Problemi Controllo Coppia Con Micromaster 440

[Simone Davide]

Buon giorno,

ho dei problemi a gestire in modo lineare il tiro di un aspo avvolgitore di un film plastico (materiale di scarto).

Per questa applicazione è prevista la correzzione manuale dell'operatore.

Premessa: lo stesso motore a rotazione inversa funge da svolgitore controllato da un ballerino, applicazione che funziona bene.

Per la gestione di questo motore ho a disposizione un micromaster 440 con encoder e un potenziometro dedicato.

Ho tentato di parametrizzarlo come controllo di coppia regolabile da potenziometro ma il tiro risulta poco modulabile e causa il trascinamento di un rullo gommato ( motore CC ),

a cui i costruttori della macchina hanno montato un riduttore a bassa resistenza meccanica, inoltre a basse frequenze l'inverter non ha una rotazione costante pur applicando una coppia minima che dovrebbe vincere gli atriti.

Ho provato a retroazionarlo con l'encoder ( consiglio siemens ), disabilitando gli allarmi che si sarebbero generati dai controlli encoder ma senza risultato in quanto il motore trema e non raggiunge la frequenza fissa prefissata.

Mi sapreste consigliare quale strada è meglio approfondire per raggiungere il miglior risultato?

Grazie

[lelos]

quanto è largo il film e quanto è spesso?

se il film è stretto e spesso solo qualche decimo ho già fatto applicazioni uguali e l'inverter non funziona.

ciao

[lelos]

ps .. non funziona con un film stretto e fine se usi un tiraggio diretto senza ballerini, per esempio; se il film esce dalla macchina e di avvolge direttamente.

La scelta del sistema giusto dipende tanto dalla caratteristica meccanica del film , quindi dal suo punto di rottura.

Quanta forza serve per romperlo o per deformarlo ?

Il sistema che usi ti permette di dosare la forza in modo ottimale ?

In tutti quelli che ho fatto non ho mai usato riduttori meccanici in quanto non riuscivo a rilevare la coppia usata durante il tiraggio.

[Livio Orsini]

Ho tentato di parametrizzarlo come controllo di coppia regolabile da potenziometro ma il tiro risulta poco modulabile e causa il trascinamento di un rullo gommato ( motore CC ), a cui i costruttori della macchina hanno montato un riduttore a bassa resistenza meccanica,..

Questo traino presumo che sarà prima dell'avvolgitore.

Usa la sua velocità come riferimento per l'avvolgitore in modo che questi lavori ad +10% circa.

Poi limita la coppia dell'avvolgitore od in modo automatico, servo diametro, o in modo manuale impostata e corretta dall'operatore.

I micromaster non sono certo lo stato dell'arte come prestazioni, specie per i controlli di coppia, però per un'applicazione così banale non devono avere problemi.

Dimenticavo una cosa importante. Se il rapporto tra la coppia nominale del motore e la coppia di lavoro è troppo elevato è più che probabile che ci siano problemi. Un azionamento molto sovradimensionato da più problemi di uno sottodimensionato.

[Simone Davide]

Il film è largo 1400mm e spesso qualche decimo,

il motore è un siemens 2,2KW 1455 g/min a 50Hz montato su un riduttore con rapporto 20,8.

Purtroppo l'azienda che utilizza questo prodotto non sa indicarmi la coppia di lavoro,

pensavo di misurare con una dinamometrica la forza necessaria al trascinamento del rullo gommato e prendere questo dato come massima forza applicabile,

vi sembra sensato?

[lelos]

l'avvolgitore deve tirare anche il film o il film esce dalla macchina mediante un trascinatore interno?

solitamente aziende importanti nel settore e conosciti a livello mondiale che sono nella provincia di Lecco , non usano inverter ma motori brushless a controllo di coppia oppure

per le funzioni di trascinamento l'azienda che fornisce più prestazione è la LENZE http://www.lenze.com/it-it/soluzioni-di-azionamento/avvolgitori-svolgitori/ che ha creato algoritmi appositi per avvolgitori e svolgitori e ti forniscono assistenza per risolvere il tuo problema.

Dipende da quanto tempo vuoi dedicare alla risoluzione problema

ciao

[Livio Orsini]

più prestazione è la LENZE

Io dimenticherei questi prodotti, sono la fortuna di chi ripara inverter. In quanto ad algoritmi per avvolgitura, specie per applicazioni semplicissime come questa, non è che si debba inventare nulla.

Nel caso in oggetto è l'impostazione errata della regolazione, della motorizzazione e della catena cinematica.

[lelos]

E' ben per questo che Lenze offre la soluzione completa con meccanica ed elettronica.

Lavorando molto "sul campo" nel risolvere i problemi in breve tempo (linee di produzione), secondo me non esiste un produttore che fà tutto quello che serve.

Alcuni produttori hanno componenti che risolvono specifici problemi.

ciao

[Simone Davide]

Cerco di chiarire la lavorazione in questione,

il film viene svolto dallo svolgitore a contatto (rullo gommato),

questo film è composto da uno strato di pellicola protettiva che devo avvolgere con il mio inverter,

mentre l'altro strato viene accoppiato al materiale che transita nella linea attraverso un cilindro riscaldato motorizzato.

Parlando con i costruttori forse otterrò la sostituzione del riduttore ad ingranaggi dello svolgitore a contatto con uno a vite senza fine in modo da evitare in modo meccanico questo trascinamento.

Ora devo ottimizzare la regolazione.

Scusa Livio ma con quote intendi la parametrizzazione dell'inverter?

[Livio Orsini]

Scusa Livio ma con quote intendi la parametrizzazione dell'inverter?

Non capisco la domanda.

Nel #4 ho quotato la tua descrizione del problema e poi ho suggerito la mia idea di soluzione.

TI posso garantire che di esperienza su questi problemi ne ho veramente tanta, praticamente ho progettato controlli per quasi tutti i tipi macchine e materiali che vanno svolti. Un problema come il tuo non può dare problemi se la soluzione è asatta almeno al 40%.

E' ben per questo...

Forse hai frainteso il senso della mia risposta. Io sconsiglio questi prodotti per loro non elevata (ma dovrei essere più pesante) affidabilità! Che me ne faccio di un prodotto che mi da motoriduttore ed inverter coordinati ma che si guasta spesso?

In quanto poi alle soluzioni....ognuno è libero di pensare quello che vuole.

[Simone Davide]

Scusa Livio ma la domanda si riferiva alla parola scritta nelle tue note "Quote" ma credo di aver frainteso.

Secondo voi con i prodotti che ho a disposizione e quindi un inverter M440 ed un motore da 2,2KW 1455 g/min a 50Hz montato su un riduttore con rapporto 20,8 che se non erro dovrebbe avere una coppia nominale all'aspo di circa 300Nm,

entro che margini di coppia (min-max) posso ottenere una regolazione lineare?

Faccio questa domanda perchè non appena aumento con il potenziometro la coppia, ex. potenziometro a 1.5 su scala 10 il motore è impossibile da fermare,

settando come coppia min. 1Nm (valore che mi permette di vincere gli atriti meccanici e far iniziare a ruotare l'aspo avvolgitore)

e coppia max 5Nm.

Come riferimento di velocità ho a disposizione quello della linea a cui posso aggiungere il 10%, (l'avvolgitore a fondo linea è un motore CC senza servodiametro).

[Livio Orsini]

che se non erro dovrebbe avere una coppia nominale all'aspo di circa 300Nm,

E' difficile che tu abbia funzionamento regolare con valori di coppia richiesti < 20 Nm. Dipende dal tiro richiesto dal amteriale e dal diametro minimo/massimo dell'aspo.

Tanto per fare un esempio un aspo con diametro minimo di 20 cm e massimo di 80 cm, con diametro minimo devi avere un tiro > 0,2 kg sul materiale.

Come riferimento di velocità ho a disposizione quello della linea a cui posso aggiungere il 10%, (l'avvolgitore a fondo linea è un motore CC senza servodiametro).

L'importante è che la velocità periferica dell'avvolgitore sia sempre maggiore della velocità del materiale. Limitando la coppia la velocità si adatta automaticamente, ed il amteriale risulta tensionato dal valore di coppia imposstato.

Curiosità che tipo di regolazione ha l'avvolgitore di linea, +/- 3 spanne?

[Simone Davide]

Motore CC con potenziometro controllo tiro, marcia ed arresto indipendenti dalla linea.

Penso funzioni grazie al fatto che il materiale è accoppiato su carta che non ha rischio di deformazione.

Come scrivevo nel 1° messaggio la siemens mi ha consigliato di utilizzare l'applicazione "controllo coppia con sensore (encoder)" e disabilitare i fault che genererebbe sicuramente l'inverter.

Pensi mi garantisca un risultato migliore alle basse frequenze?

Io ho provato e lasciando il guadagno e l'integrale invariati il motore tremava come un matto.

[Livio Orsini]

Cosa devi fare te l'ho gia scritto sin dal #4.

Poi se vuoi fare diversamente, accomodati.

[Simone Davide]

Ok vi ringrazio,

oggi collaudo questa applicazione.

Saluti

[Simone Davide]

Purtroppo non sono riuscito a regolare a dovere l'avvolgitore.

Temo che le forze in gioco siano troppo piccole per riuscire a regolare un motore ridotto con una coppia nominale così elevata (300Nm).

Con la sostituzione del riduttore mi hanno evitato il trascinamento dello svolgitore a contatto ma hanno sostituito anche il rullo gommato,

che essendo quello vecchio e di diametro inferiore non garantisce una perfetta tenuta del materiale,

il quale scivola su di esso e viene tirato dall'avvolgitore.

Non riesco a vedere soluzioni con questo hardware.

Forse un freno meccanico potrebbe innalzarmi le forze in gioco e migliorare la situazione.

[Livio Orsini]

Tutti i ragionamenti sono nulli se non si conosce la forza minima e amssima che deve agire (o è sopportata) dal materiale,

Questo è il minimo dai dati necessari; poi bisogna conoscere esatta emnte tutta la catena cinematica e le geometrie dei traini e dell'avvolgitore.

Le macchine, anche quelle semplici, devono essere progettate sia meccanicamente che elettricamente.

Metter giù 2 schizzi meccanici senza alcun calcolo e realizzare automazioni con la metodologia "pene di molosso" in genere conduce a fallimenti.

[Simone Davide]

Sono daccordo Livio, infatti ho deciso di sospendere i tentativi di controllo sino a quando i costruttori della macchina e i committenti che la utilizzano non chiariscano questi aspetti.

Nel momento in cui mi forniranno tali dati verificherò se è possibile raggiungere i risultati richiesti.

Intanto ho ottenuto che il rullo gommato venga rivestito con un nastro adesivo al silicone.

So che la tua soluzione l'hai indicata #4 ma volevo chiederti, se riducessi la tensione nominale del motore, avrei come risultato un avvolgitore meno potente a livello teorico,

ma per tua esperienza è una prova che può portare un miglioramento?

[lelos]

ciao

se ti ricordi alla 3° discussione ......

[Simone Davide]

RAPPORTO DI RIDUZIONE MOLTO ELEVATO = MOLTI PROBLEMI NEL CONTROLLO COPPIA

[Livio Orsini]

ma per tua esperienza è una prova che può portare un miglioramento?

No, anzi sulla carta sarebbero condizioni peggiorative.

Così come è fatta la macchina, a occhio, dovrebbe avere un rapporto di riduzione inferiore, almeno della metà. Come motorizzazione un motore cc lento. Con un mootre in cc la coppia la controlli molto meglio perchè è funzione diretta della corrente di armatura.

Puoi ottenere, senza eccessive complicazioni, un rapporto 1:100 tra coppia minima e coppia nominale.

[lelos]

SICURAMENTE SI

perché hai difficoltà a rilevare la coppia in uso con quello che hai e una minima variazione viene moltiplicata o ridotta di tanto quanto è il rapporto di coppia, più il rapporto è alto più hai problemi.

altrimenti devi usare componenti adatti.

[Livio Orsini]

SICURAMENTE SI

Ti sbagli Lelos.

Devi sempre pensare a come avviene la regolazione nell'inverter, ridurre la tensione di alimentazione equivale ridurre la risoluzione dell'inverter.

Anche tentare "l'imbroglio" dell'abbassamento della retta V/f darebbe sempre i medesimi problemi.

Non è come in un motore in cc ad eccitazione indipendente, dove basta deflussare per ridurre il valore di coppia nominale, lasciando invariata la risoluzione. In questo caso il sistema è più simile ad un motore cc ad eccitazione parallela.