Chiarimenti Su Regolazione Svolgitore/avvolgitore (Metodo Orsini)

[Pio Francesco Palladino]

Salve a tutti,

avrei dei dubbi sul metodo di regolazione utilizzato da Silvio Orsini nel suo corso...

principalmente su metodo di calcolo del del diametro.

Ipotizzando un tempo di scansione PID di 10ms, il tempo di controllo sull'integrale per il cambio di diametro deve essere il medesimo, o conviene che sia maggiore (un multiplo del tempo pid), in maniera da permettere al sistema di reagire e scaricare (in parte) l'integrale???

Nel caso di un tempo maggiore, conviene renderlo dinamico con il diametro (inversamente proporzionale al diametro... oppure agli rpm dell'aspo)???

Altro quesito:

Nel caso di cambio al volo tra gli svolgitori/avvolgitori... come conviene inizializzare il PID del nuovo aspo (quello in lancio) nel momento in cui effettuo il taglio???

Grazie anticipatamente a chiunque voglia rispondermi.

[walterword]

quando fai il taglio oppure quando agganci il materiale sul secondo aspo

[Livio Orsini]

avrei dei dubbi sul metodo di regolazione utilizzato da Silvio Orsini nel suo corso...

Presumo che tu ti riferisca a questo.

Se è proprio questo cominciamo con il precisare che il mio nome è Livio e non Silvio. Ci tengo! poi scambiarmi con un Silvio.......

Ora veniamo alla domanda specifica.

Prima cosa: il controllo di aspo, come è scritto nel titolo del capitolo, è tramite servo diametro, quindi a loop aperto, quindi non c'è nessun PID.

Non c'è nemmeno nessun integrale da azzerare.

Ora se tu volessi dare dei riferimenti più precisi a cosa ti riferisci, potrei darti delle risposte più mirate.

[Pio Francesco Palladino]

Grazie della risposta "Livio" (mi ero accorto dell'errore ma non so modificare un post già pubblicato)

I miei dubbi erano sulla regolazione tramite PID assistito da ballerino...

considerando che il pid va eseguito in un interrupt a tempo costante (nel mio caso 10ms) mi chiedevo se il controllo del diametro tramite compare sull'integrale del pid, andasse eseguito

con la stessa frequenza o con una più "lenta".... in maniera da far calare l'Integrale sotto la soglia di controllo.

In effetti pensavo di legare il tempo di controllo del diametro, al numero di giri dell'aspo (+ veloce aspo -> + minor tempo tra due controlli)

Per quanto riguarda la seconda domanda, mi chiedevo come inizializzare il PID del secondo aspo al momento del taglio, considerando che il secondo aspo (in lancio) al momento del taglio gira ad una velocità data dalla velocità di linea (+- una correzione di lancio) diviso il diametro iniziale. Conviene inizializzare l'integrale ad un valore tale che sommato al proporzionale mi dia un'uscita nulla???

Dati Macchina:

Max Velocità Linea: 150 m/s

Diametro Min: 100 mm

Diametro Max: 1300 mm

Materiale: Nastro Carta

Attualmente la velocità dell aspo è regolata nel seguente modo

Out_PID: +-100%

Correzione PID : 10% (modificabile)

(V_Linea/(PI*Diam)) * (1 + (Corr_PID/100)*(Out_PID/100))

Spero di essere stato chiaro...

grazie

[walterword]

io scrissi tempo fa un algoritmo per calcolo diametro , formula adattata della spirale

In base al diametro regolavo la velocità angolare ect ect

[Livio Orsini]

io scrissi tempo fa un algoritmo per calcolo diametro , formula adattata della spirale

Walter il calcolo del diametro è banale, o lo si desume dal rapporto delle velocità di due cilindri di cui uno abbia diametro costante e noto, oppure misurando la lunghezza del materiale avvolto in una rivoluzione dell'aspo (o frazione di rivoluzione o multipli di rivoluzione).

Poi ci sono anche metodi in cui si può effettuare una stima del dimatro in base all'evolversi di acluni valori.

In questo caso il rapporto diametro è piuttosto cospiquo: 1 a 13. La velocità della linea però è ......elevatissima. Tanto che mi sorge più di un dubbio sulla correttezza del dato riportato: 150 m/s corrispondono a 540 km ora!

Se la velocità fosse quella indicata dovresti eseguire la regolazione con tempi di campionamento di 1 ms!

Il diametro se lo misuri tramite encoder dovresti fare come ho indicato; marca di zero dell'aspo che attiva un interrutp per leggere al volo il conteggio del materiale avvolto; in questo caso i tempi son determinati dalla velocità angolare del diametro.

Molto però dipende dallo spessore del materiale, quindi dalla velocità con cui varia il diametro. ma qui si aprirebbe un discorso lunghissimo che non può essere fatto in questo sapzio.

Sono anni che ho iniziato la scrittura del compendio universale dei regolatori per avvolgitori, ma è fermo a metà del guado; abbiate fede un giorno o l'artro lo finirò, anche perchè gli anni passano e me ne rimangono sempre meno.

La velocità di rotazione deve essere tale che la velocità periferica sia identica alla velocità del materiale, a questo punto inizia la sequenza rotazione, incollaggio taglio.

Il reset dell'integrale avviene nel momento in cui il secondo aspo entra in regolazione, ovvero nel momento del taglio del materiale. In questo momento abiliti il PID che precedentemente, al comando di taglio, avevi disabilitato.

Se il regolatore è ben fatto ci saranno 2 camandi: abiklitazione-disabilitazione PID e reset integrale.

Modificato: 10 aprile 2015 da Livio Orsini

[Pio Francesco Palladino]

scusate errore grave.... 150 m/min

Livio mi riferivo al metodo dove incrementavi o decrementavi il diametro osservando la quotaparte integrale del pid...

lo so che il reset va fatto al taglio... ma non conviene usare una funzione bumplees???

Modificato: 10 aprile 2015 da Pio Francesco Palladino

[Pio Francesco Palladino]

Pseudo code Orsini

int PID (int val_cons)

{

……………..

error = val_cons - AD_Conv;

P = error * Kp;

if Ki > 0 {

i_inst = error * Ki;

I = I + i_inst;

/* si ricava il nuovo valore di diametro */

if (I > Upper_I_Limit) D_att = D_att – delta_dia;

if (I < Lower_I_Limit) D_att = D_att + delta_dia;

}

else I = 0;

if Kd > 0 {

D = Kd * (AD_Conv – old_ AD_Conv);

old_ AD_Conv = AD_Conv;

if (D > Upper_D_Limit) D = Upper_D_Limit;

if (D < Lower_D_Limit) D = Lower_D_Limit;

}

else D = 0;

omega = V_lin / D_att; /* calcolo del feed forward; V_lin è la velocità della linea */

Corr = P + I + D;

Out_Corr = Corr * omega * K_omega; /*K_omega è il reciproco del max. valore di omega */

Out = Out_Corr + omega;

if ( Out > Upper_Total_limit) Out = Upper_Total_limit;

if (Out < Lower_Total_limit) Out = Lower_Total_limit;

DA_Conv = Out;

Return (DA_Conv);

}

Se la parte in neretto viene eseguita ad ogni ciclo del PID non rischio di incrementare/decrementare eccessivamente il diametro prima che il ballerino risponda cambiando verso all'errore??

Modificato: 10 aprile 2015 da Pio Francesco Palladino

[Livio Orsini]

non rischio di incrementare/decrementare eccessivamente il diametro prima che il ballerino risponda cambiando verso all'errore??

Prima di tutto ogni parte del sistema deve essere adattata al......sistema.

Cerco di spiegare.

Se esegui la regolazione ogni 10 ms significa che il tutto il sistema è in grado di rispondere a questa velocità, altrimenti il sistema sarebbe instabile.

Secondariamente anche il delta_dia si può considerare come un coefficiente proporzionale. La differenza di diametro provoca una proporzionale variazione di feed forward. Se la variazione è troppo grande vedrai il ballerino muoversi a gradino verso l'alto o verso il basso, per poi recuperare la posizione man mano che ha effeto la variazione d'integrale.

Se invece la variazione di diametro ha un'entità giusta, allora il ballerino praticamente non simuove e l'integrale ritorna "lentamente" a regime.

Nella pratica, se tutto è corretto, vedrai il ballerino che oscilla leggermente attorno al suo valore centrale e l'integrale che oscilla a cavallo del limite impostato.

Ovviamente con diametri piccoli la correzione è più frequente perchè il diametro varia più velocemente.

Attenzione visti i rapporti diametri è molto importante come pesano le ricalibrazioni dei guadagni in funzione del diametro.

lo so che il reset va fatto al taglio... ma non conviene usare una funzione bumplees

Ma è bumpless!

Ovviamente se hai fatto tutto ammodino.

Ho fatto delle rotative che andavan 10 volte più veloci della tua macchina, dove il cambio di svolgitore praticamente non causava variazioni significative al ballerino; questo è importantissimo perchè le varaizioni possono comunque causare variazioni di registro.

Oviamente il cambio deve essere eseguito in modo corretto con la velocità angolare perfettamente sincronizzata.

[Pio Francesco Palladino]

grazie ancora per la risposta....

Ma è bumpless!

Ovviamente se hai fatto tutto ammodino.

Il reset dell'integrale avviene nel momento in cui il secondo aspo entra in regolazione, ovvero nel momento del taglio del materiale. In questo momento abiliti il PID che precedentemente, al comando di taglio, avevi disabilitato.

scusa ma non ho capito, cosa intendi per reset... lo metti a 0 o lo metti a uguale a -(Kp*Err) ???

Che valore di soglia di Integrale mi consigli per la variazione del diametro???

La variazione del guadagno conviene farla linearmente tra un valore a diametro min e uno a diametro max???

[Livio Orsini]

Quando inizi con un nuovo aspo l'integrale va azzerato. Ricorda che il compito dell'integrale è azzerare l'errore. Se poni l'integrale eguale al negativo della correzione proporzionale azzeri la correzione istantanea creando un errore ancora maggiore. Devessere il regolatore che va a regime.

Se hai fatto le cose per bene come sincronizzazione, al momento del cambio, l'errore sarà molto piccolo ed il ballerino si sposta di poco.

Che valore di soglia di Integrale mi consigli per la variazione del diametro???

Questo dipende dalle caratteristiche della macchina. Addirittura la soglia porebbe essere variabile in funzione dei materiali e/o del diametro. Ma qui si entra nello specialistico.

La variazione del guadagno conviene farla linearmente tra un valore a diametro min e uno a diametro max???

Ragiona sul perchè è necessario fare questo adattamento. In effetti è il guadagno del sistema che varia con la velocità e con il diametro.

L'incidenza della correzione deve essere costante, in percentuale, rispetto al feed forward.

Poi ragiona un poco su cosa corrisponde, in termini di radianti, una variazione di posizione del ballerino a diametro minimo ed a diametro massimo.

[Pio Francesco Palladino]

Ok ragioniamo....

(scusami ma sono un po duro a capire)

Ragiona sul perchè è necessario fare questo adattamento. In effetti è il guadagno del sistema che varia con la velocità e con il diametro.

L'incidenza della correzione deve essere costante, in percentuale, rispetto al feed forward.

Poi ragiona un poco su cosa corrisponde, in termini di radianti, una variazione di posizione del ballerino a diametro minimo ed a diametro massimo.

Nel mio caso abbiamo:

Velocità linea: 150 m/min

Diametro minimo: 0.1 m

Diametro massimo 1.3 m

Velocità del subbio massima: 150/(PI*0.1) = 477.46 rpm

Velocità del subbio minima: 150/(PI*1.3) = 36.728 rpm

Considerando un contributo del P.I.(D.) pari al +-10% sul feed-forward

avrei una variazione del rifermento di:

al diametro minimo: +-47.746 rpm

al diametro massimo: +- 3.673 rpm

calcolando la velocità dell'aspo nel seguente modo:

RPM_Aspo = (V_Linea/(PI*Diam)) * (1 + (Corr_PID/100)*(Out_PID/100))

dove:

Corr_Pid = 10%

Out_Pid =+-100%

devo comunque ricalibrare i guadagni del P al variare del diametro???

Grazie ancore per le risposte date....

[Livio Orsini]

Devi fare in modo che la correzione sia % eguale, per eguali errori, qualunque sia la velocità angolare dell'aspo.

La velocità angolare dell'aspo varia sia in funzione della velocità della linea, sian in funzione del diametro dell'aspo.

[Pio Francesco Palladino]

E' quindi giusto che, a parità di velocità di linea e a parità di errore, la correzione ( in rpm) sia maggiore a diametri piccoli e minore a diametri grandi?

[Livio Orsini]

Si

[walterword]

150 m/sec sono elevati , io ricordo nelle acciaierie nel decappaggio al massimo 700 mt/min

mah....neanche un laminatoio e' cosi veloce

[Pio Francesco Palladino]

150 m/sec sono elevati , io ricordo nelle acciaierie nel decappaggio al massimo 700 mt/min

mah....neanche un laminatoio e' cosi veloce

avevo già corretto.... la velocità è di 150 m/min

qualcuno di voi ha usato il metodo di calcolo del diametro integrando le velocità di linea e del'aspo???

[Livio Orsini]

Se ragioni su quanto ho scritto sul sitema ad anello aperto, ti accorgerai che è proprio quello il metodo che uso per calcolare il diametro in alcuni casi

L'integrale della velocità è lo spazio.

Se integri le velocità del materiele per un tempo equivalente ad n rotazioni dell'aspo ottieni la lunghezza equivalente alle n circonferenze.

Il metodo di stima usato in questo caso permette di stimare il diametro senza dover far uso di traduttori.

Da prove e verifiche fatte ti assicuro che la precisione è cpmparabile con quella ottenuta con la misura per integrazione.

Per curiosità da dove hai tratto quelle righe in inglese? Assomigliano molto ad un manuale di un sistema che misi a punto per una grande (allora) multinazionale produttrice di pellicole e carte fotografiche.

Modificato: 14 aprile 2015 da Livio Orsini

[Pio Francesco Palladino]

da un manuale usa.siemens.converting.... penso che la tua linea fosse della K....k

Qundi facendo:

S= (Vlinea*dt) + S

Rad= (Omega*dt) + Rad

Ottengo D = 2S / Rad

dove dt è il tempo di campionamento (piu dt è piccolo maggiore è la precisione di interpolazione)

per una maggiore precisione si potrebbe fare anche l'integrale trapezoidale

[Livio Orsini]

Quell'algoritmo mi sembra un Ufficio Complicazioni Affari Semplici (UCAS)

Se proprio vuoi avere la massima precisione devi avere un rullo di misura immediatamente prima dell'aspo; conti gli impulsi ad ogni rivoluzione dell'aspo ed hai l'esatta circonferenza dell'aspo.

Se usi sensori di velocità analogici il diamotro aspo è dato dal rapporto di velocità tra la tachimetrica della linea e quella della velocità angolare dell'aspo, moltiplicata per un coefficiente proporzionale al diame tro del rullo di misura velocità di linea.