Controllo Di Posizione Con Motore Brushless - Da dove mi conviene partire?

[furia5]

Ciao a tutti,

per me è arrivato il momento di confrontarmi con il controllo di posizione.

In particolare, volevo capire come poter raggiungere il mio scopo con un motore brushless.

La mia applicazione è molto semplice;devo gestire una piccola fresa 3 ax NON interpolanti per fare delle cave su dei profili di legno.

Le cave che devo realizzare hanno un profilo standard,l'unica cosa che varia è il passo tra loro.

Sulla guida s7 c'è descritto il controllo di posizione ad anello aperto ma a me interessava il controllo ad anello chiuso.

Scusate la mia ignoranza ma l'anello aperto è un sistema valido anche con i motori brushless o solo per i motori passo passo?

Da dove mi consigliate di partire ?

grazie a tutti!!!

[Livio Orsini]

Il controllo di posizione ad anello aperto è tipico per motori stepper.

Usare motori brushless per controllare assi in posizione è normale.

Ovviamente devi realizzare il posizionatore. Che PLC stai usando? hai aperto la discussione nella sezione S7-200 ma parli di step7 in luogo di microwin.

[furia5]

Salve Livio,

si, uso s7 200. Per guida s7 intendevo il manuale utente del s7 200 cap 9 "controllo dell posizone ad anello aperto".

Mi rendo conto che la mia richiesta è molto vaga ma sto cercando un punto di partenza sia per le caratteristiche del motore sia per il tipo di azionamento.

L'applicazione non è pesante, il gruppo fresatura ha una massa di circa 50kg, per i rapidi sono intenzionato a stare sui 40m/min.

Cosa mi consigliate?

[Livio Orsini]

Potrebbe andar bene una 226 con espansione di uscite analogiche.

Se fai una ricerca in questa sezione e, credo, nella sezione azionamenti troverai almeno un paio di discussioni dove indico come relaizzare un sistema di posizionamento con S7-200. Una è stata aperta da Robertoxxx (non ricordo le 3 cifre a seguire).

[mazzinga]

Ciao furia5 se trovi la discussione potresti metterla in evidenza.

Grazie

[furia5]

Immagiono che la discussione cui Livio faceva riferimento sia questa:/www.plcforum.it/forums/index.php?showtopic=66590&hl=roberto

[furia5]

adesso dovrebbe funzionare

[Livio Orsini]

Si quella è una; poi ce ne è un'altra del medesimo autore dove si vuol controllare la posizione di un'antenna, quest'ultima è molto più dettagliata nei particolari e do spiegazioni aggiuntive su come realizzare il posizionamento con una 224.

C'è anche una discussione in evidenza, non ricordo se nella sezione azionamenti o S7-300, dove si realizza un'interpolazione circalre usando un 300.

[furia5]

seguendo il tutorial di Livio sono arrivato a dimensionare il mio brushless e se i conti sono corretti mi servirebbe una coppia di 1,5Nm.

Per effettuare questa applicazione / PROVA ho a disposizione un s7 224 con uscite a relè.

La prima scelta che mi mette in crisi è con che tipo di pilataggio mi conviene gestire l'azionamento?

Mi conviene pilotarlo in analogica,con il modulo di posizionamento o con l'uscita pto-pwm presente nella cpu?

Grazie a tutti

[furia5]

rettifico: non ho uscite a treno d'impulsi sulla cpu 224 relè

[gianff]

non voglio parlar male di siemens

ma con omron in 15 -20 minuti si fa tutto ( CP1L) funzine PLS ACC PLS2 ORG

con CP1H ancora piu facile

con software su pc gia pronto in rete anche interpolati

Modificato: 3 giugno 2011 da gianff

[furia5]

lo so che siemens non offre la soluzione più snella di tutte, però non voglio scombussolarmi la vita.

Prferisco continuare cosi anche perchè non devo fare cose estremamente complicate.

Grazie comunque

[roberto8303]

Una è stata aperta da Robertoxxx (non ricordo le 3 cifre a seguire).

Livio sono 8303 che poi sarebbe l anno è il giorno che sono nato.

Comunque, furia5 , devi fare interpolazioni anche circolari?

Io ho aperto anche un altra discussione, dove sto costruendo una cnc 3 assi con brushless e controller colibri ad anello aperto con comandi step dir.

[furia5]

Ciao Roberto, ti spiego meglio, il mio problema è che ho fatto troppa confusione.

Ho a disposizione un s7 224 a relè, e con questo voglio pilotare un brushless con coppia 1,5Nm.

La mia domanda è

come mi conviene pilotarlo questo benedetto motore?

Che tipo di azionamento devo acquistare?

Devo aquistare qualche modulo anche per il plc?

[amed]

Se usi un Bruslees con azionamento pilotato con impulsi il sistema funziona come un motore Step: ad ogni impulso all'azionamento corrisponde un dato angolo di rotazione e quindi un dato spostamento. In questo caso puoi usare l'anello aperto, ma non hai la certezza che lo spostamento giusto sia avvenuto e dovresti avere un PLC con uscite a transistors.

Se usi un PLC con uscite a relè, devi invece usare un Bruslees con azionamento pilotato da un segale analogico da 0 a +/-10V e realizzare l'anello chiuso. Il motore deve avere un encored push_pull da collegare ad ingressi on-board ove è attivato il contatore veloce. Il PLC deve anche avere uscite analogiche.

Fai il conto dei costi per valutare se non ti conviene prender un PLC con uscite a transistors.

Ciao

[gianff]

uscite a rele non sono indicate

con analogica + encoder si complicano le cose e i costi

il giusto sarebbe plc con uscite a treno di inpulsi

( che non sono normali transistor )

ad anello aperto con un buon servo di solito e' affidabile

magari si controlla il movimento con extracorsa

oppure con semplici conteggi per controllo posizione approssimativa ingressi normali

l'ideale sarebbe usare moduli programmabili in linguaggio G-CODE codice G

tipo controllo numerico

dove la siemens e anche molto forte

(ma non e' S7-200 )

Modificato: 3 giugno 2011 da gianff

[roberto8303]

sono daccordo con gianff e amed, con la cpu che hai non puoi pilotare un motore brushless, avresti bisogno di aggiungere alla cpu un convertitore D/A che ti da i 0-10v e crearti il posizionatore di cui parlavi, il problema è che a te servono 3 posizionatori per i tre assi coordinati tra loro e fare un programma dedicato che non credo si puo fare con la tua cpu.

Immagina di dover far lavorare alla macchina un pezzo complesso tipo un elica, ci vorrebbe un controllore capace di fare molti calcoli trigonometrici in'' tempo reale '' e poi devi sempre creare un disegno, poi costruire un file g-code e usare moduli della siemens come ti ha detto gianff, ma li i costi sono abbastanza alti rispetto una scheda tipo questa che ho utilizzato io

http://www.twintec.it/colibri.htm#colibri_controller

[furia5]

grazie a tutti per i preziosi consigli,

per cui a me converrebbe acquistare una cpu 224 con uscite a transistor e tramite Q0.0 e Q0.1 inviare un treno di impusi all'azionamento con i parametri per posizione e velocità.

L'azionamento riceve i segnali dall'encoder e a questo punto è possibile chiudere l'anello.

Il plc funziona solo da generatore di impulsi.

Ho capito giusto????

[gianff]

chiudere l'anello a treno di inpulsi e difficile

solitamente lo si fa in analogica (con la dovuta esperienza)

le uscite a transistor normali sarebbero lente

io conosco omron il quale ha uscite dedicate con relative funzioni

sicuramente anche siemens adotta tali sistemi

poi usi solo il controllo a treno di inpulsi

l'encoder e controllato solo dall'azzionamento

questo e il metodo resa costi funzinalita' acettabile

altrimenti e' meglio passare a PC software CNC G-CODE

tipo torni frese centri di lavoro

oltre ai rele anche il plc non e proprio il massimo per fare dei controllo assi

il plc e valido per dei posizionamenti

cio' vuol dire che i tuoi tre assi si muoverano ognuno per conto suo

al massimo con precedenze approssimative

salvo schede ( molto costose) dete controllo assi

e da qui che entra in gioco valutare l'utilizzo di PC

e se dovessi fare un cerchio una linea curva

con plc sarebbe ben difficile

certo se dici

scendo con Z 1.00

stop

avanti con X 2.00

stop

destra con Y 3.00

stop

ok plc come posizzionatore

Modificato: 3 giugno 2011 da gianff

[roberto8303]

per cui a me converrebbe acquistare una cpu 224 con uscite a transistor e tramite Q0.0 e Q0.1 inviare un treno di impusi all'azionamento con i parametri per posizione e velocità.

si piu meno

L'azionamento riceve i segnali dall'encoder e a questo punto è possibile chiudere l'anello

.

li riceve dal plc come set point e dal encoder motore per controllarlo.

allora ci sono due cose da chiarire:

partiamo dal piu semplice con motore stepper.

Mettiamo che devi raggiungere una quota es 100 mm = 100 giri motore allora tu darai 100 impulsi. il motore parte per raggiungere questa quota,ma il controllore o plc non sa se il motore raggiungera mai questa posizione perche sei in anello aperto. Nel caso in cui il motore vada in stallo infatti il controllo continua a lavorare senza ''accorgersene''.

Ora con il brushless cosa succede, il brushless ha un suo servoamplificatore che legge gli step dir o impulsi veloci ecc ecc e comanda il motore di portarsi in quella posizione, se il motore trova un ostacolo il servoamplificatore va in allarme fermando il motore, ma il controllore o plc dove tu generi ed invii i segnali per posizionare comunque non se ne accorge.

Allora per fare un sistema ad anello chiuso dovresti utilizzare un encoder che dica al tuo controllor o plc che si usa dove si trova l albero motore e piu precisamente se si trova in range +/- uguale a quello del set point o quota che deve raggiungere.

tutto questo in pratica è serve sopratutto perche in caso di qualche problema e blocco improvviso durante la lavorazione, con sistema ad anello aperto, si perdono tutti i riferimenti e bisogna rifare il lavoro di nuovo dall inizio.Con anello chiuso lo si puo riprendere, es dopo una mancanza di corrente elettrica....

Ovviamente ci sono costi diversi nel fare l uno o altro caso.

[furia5]

tempo fa ho letto una dscussione su questo forum che purtoppo non sono più riuscito a trovare nella quale si diceva che è l'azionamento a verificare se la posizione corrente corrisponde al set point e quindi chiude l'anello.

Perchè negli azionamenti brushless ci sono i morsetti per l'ingresso dei canali dell'encoder e mi dite che è il plc a gestire l'encoder?

Grazie a tutti

[gianff]

l'encoder/motore e controllato dal servo (principalmente)

anello parzialmente chiuso servo/motore

e questo li rende gia affidabili

poi molti servo danno in uscita un encoder simulato virtuale programmabile (legato all'originale del motore)

da collegare al controllo ( o plc ) per l'anello completamente chiuso (io dico per esperti )cnc professionali (controllo analogico)

con anello parzialmente chiuso servo/motore

si intende che il servo segua fedelmente gli inpulsi ricevuti

se non avviene per blocco motore o mancata rotazione

il servo a vari parametri di controllo e uscite di allarme

come anche parametri controllo coppia posizione completatta ecc..

il difetto piu' grosso puo' essere

filo scollegato sul treno di inpulsi oppure disturbi

non recupero inerzia e correzzioni posizioni

(ma gia qui intervengono i controlli del servo)

questo si controlla anche con extracorsa conteggi semplici esterni plc

o comunque in vari modi in base all'aplicazione

Modificato: 3 giugno 2011 da gianff

[biros66]

state facendo confusione. Se devi posizionare un asse, ti conviene utilizzare un drive completo di controllo. In pratica:

tramite bus di campo, nel tuo caso Profibus, "passi" al sistema motion posizione e velocità e lui si comporta di conseguenza, restituendo un segnale che indica la corretta esecuzione del comando.

Sempre tramite bus, puoi leggere la posizione dell'asse ed monitorarne lo stato. I CNC professionali, chiudono l'anello con bus deterministici tipici di applicazioni motion (Sercos, Can Motion, Ethercat).

[gianff]

certo

anche mecatrolink/ sinumerik

ma parliamo di schede controllo assi

cioe' un altro mondo

l'anello parzialmente chiuso serve a risparmiare e semplificare pur mantenendo la precisione

pero' servono determinati accorgimenti in base all'aplicazione

[Livio Orsini]

ci sono i morsetti per l'ingresso dei canali dell'encoder e mi dite che è il plc a gestire l'encoder?

Non faciamo confusione.

Un alimentatore-regolatore per motore brushless deve conoscere la posizione del rotore in ogni istante. A questo scopo si usano sensori di Hall per i motori cosi detti trapezoidali o brushless incontinua oppure, per i brushless sinusoidali, resolver o encoder.

Questo trasduttore di posizione serve esclusivamente per l'azionamento (azionamento = motore + alimentatore + trasduttore).

Se si deve controllare la posizione di un asse usando un azionamento brushless sinusoidale, si usa l'uscita encoder dell'alimentatore che riproduce o gli impulsi dell'encoder del motore, oppure ricostruisce un encoder virtuale partendendo dal resolver montato sul motore.

Se devi posizionare un asse, ti conviene utilizzare un drive completo di controllo.

Questo non sempre è vero; inoltre, come sempre, presenta vantaggi e svantaggi.

I vantaggi sono quasi esclusivamente legati ad una maggior compattezza e, nel caso di un unico asse. anche in un minor costo.

Con una soluzione di controllo di posizione dedicata il principale vantaggio è l'indipendenza del posizionatore dall'azionamento. Una volta messo a punto il posizionatore su PLC, ad esempio, posso usarlo indipendentemente dall'azionamento scelto. Inoltre per sistemi multi asse il costo è, in genere, minore.