Controllo del Tiro su bobinatore

[Emanuele Libori]

Buongiorno a tutti,

spero che abbiate passato delle buone vacanze (per chi le ha fatte!).

Scrivo questo post perché mi piacerebbe confrontarmi con voi su una richiesta di un cliente, che vorrebbe fare un revamping di un bobinatore. Mi è venuta in mente una possibile soluzione, ma non vorrei, causa inesperienza, sottovalutare le possibili problematiche che possono venire fuori in fase di realizzazione e partire con un progetto completamento sbagliato.

In pratica, la macchina è composta da una calandra e da due avvolgitori, pilotati da inverter ABB ACS 600.

Su ciascun rullo, sono presenti ai lati due celle di carico  della Erhardt+Leimer PD 2125, collegate in parallelo all’ingresso di un regolatore GEFRAN 2301, deputato alla regolazione del tiro. L’uscita 4-20 di questo regolatore è collegata all’ingresso analogico del relativo inverter, configurato come riferimento di coppia.

Il cliente vorrebbe sostituire questi tre controller con un unico PLC, in modo da poter poi effettuare alcune modifiche in futuro. Per quanto possibile, vorrei che questo primo passo risultasse il più trasparente possibile, pertando ho pensato di mantenere invariate le interfacce verso il campo e di non mettere mano, almeno al momento, alla parametrizzazione degli inverter.

Io conosco praticamente il solo mondo siemens, pertanto ho pensato alla seguente configurazione:

• ·        Famiglia: ET200SP

• ·        CPU: CPU 1510SP-1 PN (PID Gestiti con il blocco PID Compact)

• ·        Modulo tecnologico per acquisire celle di carico: TM SIWAREX WP321

• ·        Scheda per riferimenti analogici: AQ 4xU/I ST

Non ho mai usato il WP321, è adatto allo scopo o potrebbe darmi problemi con le celle di carico usate per una misura dinamica?

Sul datasheet del Gefran 2301 c’è scritto che l’uscita analogica è regolata da un Auto-Adaptive PID control, con tempo di risposta di 20ms. Cercando su google “Adaptive PID Siemens” ho trovato il seguente link: http://w3.siemens.com/mcms/simatic-controller-software/en/technological-options/loadable-function-blocks/pid-self-tuner/pages/default.aspx

Qualcuno ha mai provato questa libreria o ne conosce di migliori?

Vi ringrazio.

 

 

[batta]

Per leggere il valore del tiro dalle celle di carico, il SIWAREX mi pare un po' sprecato. Secondo me ti basta un qualsiasi condizionatore di segnale per celle di carico con segnale uscita in tensione o corrente, e relativo modulo analogico. Tutto dipende dal budget: devi cercare di risparmiare o hai margini abbastanza ampi?

Per quanto riguarda invece il blocco "self-tune" del PID, non lo vedo assolutamente indispensabile. Ti può aiutare nella taratura del PID, ma niente che non si possa fare manualmente con un po' di pazienza.

Per il tempo di campionamento, molto dipende dalle velocità e dalla risposta del tuo sistema. I 20 ms potrebbero andare bene, oppure potresti ottenere risultati migliori con campionamenti più veloci. Devi provare. Comunque, con la 1510 non dovresti avere problemi a scendere a 10 ms o anche meno.

 

Queste, ovviamente, sono mie opinioni personali. Magari ci sarà qualcuno che ti dirà cose completamente diverse.

[Livio Orsini]

1 ora fa, Emanuele Libori scrisse:

Sul datasheet del Gefran 2301 c’è scritto che l’uscita analogica è regolata da un Auto-Adaptive PID control, con tempo di risposta di 20ms.

 

Gefran ha acquisito, agli inizi del secolo, la SIEI.

Il capostipite dei controlli di avvolgitura SIEI è stato il mio RollPerfect, realizzato come controllo di avvolgimento per KODAK nel gennaio del 1991; questo controllo aveva per l'appunto tempi di campionamento di 20ms.

Le prestazioni eran di tutto rispetto e 20ms permettono di controllare 99% dei sistemi di avvolgitura.

 

Non so se il PID di libreria dello S7-1500 ha prestazioni adatte, non lo conosco e non mi son mai fidato dei regolatori di libreria (specie dei Siemens).

 

Comunque se dai i dati fisici di dimensioni degli avvolgimenti e di valocità minima e massima della linea potrei darti qualche dato in più

[Emanuele Libori]

Grazie a entrambi per le vostre risposte:

Per Batta:

Al momento la direttiva è "fornire materiale di qualità", poi non escludo che una volta visto il preventivo possa giungere una richiesta di contenere i costi. Avevo optato per i Siwarex perchè sul manuale ho trovato un link a un progetto d'esempio che mostra come usarlo: ho visto tutte le configurazioni possibili e mi è venuta voglia di cogliere l'occasione per imparare qualcosa di nuovo.

Eventualmente potresti consigliarmi qualche condizionatore di segnale che hai già usato?

 

Per Livio Orsini:

I rulli hanno diametro 100mm, la lunghezza 2m, la velocità minima e massima di linea sono 6m/min e 150m/min

[Livio Orsini]

Manca il dato più importante: il diametro massimo degli avvolgimenti.

Poi sarebbe necsario conoscere altri dati per valutare le prestiazioni, però solo per capire la difficoltà di regolazione è decessario conoscere i diametri minimo e massimo e le velocità, edanche l'accelearazione o il tempo per passare dalla velcoità minima a quella massima e viceversa.

 

Sarebbe anche utile conoscere se sono presenti encoders sulla linea sull'aspo.

[Emanuele Libori]

Scusami,

il diametro massimo della bobina è 1m.

Non sono presenti encoder.

Grazie

[Livio Orsini]

Rapporto diametri 1:10, quindi con un rapporto di velocità angolare, Wmin / Wmax, che diventa 1:250 visto che si passa da 6m/1' a 150m/1', che non è poco, per usare un eufemismo, per degli inverter anche se di buona qualità come gli ABB.

Ammesso che tu possa salire anche a 100Hz quando sei al nucleo a velocità massima, quando vai a velocità minima verso il diametro massimo saresti a 0.25Hz. Fatti un bel ragionamento se la cosa è fattibile.

 

Poi se non hai qualche cosa per misurare il diametro, anche in modo indiretto, devi regolare solo di reazione, il che significa avere un regolatore PID che avrà problemi stabilità a meno di .......avere un regolatore PID specialistico per avvolgimenti.

 

Anche se pensi di regolare in coppia avrai i medesimi problemi, perchè la gamma di velocità è sempre quella, a cui devi aggiungere la compensazione della coppia necssaria agli attriti ed alla variazione di momento di inerzia con il variare del diametro di avvolgitura.