Jump to content
PLC Forum


Algoritmo Regolazione Riavvolgitore


tiziano_grelettricita
 Share

Recommended Posts

tiziano_grelettricita

Ciao a tutti.

Vi chiedo aiuto per chiarirmi le idee riguardo alla regolazione di tiro su un riavvolgitore.

In particolare l'applicazione è una macchina da stampa su carta (larghezza della striscia dai 100 ai 400 mm a seconda del modello della macchina).

Il riavvolgitore è realizzato con un motore brushless e riduttore 1:2 (trasmissione con pulegge e cinghia dentata) verso il rullo dove viene riavvolto il materiale.

Abbiamo anche una cella di carico per controllare il tiro e un sensore di diametro per sapere le dimensioni della bobina.

Abbiamo realizzato un regolatore PID con feedforward che dà al drive un riferimento di coppia in funzione delle dimensioni della bobina e in modo da mantenere costante il tiro letto dalla cella (il valore di tiro viene impostato dall'operatore).

Il sistema funziona correttamente però con alcuni materiali osserviamo un riavvolgimento "a cannocchiale" del materiale: la bobina inizialmente si avvolge correttamente, poi man mano che aumenta di diametro il materiale si sposta dal centro creando una campana.

Dopo vari studi molti mal di testa abbiamo osservato che i vari algoritmi di controllo del tiro lavorano con questa stessa filosofia (PID con retroazione di tiro da cella).

Ora abbiamo modificato l'algoritmo di regolazione in modo da avere un setpoint di tiro in ingresso al PID a bobina piena inferiore di quello a bobina vuota: partiamo per esempio con 6 kg a bobina vuota e a bobina piena il PID lavora con 2 kg di riferimento.

In questo modo abbiamo osservato che lo stesso materiale che ci dà problemi con tiro costante ora viene avvolto correttamente.

Dai calcoli fatti risulta che di fatto il riferimento di coppia in ingresso al drive è quasi costante.

A questo punto però mi chiedo perchè usare la cella di carico e il sensore di diametro (o un algoritmo di servodiametro) quando posso mettere un potenziometro e ottengo un risultato migliore ?

Dipende unicamente dal tipo di materiale ?

Grazie a tutti per l'aiuto.

Link to comment
Share on other sites


Livio Orsini

Avete inventato il "taper" :)

Questa è una funzione che chi conosce i problemi di avvolgitura dei materiali prevede sempre. Durante le fasi di avvolgimento c'è la tendenza dei vari strati a scorrere su se stessi; in questo modo gli strati interni sono avvolti più strettamente di quelli esterni. Questo fenomeno causa "cannocchiali" e "stelle". Esiste sempre ma è più o meno evidente in funzione delle caratteristiche meccaniche del materiale avvolto.

Dai calcoli fatti risulta che di fatto il riferimento di coppia in ingresso al drive è quasi costante.

Se non ci fosse il "taper" questo riferimento dovrebbe crescere in modo proprorzionale al raggio di avvolgimento.

....quando posso mettere un potenziometro e ottengo un risultato migliore ?

Se ottieni questo significa una cosa sola: il tuo controllo di avvolgitura è un......(meglio non specificare).

Con il solo potenziometro di riferimento otterresti, enlla migliore delle ipotesi una regolazione a gradini.

Inoltre ho il sospetto, da quello che scrivi, che il taperaggio sia tutt'altro che ottimizzato. Inoltre non dici nulla in ordine alle compensazioni in fase di accelerazione e decelerazione, visto che controlli in coppia.

Dopo vari studi molti mal di testa abbiamo osservato che i vari algoritmi di controllo del tiro lavorano con questa stessa filosofia (PID con retroazione di tiro da cella).

Questo non è vero. Specialmente sulla stampa si usa il ballerino come elemento di reazione. Inoltre la regoalzione di coppia è una strategia vecchia. Quando si usavano esclusivamente azionamenti in continua con convertitori a SCR, questa filosofia dava un piccolo vantaggio di prestazioni perchè, eliminando l'anello di velocità del convertitore, dava una risposta un poco più pronta. Con gli azionamenti brushless la banda passante dell'anello di velocità è tale che questo vantaggio non esiste più. In compenso usando il controllo in velocità ti togli di mezzo i problemi delle compensazioni attirti e inerzie.

Edited by Livio Orsini
Link to comment
Share on other sites

tiziano_grelettricita

Grazie per la risposta molto completa.

Riguardo alle compensazioni di inerzia abbiamo inserito solo una componente proporzionale alla velocità sommata (ma determinata in maniera molto "spannometrica"...).

Riguardo al ballerino però vorrei capire come posso regolare il tiro della carta usando la reazione da ballerino (e quindi eliminando la cella di carico) ?

Link to comment
Share on other sites

Livio Orsini
Riguardo alle compensazioni di inerzia abbiamo inserito solo una componente proporzionale alla velocità sommata

Errato! Le compensazioni d'inerzia devono essere proporzionali al momento d'inerzia attuale ed alla accelerazione. In effetti durante le fasi di accelerazione è necessaria una coppia aggiuntiva per compensare il momento d'inerzia (PD2 per i meccanici :) ). Durante la lavorazione a velocità costante si devono compensare gli attriti. Da quello che scrivi la compensazione d'inerzia sembra demandata esclusivamente all'azione del regolatore PID. :angry: Sarei curioso di vedere i fianchi dell'avvolgimento dopo che si sono effettuate un paio di fermate e ripartenze (sempre che le rampe non siano del'ordine del minuto :rolleyes: )

Riguardo al ballerino però vorrei capire come posso regolare il tiro della carta usando la reazione da ballerino (e quindi eliminando la cella di carico) ?

Smplice. Variando il peso del ballerino. Ai tempi del nonno si usava caricare o scaricare pesi. Oggi si usano ballerini caricati da steli pneumatici. In questo modo si può regolare il tiro sul materiale con risoluzione sino al grammo.

Il ballerino non risente di derive e, soprattutto, ha funzione ammortizzatrice durante i transitori e permette di effettuare i cambi "al volo" degli aspi.

Edited by Livio Orsini
Link to comment
Share on other sites

Create an account or sign in to comment

You need to be a member in order to leave a comment

Create an account

Sign up for a new account in our community. It's easy!

Register a new account

Sign in

Already have an account? Sign in here.

Sign In Now
 Share

×
×
  • Create New...