nostra tecnologia ed i nostri tecnici che operano all'estero: sono tra i più ricercati.

Penso di non avere altro da aggiungere.

Ciao a tutti.

[Mauro Rubinetti]

Non voglio entrare in merito a marche particolari, ma mi chiedevo se il PLC esiste già e si tratta di aggiungere il sistema di posizionamento o è qualcosa di nuovo.

Se si tratta di un'apparecchiatura nuova e gli I/O di controllo non sono molti esistono inverter che con schede di ampliamento sono in grado di gestire i comandi.

Per restare in tema di semplicità di avviamento hanno un software semplice e intuitivo, se si utilizza il motore della stessa ditta all'interno del programma per la messa in servizio basta inserire il modello del motore e il software parametrizza buona parte dei parametri, dopo di che non resta che l'ottimizzazione se lo si ritiene necessario.

Questo non vuol essere un rivoluzionamento delle idee iniziali, ma dalla mia esperienza posso dire che ne ho tratto benefici.

[claudio.billo]

Il PLC esite già, software compreso. E' sufficiente implementarlo nel contesto della macchina.

Per le apparecchiature già le conosco e adotto in alcuni rari casi di revamping.

Grazie comunque per la segnalazione.

Può sempre tornar utile a qualcuno.

Ciao

[Nicola Carlotto]

utilizzando plc omron e la password sys49 e'molto difficile fregare il programma.

ciao

NiCa

[Livio Orsini]

L'ultimo post mi offre l'ocasione per una riflessione, un poco "ot" con la discussione, ma che riguarda tutti noi.

utilizzando plc omron e la password sys49 e'molto difficile fregare il programma

Se uno vuole, ed è capace, la protezione si può saltare.

Rimane il problema di fondo.

Chi conosce le prblematiche relative all'impianto non trae eccessivo giovamento dal copiare il software altrui. L'unico vantaggio che se ne può trarre è, eventualmente, conoscere un modo diverso per risolvere un problema noto.

Se invece si copia pedissequamente, perchè non si conoscono le problematiche della macchina e/o non si hanno le conoscenze necessarie, non si trae lo stesso molto vantaggio. Magari si riesce a copiare la macchina, ma al primo problema il cliente si trova con le natiche a terra.

Se la scelta di un fornitore "copione" è dovuta al risparmio ad ogni costo ben gli stà: è il giusto contrappasso.

Se invece la scelta è caduta su quel fornitore perchè sembrava affidabile e praticava prezzi inferiori è quasi lo stesso. Cerco di chiarire meglio il concetto.

Da alcuni anni si assiste ad un proliferare di fornitori di automazione con poche o nulle conoscenze tecniche. Riescono a mettere insieme una macchina un po' scopiazzando, un po' orecchiando dai fornitori e su internet. Usano programmi "taroccati" (per non spendere in attrezzature), si propongono con qualsiasi PLC. Fanno i programmi "martellando" istruzioni finchè la nacchina bene o male gira (più male che bene).

Il mercato invece di eleiminarli li premia perchè, con la mentalità distorta di questi ultimi anni, si cerca di spendere sempre meno e sembra naturale che ti "regalino" la progettazione.

Cosa si pensa di fare per proteggere il cliente?

Ma un'apposita legge, perbacco! Il fornitore dovrà essere certificato da appositi enti, dovrà fare cosrsi a pagamento (salato) che non insegnano niente, ma ingrassano gli enti che li gestiscono. Risultato finale: avremo incompetenti certificati!

Credete che il mio sia pessimismo esagerato? Informatevi bene e, dopo, vi sembrerò un inguaribile ottimista!

Modificato: 30 ottobre 2004 da Livio Orsini

[Nicola Carlotto]

Caro livio concordo con te riguardo l'etica professionale ed anche riguardo al proramma fatto per una automazione esclusiva , ma quando il cliente meccanico propone macchine di serie non si fa scrupoli ad adottare programmi copiati senza commenti , magari modificabili da un principiante.

In 14 anni di esperienza da imprenditore di clienti cosi' ne ho incontrati parecchi.

Tutte le motivazioni da te elencate sono valide , ma in quel momento il "copiatore" ti fotte il lavoro e tu rimani a piedi.

Perche' allora non ricercare dei prodotti con protezioni difficili da sormontare almeno dai principianti ?

ciao

NiCa

[Livio Orsini]

Ci sono svariati sistemi di protezione, il migliore è sempre quello di non adottare...un PLC, ma un sistema embedde che, molto spesso, per piccole macchine è anche più economico. Però, ripeto, se dall'altra parte ci sono voglia e competenza le protezioni saltano.

[SimoneBaldini]

Concordo col fatto che nessuna protezione è inviolabile, ma basta adottare piccoli accorgimenti per rendere incomprensibile un codice. Certo per la copia identica non ci si puo' fare nulla, ma si puo' rendere impossibile la modifica e quindi l'implementazione che nel nostro campo è molto importante e forse direi fondamentale.

[claudio.billo]

Rientro dopo un pò nello scambio di idee che,sto vedendo, sono molte ed interesanti.

Sono d'accordo con Livio nel constatare la prolificità di molti PROGRAMMATORI che sono ultimamente entrati nel mercato e che cercano in qualsiasi modo di sopravvivere alla concorrenza di persone da più tempo nel mercato.

Molti di loro sono rimasti senza lavoro, data la situazione economica, e, magari con famiglia a carico e qualche marmocchio, devono pur vivere.

Ne conosco parecchi, e per quanto posso, senza ledere la mia attività, cerco di aiutarli nei modi e tempi che mi [ possibile.

Nel ns. settore IL BUON TECNICO PROGRAMMATORE non dovrebbe temere questi potenziali concorrenti: l'esperto sicuramente offre maggiori garanzie nell'esecuzione del lavoro che non un principiante ancorché fuoruscito da qualche società ben conosciuta.

Ho avuto occasione di chiedere ad alcuni di costoro la loro collaborazione e con essi sono riuscito ad iniziare un rapporto basato sulla correttezza e comunione di risorse ed esperienze che mi ha permesso di acquisire più lavori contemporaneamente e realizzarli con soddisfazione, successo e remunerativi per tutti.

Anche da costoro ho avuto l'opportunità di aumentare il mio bagaglio d'esperienza, pur mantenendo la mia posizione diciamo di manager fruttto della riconosciuta maggiore esperienza che mi ritrovo.

Ora stiamo valutando nuove frontiere con spirito di collaborazione che sicuramente darà i suoi frutti, sempre cercando di utilizzare i ns. prodotti nazionali, che, per me, nulla hanno da invidiare ai prodotti stranieri(e permettono alle aziende italiane di lavorare nonostante la crisi):

Colgo comunque l'occasione per augurare a tutti Voi di migliorare sempre più.

Claudio Billo