Valvola Di Regolazione A Farfalla : Controllo Con ...

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Ciao a tutti, volevo chiedere un parere su quello che vorrei sviluppare per perfezionare una soluzione adottata sino ad ora.

Per eliminare punti di incertezza e rendere affidabile, non ché tracciabile e non manomettibili, gli impianti di combustione, abbiamo convinto con tanta fatica a sostituire il comando delle valvole a farfalla aria-metano, da un solo servo motore (inteso come motore monofase 0:90° in 60 s a 20 Nm) con un motore per ogni valvola.

Dovendo però contrattare sulla soluzione, abbiamo dovuto mantenere il comando tre punti (per ovvi costi, rispetto ad un comando analogico).

La soluzione è funzionante, con una serie di accorgimenti software e l'ovvia retroazione, posso gestire la regolazione che più mi pare e piace, su punti che desidero, il tutto mantenendo una sorta di camme elettronica.

Il problema nasce dal fatto, che rispetto a delle valvole lineari, con ovvie caratteristiche di comando (elettriche o pneumatiche), i tempi di apertura dettano legge, per cui il sistema ha i suoi limiti nella tipologia di curva e nei tempi di risposta per mantenere le camme.

La soluzione più rapida a cui ho pensato è l'eliminazione dei motorini, sostituendoli con degli stepper retroazionati (ovviamente sistemi motore-riduttore), usufruendo cosi di librerie molto più semplici, tratte dal motion che mi darebbero libera programmazione a qualsiasi tipo di curva ed implementazione anche di multi combustibile.

A Parma ho chiesto un po' in giro, per delle soluzioni native motore/riduttore, evitando un abbinamento motore - riduttore terze parti, presupponendo che i costi potessero essere maggiori.

Il problema però è nel limite di coppia, intorno ai 20 Nm, che è tutelativo, ma che al momento non posso ridurre, per mancanza di dati precisi delle forze reagenti sulla farfalla alle varie pressione e portate del gas.

Altra considerazione da fare è che il rapporto di riduzione molto alto degli attuali motori che non permette la reazione sull'albero veloce delle forze agenti sulla farfalla, quindi non c'è la necessità di freni o di mantenere la posizione, dato che la valvola rimane ferma per sia natura. Con gli stepper la cosa andrebbe valutata.

Avete qualche altro aspetto che pensate vada considerato, anche solo per fare delle prove ?

Saluti a tutti e grazie

[Livio Orsini]

Vista la coppia e visto che comunque pensi ad una retroazione perchè non considerare brushless sinusoidali che hanno gia la reazione di posizione sull'albero veloce? Alla fine l'aggravio di costo non dovrebbe essere significativo, in compenso avresti prestazioni e, soprattutto, sicurezza di funzionamento molto migliori.

[ETR]

Ciao Livio, contavo sulla tua risposta, dato il connubio motion/processo.

Ho pensato agli stepper/riduttore per una sola questione di costi, anche sul lato drive. Però proverò a chiedere parallelamente anche ad altri costruttori cosa possono avere come soluzioni.

Dato che il mio sistema è basato su piattaforma B&R pensavo di usare i loro moduli stepper della linea X20, per correnti sino a pochi A (contando sul riduttore). Per i brushless è un pò più onerosa la cosa lato drive.

Utilizzando delle soluzioni che ho già visto montato da alcuni clienti (i riferimenti delle presse per esempio), potrei valutare il loro pacchetto (motore-riduttore-drive), purché riesca ad integrarlo nel mio sistema per il comando e la retroazione (allora dovrei cambiare le librerie e passare al loro sistema SDC).

Vedo quello che trovo.

Ciao

[Adelino Rossi]

sarebbe interessante nonché utile capire di che tipo di impianti di combustione si parla.

c'è ne di tantissimi tipi e il termine è molto generico.

gli impianti possono essere di tipo civile o di tipo industriale, produrre acqua calda o vapore di vari tipi e sopratutto possono essere soggetti a varie certificazioni e controlli.

hanno sia vincoli di sicurezza che di emissioni inquinanti.

Dovendo però contrattare sulla soluzione, abbiamo dovuto mantenere il comando tre punti (per ovvi costi, rispetto ad un comando analogico).

questa frase, (almeno per me) non appare molto comprensibile.

[ETR]

Ciao Adelino, ti rispondo subito in maniera sintetica : impianti di combustione (ho specificato aria metano).

Però potrei dirti ossigeno metano, aria metano idrogeno, aria metano gas esausti, ecc... Comburente + combustibile + accessorio. Oppure anche comburente + combustibile + aspirazione + accessorio.

Io brucio, poi cosa venga fatto con il calore che produco, sono svariati i settori per i quali lavoro e per civile poco e niente, solo qualche applicazione diciamo civile, ma per potenze elevate (condomini ecc...).

Di cam elettroniche ne ho fatte tante con valvole lineari con attuatori (principio di funzionamento elettrico o pneumatico/elettrico) e solitamente sono su processi veloci, dove la regolazione di rapporto mi entra in crisi oppure in transitori che per colpa di qualche processista, i CV delle valvole date per lineari, hanno tutto fuorché l'andamento lineare.

Il caso specifico è su impianti di combustione, dove la regolazione è meccanica, con singolo attuatore, con rinvio a leva sulle singole farfalle. Oppure su quei bruciatori con valvola integrata zero governo aria/metano, con il profilo regolato da una lamella piegata da una serie di brugole su un settore circolare.

In questi casi sfido a garantire delle emissioni inquinanti stabili su tutto il range.

Diciamo che passiamo dal carburatore alla centralina elettronica con diverse mappature e gestione dei consumi, giusto per darti un idea.

Per le sicurezze tutto è gestito nel pieno delle norme, la dove non sia anche richiesta la parte ridondata.

Il concetto di fondo è però che c'è sempre una base di gestione analogica, in corrente e tensione, cosa che prestazionalmente è limitante. Invece elaborare il tutto, come effettivamente è, cioè delle cam elettroniche (per come siete abituati, parliamo di movimenti lenti) permette l'utilizzo di risorse nettamente più prestanti, ma anche più sicure, per certi aspetti.

Per ultimo, ti traduco l'ultima frase : i motori per la valvole sono solitamente comandati a 3 punti, apre, fermo, chiude (raramente con ritorno a molla, solitamente quelle sono per ambito condizionamento e hanno altre forme). Siccome il posizionatore interno, costa notevolmente rispetto a tutto il motore, tutti tendono ad utilizzare questi modelli. La soluzione adottata ora, prevede l'uso di questi oggetti, con retroazione potenziometrica.

Spero di essere stato esaustivo.

Ciao e buona serata

[Livio Orsini]

, prevede l'uso di questi oggetti, con retroazione potenziometrica.

In pratica questo è un servo per modellistica, solo che saràun po' più grosso e potente.

ora dipende dalla posizione richiesta e dalla dinamica ma le soluzioni potrebbero essere diverse: dal servo azionamento in continua o brushless sinusoidale, massimo delle prestazioni, sino all'azionamente con asincrono.

Se la retro azione prevista nel caso specifico, è con potenziometro io penserei a dei brushlee trapezoidali o cc. Costan poco, forse meno degli stepper se la potenza è al limite superiore delgi stepper, consentono delle ottime prestazioni sia in precisione che in velocità. Se usi un riduttore mono direzionale hai anche risolto il problema del fermo.