BONTA' POSIZIONAMENTO CON MOTORE ASINCRONO G120 CU205S ENCODER

[IlFincoITA]

Ciao! Come da titolo ho approntato il posizionamento di un carro attraverso l'uso di un motore asincrono con freno e Inverter G120 con CU205S. Il posizionamento è quindi tutto in carico alla CU. Il controllo invece avviene in anello aperto con un encoder. Per descrivervi l'applicazione dal punto di vista meccanico, sul motore asincrono (con riduttore e freno) è stato montato un pignone il quale viene accoppiato attraverso una catena all'albero delle ruote posteriori. L'ecoder è fissato all'estremità del pignone. In sostanza il posizionamento non è soddisfacente. La cosa più evidente è il pendolamento in fase di raggiungimento della quota. Inoltre dopo ore di utilizzo si rende evidente anche un certo aumento dell'errore con cui raggiunge la posizione. Avreste qualche suggerimento per provare a migliorare la situazione? Qualcuno ha già realizzato posizionamenti con un motore asincrono? Quale è stata la sua esperienza?

[Livio Orsini]

La funzione di posizionamnto l'hai scritta tu o hai usato una funzione di libreria o presente nellìinverter?

 

Il pendolamento sul traguardo può dipendere da tanti fattori: dalla mccanica, dalla velocità di accostamento, dall'ottimizzazione dei parametri del posizionatore, dalla combinazione di alcuni di questi fattori.

 

Usare un motore asincrono può dare ottimi risultati; dipende dall'applicazione e da come è stato realizzata la funzione.

Io ho ottenute ottime precisione ache usando solo un SSR ed un asincrono con encoder.

L'iso di un asincrono con inverter può dare dei limiti solo sulle prstazioni velocistiche, non sulle prestzioni di precisione.

 

Prova a descrivere meglio è più compiutamente la parte elettronica e software.

[ilguargua]

1 ora fa, IlFincoITA scrisse:

Inoltre dopo ore di utilizzo si rende evidente anche un certo aumento dell'errore con cui raggiunge la posizione

 

Dovresti prevedere un punto del percorso in cui effettui la calibrazione dell'encoder, può essere l'inizio, la fine o un punto intermedio, dipende dove passa più spesso.

 

 

Ciao, Ale.

 

[IlFincoITA]

Dunque... grazie per le risposte. Il posizionamento è interamente gestito dalla CU205S. Con il PLC gli passo solo i parametri. tipo posizione velocità ecc. Veniamo alla parte meccanica. Come dicevo c'è un motore con freno, riduttore e pignone. Quindi con il pignone e una catena metto in movimento le ruote del carro. L'encoder è fissato all'estremità del pignone del motore. La catena è tenuta in tensione da un tendi catena. Per l'azzeramento utilizzo il classico sensore. Il carro poi si muove su due binari posati a terra e la sua velocità è sempre piuttosto bassa. Con la procedura di azzeramento lo faccio andare sul sensore e poi viene invertita la direzione fino a trovare lo zero encoder. Il pendolamento lo vedo in realtà non appena il motore viene messo in coppia. Infatti con l'abilitazione del motore viene aperto il freno e alimentato il motore ed è già lì che osservo un leggero pendolamento che mi sembra già dovuto al tentativo di correggere la posizione del carro per tenerlo fermo. Ho cercato di ammorbidire molto accelerazione e decelerazione ed in effetti si è un po' stabilizzato... ma non in maniera soddisfacente. Vi allego un paio di foto e il progetto in STARTER se qualcuno volesse dargli un'occhiata...PROGETTO in STARTER di INVERTER G120 CU205S

[Livio Orsini]

Quote

L'encoder è fissato all'estremità del pignone del motore.

 

Non so se è una scelta di necssità, ma questa soluzione è poco precisa, perchè il posizionamento è affetto dai giochi della catena. Conferma anche l'aumento dell'errore dopo un certo tempo di lavoro; la catena si allunga ed i giochi crescono, il tendicatena ha un effetto limitato.

 

Puoi provare a ridurre la velocità di accostamento; se il motore è controllato in modo vettoriale potresti anche ottenere dei miglioramenti.

 

Purtroppo usando algoritmi di posizionamento precucinati bisogna mangiare la pietanza che passano, al massimo si può aggiungere un pizzico di sale, un po' di pepe ed un goccio d'olio. Però se il piantto non incontra i ns. gusti o si manga la minestra o si salta dalla finestra.

 

Poi devi assulatamente prevedere, se non c'è, il classico azzeramento della posizione; si fa regredire la posizione fino al fin corsa di zero, poi si inverte il moto sino ad incontrare la marca di zero dell'encoder, la marca di zero azzera la posizione. Con questa procedura c'è un parziale recupero dei giochi.

Se la ripeti dopo che la macchina ha lavorato per un certo tempo, dovresti recuperare anche i giochi introdotti dall'allungamento della catena.

 

Comunque il posizionamento effettuato tramite cinematismo pignone-catena avrà precisioni non migliori dell'ordine del millimetro

[SandroCalligaro]

Mi aspetto che la catena stessa possa causare il pendolamento, perché prima di invertire il moto bisognerà necessariamente invertire lo stato di tensione (la pancia) della catena, se non anche del tendi-catena.

 

A parte questo, avendo un encoder sull'asse del motore è un peccato utilizzarlo solo per l'anello di posizione, e non per quello di velocità.

Per quanto il controllo sensorless (di velocità) di un asincrono possa essere buono, sarà carente (fino a diventare inaffidabile) vicino a velocità nulla, che è proprio la condizione critica anche per il controllo di posizione.

 

In partica, in quelle condizioni è il controllo di posizione a dover tentare di compensare anche la forte non-idealità del controllo di velocità.

 

P.S.: non si è capito se e quanto hai provato a giocare coi guadagni del regolatore di posizione.

[IlFincoITA]

Ciao. Chiarisco che la ricerca del punto di riferimento viene fatta con camma di riferimento e tacca di zero encoder. Inoltre la risoluzione dell'encoder è di 100.

Per quanto riguarda i tentativi fatti ho cercato appunto di lavorare sul guadagno e sul tempo di integrazione. Abbassando il guadagno e aumentando il tempo di integrazione.

 

Mi chiedevo quanto potrebbe migliorare la situazione se l'encoder potesse essere montato ad esempio su una ulteriore ruota che tocchi il pavimento.

 

P.S.Sandro Calligaro: quindi suggeriresti di usare l'encoder anche per il controllo del numero di giri?

[pigroplc]

Quote

 Inoltre la risoluzione dell'encoder è di 100.

Intendi 100 impulsi al giro?

 

Forse è questo che ti vincola la precisione del posizionamento visto che il pignone sul quale è montato sarà almeno 300 mm al giro.

Quando parli di posizionamento insoddisfacente, di quanto parli? 0,1 mm; 1 mm, 10 mm; 100 mm di errore?

 

[Livio Orsini]

5 ore fa, IlFincoITA scrisse:

Per quanto riguarda i tentativi fatti ho cercato appunto di lavorare sul guadagno e sul tempo di integrazione. Abbassando il guadagno e aumentando il tempo di integrazione

 

Probabilmente hai fatto l'esatto contrario di quello che serve.

Il proporzionale serve a correggere l'errore istantaneo, l'integrale serve a resettare l'errore (non per niente in USA dove sono pragmatici lo chamano reset).

Se è un ecoder da 100 impulsi giro ha una risoluzione insufficiente.

5 ore fa, IlFincoITA scrisse:

P.S.Sandro Calligaro: quindi suggeriresti di usare l'encoder anche per il controllo del numero di giri?

 

Io lo davo per scontato. Sono andato a rileggere il primo messaggio ed ho capito a cosa ti riferivi per "anello aperto"!

Cambia encoder con uno avente risoluzione di almeno 1000 impulsi - giro.

Metti l'inverter in modalità vettoriale ad anello chiuso.

Poi ritara l'anello di posizionamento partendo dal solo guadagno proporzionale (integrale e derivativo escluso). Cerchi il miglior guadagno possiible con anello di posizione stabile. Poi inserisci l'integrale ricercando il tempo di integrazione minore possibile.

Se l'intgrale è lento, lo è sia a caricarsi che a scaricarsi.

Anzi, se è possiible, meglio lavorare solo in proporzionale.

Poi devi inserire una banda morta di posizionamento; ovvero quando l'errore è < della soglia, si considera raggiunta la quota. se non metti un errore minimo avrai sempre pendolamenti, specialmente con quella catena cinematica.

[IlFincoITA]

Ciao! Premetto che la messa in servizio non l'ho fatta io ma chi mi fornisce l'hardware. Pensavo avesse scelto l'anello aperto perché l'encoder non si trova sulla ruota (che è rinviata con la cetena) ma sull'albero motore. In ogni caso perdo circa 1 mm. a ciclo. Inoltre il pendolamento che si vede quando arrivo in quota (in maniera pesante) ma anche quando è fermo. Come dicevo, appena l'inverter mi apre il freno se guardi la catena fa continuamente avanti/indietro, almeno fino a che il carro inizia muoversi... anche qui con un leggero dondolio. Teniamo poi presente che questo si porta in giro bancali pieni da circa 1100 kg.

[Livio Orsini]

Visto che l'encoder della reazione di posizione è sull'albero motore escluderei problemi meccanici. Sembrerebbe dovuto ad una imperfetta ottimizzazione, ovvero sistema troppo "nervoso".

[JumpMan]

L'errore che si accumula è sicuramente dovuto a slittamenti della ruota liscia sul binario, di solito è preferibile trasmettere il moto con un pignone+cremagliera.

Puoi anche lasciare le ruote lisce ma devi montare l'encoder diversamente, in modo che legga il movimento reale del carro, così com'è ora è soggetto ai laschi della catena e agli slittamenti della ruota.

100 impulsi giro è davvero pochissimo, devi assolutamente cambiare l'encoder, fatti quatto conti e vedi di ottenere una risoluzione almeno 5 volte inferiore alla tolleranza che vuoi ottenere, compatibilmente con la frequenza massima che avrai alla massima velocità. Potrebbe essere anche per quello che pendola, se 1 impulso =3mm e la tolleranza =1mm potrebbe non trovare mai la posizione. Io ultimamente uso encoder programmabili dove con i tasti è possibile impostare la risoluzione desiderata, lo stesso encoder lo usi su qualsiasi movimento della macchina. La tolleranza che sono riuscito ad ottenere con un inverter e motore asincrono e una buona meccanica è <=0.1mm con velocità massima di 1m/s , non ho provato a spingermi oltre perchè in quella applicazione sia la tolleranza che la velocità erano più che sufficienti.

[IlFincoITA]

Ciao JumpMan anch'io ho verificato (facendo della tacche sulle ruote) che devono per forza esserci anche degli slittamenti. Le ruote però sono gommate. Per intenderci hanno la forma come quella dei treni ma sono gommate nella parte che va a contatto col binario. Inoltre lo slittamento mi sembra di vederlo anche perché su un binario vedo polvere di gomma che si è depositata in questi pochi giorni di esercizio... su un binario in particolare...

[JumpMan]

Se si sposta anche solo di 1/10mm ad ogni partenza o fermata, a fine giornata lo spostamento può essere davvero tanto.

[pigroplc]

Anche se le ruote sono in metallo foderate in vulkolan slittano comunque.
Nei magazzini automatici si utilizzano i misuratori laser su catadiottro (precisione del decimo e diversi range di distanza, trovi marche tipo Leuze e T+R).
Se pensi di leggere la quota sul pignone sei totalmente fuori strada, il risparmio che hai avuto lo paghi in mal di testa in fase di funzionamento.

[Livio Orsini]

Carri di questo genere hanno sempre e comunque slittamenti.

Se non si prevde un sistema di misura sulla parte fissa (binario, parte, pavimento, soffitto), o un periodico riallineamento, sempre sulla parte fissa, gli errori ci saranno sempre.

[IlFincoITA]

Mah ieri riguardando alcune registrazioni che avevo fatto ho trovato che durante il posizionamento compare l'allarme "A07903 - Azionamento: Scostamento del numero di giri del motore" poi l'allarme si autoresetta e inoltre non interrompe il posizionamento mandando il drive in errore...

[SandroCalligaro]

Non ho capito se il drive è impostato con controllo scalare o vettoriale sensorless.

 

A proposito dell'errore in questione, il manuale (pag. 707) è chiaro per il caso V/f, mentre non menziona il caso vettoriale sensorless.

Nel caso V/f, il flag viene attivato quando si va in limitazione di corrente (in pratica il carico è troppo elevato in generale, o la rampa impostata è troppo ripida).

 

PS: E' un po' comica l'indicazione per il closed-loop:

"- for closed-loop torque control, the speed setpoint does not track the speed actual value."

Di solito è la misura che deve inseguire il setpoint...

[Livio Orsini]

10 minuti fa, SandroCalligaro scrisse:

PS: E' un po' comica l'indicazione per il closed-loop:

 

Con siemens bisogna sempre far riferimento al manuale in lingua madre.

Non conoscendo il tedesco io, quando avevo definizioni dubbie, mi leggevo la vrsione francese e inglese oltre, ovviamente, a quella italiana. In questo modo confrontando le 3 versioni spesso riuscivo ad ottenere l'esatta indicazione.

Certo che una fatica improba dover consultare vrsioni differenti perchè, a volte, le traduzioni lasciano a desiderare. Per i PLC è spesso la regola.

 

Ceto che se il convertitore è in modalitaà V/f, a bassa frequenza non avrà certo la coppia nominale.

[SandroCalligaro]

Nel 2017, speravo che per un'azienda così grande ed internazionale la versione di "riferimento" fosse quella in inglese...

In effetti non è così, succede anche per aziende italiane, che spesso fanno traduzioni approssimative se non addirittura maccheroniche.

 

In realtà l'allarme in questione potrebbe non essere sintomo di un malfunzionamento, ma semplicemente una condizione transitoria di saturazione della coppia (o corrente), che è normale se ci si cerca di avvicinare ai limiti dinamici del sistema.

[Livio Orsini]

Quote

Nel 2017, speravo che per un'azienda così grande ed internazionale la versione di "riferimento" fosse quella in inglese...

 

Devi considerare che tedeschi e francesi sono (giustamente) nazionalisti, quindi la versione di riferimento è in lingua nazionale.

Ciò non li esime da fornire le versioni nelle altre lingue corrette ed esenti da errori o da "misunderstanding" (tanto per sfoggiare un termine inglese).

 

Per noi italiani, sempre pronti (purtroppo) ad inchinarci figurativamente e fisicamente allo straniero di turno, in genere si tratta solo di cialtroneria.

Le traduzioni o vengono appaltate a persone che lo fanno come terzo lavoro e non conoscono la meteria da tradurre; oppure affidate a "stagisti" senza esperienza e non pagati.

2 ore fa, SandroCalligaro scrisse:

In realtà l'allarme in questione potrebbe non essere sintomo di un malfunzionamento, ma semplicemente una condizione transitoria di saturazione della coppia (o corrente), che è normale se ci si cerca di avvicinare ai limiti dinamici del sistema.

 

Concordo, anzi ne sono convinto.