Posizionamentp Macchina Molto Grande - master-slave o asse elettrico ?

[tonymt]

Salve, devo posizionare con un errore di 3mm e piu velocemente possibile una macchina molto grande e pesante.

La macchina è questa (prima pagina) http://www.fitre.it/CatDSI/PDF/eng/FITRE%2...NE%20PI-NEW.pdf

La macchina e montata su dei binari 10m uno dall'altro e ci sono 4 ruote, su ognuna c'e un asincrono da 55Kw con inverter vettoriale (rockwell impact), ogni motore ha l'encoder sull'inverter, poi c'e un sistema che misura la quota con un errore di 1mm su 500m e permette il posizionamento.

Attualmente la macchina è gesytita in configurazione master-slave, cioe si passa il set di velocita ad'un inverter (il master) questo misura la coppia che ci vuole per ottenere quella velocità e la manda agli altri 3 motori che lavorano in controllo di coppia.

- premessa le ruote della macchina slittano abbastanza facilmente sui binari,. specialmente quando è bagnato

I problemi sono i seguenti :

A volte gli inverter vanno in allarme

se slitta il master sbaglia a calcolare la coppia che poi manda ai 3 slave

il risultato finale (per come sono regolati i parametri ora) è che la risposta al gradino di velocità in decellerazione è del tutto non ripetibile.

La macchina dovrebbe rallentare seguendo la rama impostata sul master, ma, dandogli lo stesso gradino si ferma a volte in mezzo metro, a volte in 2 mt (dove cèe un avvallamento dei binari)!!

Ora io avrei pensato che invece della configurazione master/slave degli inverter, sarebbe meglio fare un asse elettrico fra i 4 inverter, tutti che inseguono un master virtuale generato nel PLC (gli inverter sono collegati in controlnet).

secondo me cosi si ridurebbe lo slittamento, nessun inverter andrebbe in allarme e , cosa piu importante, si potrebbe ottenere un comportamento piu ripetibile della macchina anche negli avvallamenti binari.

secondo voi è corretto questo ragionamento ?

Grazie.

[ken]

Modificarla meccanicamente?

Scrivo questo perchè i dati che dai sono pochissimi.

Per evitare lo slittamento io vedrei molto bene un bella cremagliera ma non so se è fattibile (anche in termini di costi)

Per poter valutare bene la cosa dovresti indicare la velocità che ha la tua macchina, di quanto sono questi posizionamenti, che rampe deve avere, la massa da spostare (è sempre quella oppure varia?).

Il sistema di misura poi non è ben indicato. Potresti magari utilizzare quello per cercare di chiudere l'anello del posizionamento. queste però sono tutte supposizioni, senza conoscere bene la macchina e senza avere dei dati precisi non è possibile consigliarti qualcosa di efficace.

[tonymt]

Non è èpossibile modificare meccanicamente la macchina.

Lo slittamento delle ruote lo vorrei limitare facendole agire tutte e 4 in asse elettrico, in modo che non tendano a slittare una con l'altra ma devono muoversi all'unisono.

La massa è molto elevata e non è costante. cosi come l'inerzia.

le velocita ovviamentwe non sono molto elevate, il cliente nonha una richiesta 'numerica' ora la macchina funziona e si posiziona benissimo, solo devo rallentare in ogni caso ''mezz'ora prima'' per poi fare l'ultimo tratto pianissimo e fermarmi in tempo. ho provato a fare un loop di posizione ma si ferma oltre....

comunque ora vorrei focalizzarmi solo sull'azionamento, sul riuscire ad'ottenere un rallentamento ripetibile e secondo una rampa ben stabilita, in ogni caso, anche quando vano in manuale col joistic.

a volte si ferma subito, a volte mezz'ora dopo.

Altri dati utili sono:

Gli inverter hanno ovviamente la frenatura dinamica , ognuno con la sua resistenza,

appena sono arrivato alla quota (con una velocita bassisima) do lo stop agli inverter e chiudo gli eldro (freni di stazionamento) meccanici.

Mi succede anche che iin questo frattempo la macchina torni indietro di qualche mm, a seconda le buche sui binari...

Il fatto che a volte si ferma davvero subito mi fa capire che gli inverter e i motori sono ben dimensionati pwer rallentare tutta la macchina ''abbastanza velocemente'' solo che a volte, non so perche, questo non succede, cosi io rallento sempre molto prima...

[rddiego]

Quattro inverter, uno per ciascun motore mi sembra eccessivo! forse era meglio due inverter per due motori ma a parte questo.. se lavori in coppia come dici non farai mai un posizionamento preciso, perchè un avallamento su un binario non corrisponderà esattamente ad un avallamento sull'altro.. E comunque dovendo fare un posizionamento non vedo che cosa c'entri la coppia ( questa semmai per un bilanciamento dei carichi ). Hai gli encoder laser? quelli devi usare. Conosci le velocità della macchina, conosci la posizione della macchina, per una banale legge fisica riesci a fare tutte le rampe che desideri calcolandoti di volta in volta le curve di accelerazione e decelerazione. Così detto banalmente potrebbe aiutarti.

[morghen76]

salve a tutti un oaio d0anni fa ho avuto lo stesso problema in un carroponte in quanto nel movimento del sollevamento sono stati installati quattro tamburi comandati ciascuno da motori e inverter separato, anche li abbiamo provato varie configurazioni alla fine abbiamo risolto montando in asse ad ogni tamburo un encoder collegati ad un plc, il quale prendeva come riferimento un solo encoder faceva il confronto degli altri tre e di conseguenza dava i riferimenti di velocitò a ciascun encoder.

il problema iniziale era che dopo aver fatto diversi movimenti di salita discesa i 4 ganci erano tutti ad altezze diverse mentre dopo il controllo tramite gli encoder aggiuntivi tutto funziona all' unisono

[arrow]

Ciao a tutti

Per morghen

dava i riferimenti di velocitò a ciascun encoder.

..naturalmente intendevi dire a ciascun inverter...

In sostanza hai fatto quello che vorrebbe fare tonymt , solo che nel suo caso gli encoder sono gestiti direttamente dai relativi servoazionamenti e questo dovrebbe rendere il sistema di assi elettrici ancora più preciso,almeno in teoria.

Credo che per utilizzare 4 assi "rigidi" l'ideale sarebbe davvero l'uso di una cremagliera, ma si è parlato anche di slittamenti per cui si spera che le imperfezioni vengano assorbite, altrimenti vi immaginate quel "bestione" a deragliare?

Tutto sommato la macchina diventerebbe un 4WD con tutti i benefici che ne derivano ,ma senza differenziali come si comporterà?

Penso che oltre ad una certosina calibrazione delle coppie massime ,qualche ulteriore controllo sarebbe d'uopo..

[Adelino Rossi]

Nel percorso della macchina quanti sono i punti di arresto?

Sono sempre gli stessi?

[Mario Maggi]

tonymt,

rallentare tutta la macchina ''abbastanza velocemente'' solo che a volte, non so perche, questo non succede, cosi io rallento sempre molto prima...

puoi escludere tassativamente che l'intensita' della frenatura sia insufficiente, e che talvolta il circuito di frenatura cessi di funzionare per qualche ragione?

Ciao

Mario

[tonymt]

Sono sempre gli stessi e sono molti, la macchina viaggia su 4 batteria ognuna da 45 forni, deve posizionarsi di fronte a ognuno di questi forni.....

[tonymt]

si, quando la frenatura dinamica con le resistenze va a buon fine la macchina rallenta velocemente, abbassando i tempi di rampa in decellerazione a volte addirittura rallenta troppo velocemente e se c'è qualcuno in piedi sulla macchina rischia di cadere !!

Quindi i motori sono ben dimensionati.

i problemi sono solo 2 :

a volte le ruote slittano --- bisogna farle lavorare tutte e 4 all'unisono distribuendo la frenatura

se slitta la ruota del master non frena piu perche calcola una coppia bassa e la trasmette agli altri 3 inverter..

Io mi sto convincendo sempre di piu che l'approccio ad'un azionamento del genere debba essere di asse elettrico e non di master-slave.....

[rddiego]

se slitta la ruota del master non frena piu perche calcola una coppia bassa e la trasmette agli altri 3 inverter..

Non lavorare con la coppia. Lavora con la posizione.. non hai detto di avere encoder laser di posizione. Puoi gestire le rampe con un PLC applicando le semplici leggi del moto.

[ken]

Insisto, bisogna prima chiudere l'anello di posizionamento, cosa che ti suggerisce anche rddiego. Così lavori ad anello aperto. Con un anello chiuso avresti più precisione anche nelle rampe. Certo, la regolazione deve essere molto flessibile perchè da quello che leggo la parte meccanica è la vera rogna. .

[Mamic]

Salve,

La ripartizione di carico di tipo master/slave per la tua applicazione mi sembra la più indicata.

Come ha suggerito Ken io eseguirei un controllo di posizione chiudendo l'anello con l'encoder esterno magari solo nell'ultimo tratto.

Un Asse elettrico non lo vedo indicato per il tuo tipo di applicazione in quanto per piccole differenze meccaniche sui rapporti di riduzione, diametro delle ruote ecc.ecc. ti potresti trovare nella situazione che un motore tiri e un altro tendi a frenare.

Mi spiego meglio:

se usassi l'asse elettrico , quindi i 4 drive seguono un master virtuale generato nel PLC , nel caso in cui una ruota perdesse aderenza è vero che non tenderebbe a scappare e resterebbe comunque agganciato all'asse virtuale, ma se in quel momento le restanti ruote subendo un aumento di carico tendono ad allontanarsi dal loro sincronismo , successivamente tenderebbero a recuperare lo spazio che non hanno percorso fisicamente mentre la ruota che ha slittato invece quello spazio virtualmente lo ha percorso e quindi quando si ritroveranno tutte e 4 le ruote con piena aderenza avranno un errore di sincronismo rispetto all'asse virtuale e quindi qualche ruota tenderà a frenare e qualche altra tenderà a spingere. L'errore si compenserebbe o aumenterebbe con una successiva perdita di aderenza.

A mio parere controllerei anche la gestione dei freni di posizionamento.

In pratica quando il carro raggiunge la posizione voluta (eseguenddo un controllo di posizione con il drive master) prima di togliere l'abilitazione ai drive resterei in quella posizione con l'inverter abilitato e con riferimento di velocità = 0 , con l'iverter abilitato chiuderei i freni di stazionamento e successivamente dopo qualche secondo disabiliterei gli inverter.

Capisco che nella situazione attuale (1 Master e 3 Slave) se perde aderenza una ruota slave succede che la stessa tende ad andare alla massima velocità.

Se perde aderenza la ruota master , diminuendo la coppia assorbita dal drive master le restanti ruote slave lavorino di meno , facendo rallentare il carro.

Quindi per risolvere il tuo problema si potrebbe provare con un controllo misto (Asse elettrico con limitazione di coppia e senza il recupero dello spazio) questo ovviamente non è semplice e bisognerebbe conoscere bene l'applicazione e studiarla in tutti i suoi pro e contro.

Ciao.

Ciao.

[walter.r]

Ho letto solo ora questa discussione, e non posso che associarmi a quanto ti è stato detto negli ultimi post.

Lavorare in coppia e ad anello aperto non ti consentirà mai buone prestazioni.

Devi lavorare in velocità/posizione ad anello chiuso, magari tenendo rampe molto lunghe vista l'inerzia, che deve essere notevole.

Così facendo non sovraccarichi gli inverter e limiti anche gli slittamenti.

Poi, la scelta fra asse elettrico e master/slave è molto personale, e soprattutto dipende dai risultati: dovessi farlo io, sceglierei un asse elettrico con master virtuale, come hai pensato tu.

....e, soprattutto, un sistema di rilevamento posizione ( laser ?? ) esente da errori dovuti a slittamento.

[tonymt]

Ok, il sistema di posizionamento in realta non è un laser 8in quell'ambiente l'ottica non puo esistere) ma è un sistema magnetico fatto apposta, che poi è quello descritto nel link al primo post.

Il problema è che questo sistema mi da un 4-20ma su 20 cm in corrispondenza di ogni forno, fra un forno e l'altro non ho niente !!

siccome non posso fermare la macchina in 20 cm devo rallentare 2 forni prima e poi rallentare ancora 1 forno prima e arrivare pianissimo sull'ultimo segnale 4.-20, sul quale mi devo fermare a 12mA (al centro).

Ora io 2 forni prima e 1 forno prima do i gradini di discesa del set-point, quando sono sull'ultimo parte un loop di posizione con il 4-20 e poi si ferma.

il problema e che a volte quando do il gradino di rallentamento un forno prima, la macchina non rallenta in tempo.......

[walter.r]

Non hai un qualche finecorsa che ti dice che stai per arrivare sul forno ??

Secondo me il problema di fondo è che lavorando in coppia non hai "prontezza" di risposta sugli inverter..

Hai la possibilità di provare a farli lavorare in velocità, per vedere la dinamica ??

Modificato: 5 novembre 2008 da walter.r

[JumpMan]

Ammesso che i forni siano equidistanti è probabile che le rampe di decelerazione degli inverter non siano sempre costanti, saranno sicuramente influenzate dal fatto che gli inverter sono controllati in coppia, come ti hanno già fatto notare.

[rddiego]

continuo ad essere d'accordo con rddiego e Ken sull'uso di encoder di posizione.

[JumpMan]

Meno male che sei d'accordo con te stesso