Controllo Di Un Motore Brushless Per Avvitamento - dubbi sul controllo

[giuparodo]

Buona sera a tutti, dovrei utilizzare un motore Brushless per un avvitatore.

Il motore da utilizzare è un Mavilor BLS40 con azionamento Copley.

Il metodo di avvitamento è quello con serraggio guidato dall'angolo di rotazione, in altre parole dovrei realizzare un controllo di coppia sul motore e misurare l'angolo di serraggio non appena il motore raggiunge il 40%della coppia di serraggio. Raggiunto il valore della coppia di serraggio, che per problemi di ingombro - numero di giri è stata individuata con la coppia di picco del motore, il motore dovrebbe fermarsi e scaricare la corrente.

Se coppia-angolo di serraggio saranno contenute in una finestra da me impostata, l'avvitatura sarà andata a buon fine diversamente sarà fallita.

Per quanto riguarda il controllo di coppia pensavo di poter utilizzare l'ormai diffuso algoritmo del controllo vettoriale, controllando la coppia tramite la iq e ponendo id=0.

L'algoritmo di controllo agente sulla PWM dell'azionamento, può essere implementato con un PLC, oppure posso anche usare soluzioni più economiche (es mini pc tipo Coyote bl2500).

Le domande sono queste (già mi scuso se dirò cavolate, ma questa è la prima cosa pratica che vedo):

-in un certo qual modo devo retroazionare alla scheda di controllo le correnti del motore?

-per il discorso sull'angolo devo retroazionare alla scheda di controllo l'uscita del resolver;

-vista la semplicità dell'applicazione mi indichereste qualche plc poco costoso?

Grazie per la collaborazione

[Livio Orsini]

Hai tralasciato un dato fondamentale: quant'è il tempo, stimato, necessario per portare a termine l'operazione. 1"? O 0.5" p meno?

[giuparodo]

Hai ragione comunque l'avvitamento dura 4 sec, in questo tempo è da includere:

imbocco, avvicinamento, preserraggio e serraggio, più il tempo di scarica del motore e la pausa tra un'avvitamento e l'altro.

In particolare la coppia media erogata su tutto il processo Cm=3.6Nm<Cnominalemotore.

grazie per la collaborazione

[Livio Orsini]

Da quello che scrivi, sembra un problema abbastanza semplice da risolvvere. Devi fornire al tuo azionamento il riferimaìento di velocità e misurarne la coppia erogata. Questo è il punto nodale del sistema. Devi decidere se la precisione di misura, effetuando al stessa in modo indiretto tramite l'azioanmento, ti è sufficiente. Se usi un controllo vettoriale, sceglendo un costruttor affidabile e serio, hai a disposizione un segnale, anche in forma numerica, proporzinale alla coppia erogata con precisione qualche %. Se questa precisione è sufficiente devi solo misurare la posizine contando gli impusli dell'encoder o dell'encoder virtuale derivato dal resolver. Se questa precisione non ti è sufficiente dovrai prevedere un torsiometro inserito nella catena cinematica.

Puoi usare PLC della classe S7-22x, o simili GE, Mitsubishi, A&B, solo per citare i pù conosciuti. Hanno tutti la possbilità di misurare varuabili analogiche e contare impulsi di encoder, oltre a qualche ingresso veloce per gestire interuzzioni.

Modificato: 8 settembre 2005 da Livio Orsini

[giuparodo]

grazie per la pazienza e disponibilità!!!

ma se dall'algoritmo la coppia è direttamente proporzionale alla iq, non posso prelevare 2 correnti di fase (es i1, i2) con sonde di hall, trasformarle in id ed iq e nota la costante di coppia del motore, fare il controllo di coppia impostando settando iq*?

non posso aggiungere direttamente l'anello di velocità e posizione retroazionata tramite encoder?

ciao

Modificato: 8 settembre 2005 da giuparodo

[Livio Orsini]

..fare il controllo di coppia impostando settando iq*?

A parte le considerazioni sull'algoritmo, che porterebbero lontano, non capisco perchè vuoi riscaldare acqua già calda. Tu, stando a quello che scrivi, hai solo necessità di:

1 - limitare la coppia a quella massima del motore.

2 - misurare l'amgolo

Per il punto 1 l'inverter ti fornisce già il valore di coppia. Se la precisione non ti soddisa rimisurandolo con tecnica simile la precisione non cambia, Per umentare la precisione devi usare un diverso trasduttore.

Se vuoi lavorare in controllo di coppia ol ragionamento non cambia. Invece di fornire un riferimento di velocità variabile, lo fornisci fisso e regoli, secondo esigenza, il limite di coppia.

non posso aggiungere direttamente l'anello di velocità e posizione retroazionata tramite encoder?

L'anello di velocità è gia presente. Non capisco a che serva l'anello di posizione. La posizione devi solo misurarla, anzi devi misurare la posizione angolare.

[giuparodo]

Grazie per i suggerimenti, ti farò sapere in seguito in fase di realizzazione.

[giuparodo]

Ho scelto la soluzione:

-motore Mavilor BLS40 0.32 Nm (rtz resolver);

-riduttore Gysin 2 stadi 10:1;

-azionamento Infranor Cd1-a.

Ho scelto la soluzione con ingressi di setpoint analogici 0:10V da comandare con un potenziometro, per fare delle prove iniziali del motore. Poichè non posso gestire direttamente lo stacco pensavo di mettere dei relè amperometrici tarati a Imax motore (questo perchè dovrei usare la coppia di picco del motore).

domanda 1: secondo voi può andare bene questa prova grossolana?

servirebbe giusto per controllare la bontà dei parametri del motore?

Se l'esito motore sarà positivo, dovendo sincronizzare più di un motore, pensavo di passare allo stesso azionamento con interfaccia CANopen-az master+ 3 slave.

Come vi dicevo il problema è che devo fare un controllo progressivo fatto di 3 step:

1. imbocco controllo di velocità: 6000 rpm (1 sec);

2. controllo di coppia + velocità:2000 rpm, 0.4Nm. Da questo momento devo essere in grado di misurare la posizione dell'asse;

3. controllo di coppia + velocità : 200 rpm, 0.8Nm. In più devo fare un test di coppia angolo per decidere se il processo è stato OK o notOK, ed in ogni caso devo dare segnale di disable e reset all'azionamento.

dom2 : avendo intefaccia Can open, non ho assolutamente idea di quale soluzione SW adottare, che posso fare?

ciao (mi scuso per eventuali stupidate dette, da novizio)

[Livio Orsini]

L'equazione Cm = KIa è valida solo per i motori in corrente continua. Comunque l'uso di un relè amperometrico da una misura della corrente piuttosto grossolana.

Se dalle tue prove risulteà che questa tecnica è sufficentemente precisa per ul tuo scopo hai risolto il problema

Se stai usando un brushless la misura di coppia dovrebbe fornirtela l'azionamento.

controllo di coppia + velocità:2000 rpm, 0.4Nm.

Se ho capito bene intendi fare in modo che la velocità sia di 2000 rpm e la coppia non superi 0.4N. Devi scegliere un azionamento che ti permette di fissare il limite di coppia esternamente. Inoltre la velocità sarà quella impostata fino a che la coppia risulterà minore del limite impostato. Se la coppia richiesta supera il limite imposto la veloctà scenderà sino a zero o sino a che il valore di coppia non scenda al di sotto del limite.

Avendo un bus di campo CAN open devi usare un sistema di controllo (PLC? PC?) che disponga di un'interfaccia HW e SW per CAN

[giuparodo]

mille grazie! come al solito chiaro e gentilissimo! ciao

[giuparodo]

Ciao un collega mi ha consigliato che per la mia applicazione potrei sostituire il plc con microcontrollore,potrebbe essere una soluzione possibile?

[Livio Orsini]

In teoria si. In pratica devi considerare parecchie possibili difficoltà.

1 - l'affidabilità. I PLC, almeno quelli delle marche più note, sono costruiti in grandissima serie ed hanno un'elevatissima affidabilità e disponibilità. La scheda di controllo con microcontrollore chi la produce? Che grado di affidabilità e disponibilità avrà?

2 - Programmazione. Per progrannare un PLC si usa un linguaggio molto semplificato e molto facile. Praticamente quasi tutti gli elettricist di manutenzione riescono a programmare, modificare e nabutenere i software applicativi su PLC. I microcontrollori si programmano, se va bene, in "C", se non in assembler.

3 - Modifiche ed espandibilità. Un PLC è facilmente espandibile e/o modificabile. Una scheda con microcontrollore quasi mai.

Considera bene questi differenze. Come vantaggio una scheda dedicata ha che probabilmente costa un tot di meno e, se è fatta bene, ha prestazioni un poco superiori a quelle di un PLC. Ovviamente perchè è stata progettata per risolvere un problema specifico.

[giuparodo]

grazie ancora livio, comunque il microcontrollore di cui parlavo è il Coyote (BL2500)della Rabbit. L'idea è nata dal fatto che questo pic è già utilizzato per altre applicazioni.

[Livio Orsini]

Conosco il prodotto, è abbastanza affidabile, è anche abbastanza espandibile, l'importatore (di Torino) è serio. Si programma in "C" o in assembler. Non so quanto potrai risparmiare rispetto ad un PLC di analoghe prestazioni. Ne vale la pena se l'applicazione è per un certo numero di apaprecchiature.

[giuparodo]

non immagini quanto i tuoi consigli siano "liberatori" per uno come me alle prime armi ciao