Avvolgitore-Svolgitore

[HyperTaz]

Buongiorno, su consiglio di uno dei pilatri del forum apro questa discussione riguardo alla gestione avvolgitore-svolgitore.
Elenco i dispositivi principali installati sulla linea:

 

SVOLGITORE:
Misura diametro
Freno pneumatico con valvola proporzionale
Ballerino con valvola proporzionale, retroazione posizione e sensore rottura nastro
Rullo allargatore motorizzato

 

AVVOLGITORE:
Cella di carico (misura del tiro)
Azionamento Siemens S120 vettoriale

Tra lo svolgimento e l'avvolgimento c'è un ulteriore rullo motorizzato (con S120 e controrullo) che imprime un motivo sul nasto.

 

Il cliente mi chiede di poter impostare:
* Setpoint lineare linea (0..250m/min)  
* Tiro in avvolgimento (kg o N)
* Tiro in svolgimento (kg o N)
* Diametri anime e bobine
* Diametro rullo intemedio

 

Essendo il sistema gestito da un PLC Siemens connesso ad una CU320 mi hanno consiglato di utilizzare la libreria Siemens WinAC Servo Lite (WSL), qualcuno l'ha già utilizzata?
Prima di utilizzare una libreria fatta da altri però vorrei capire il processo e come deve essere controllato.
Premetto che è la prima volta che affronto un problema simile, quindi potrei scrivere fesserie...

Leggendo altre discussioni ho capito che: 
* Occorre prevedere una configurazione Master / Slave
* Il setpoint di velocità (angolare) dell'avvolgitore, equindi della linea, cambia con il variare del diametro per mantenere la velocità lineare costante 
* La posizione del ballerino, attraverso un PID controlla il freno dello svolgitore
* La cella di carico corregge, attraverso un PID, la velocità dell'avvolgitore
I dubbi sono:
* Utilizzarei il rullo intermedio come master, è corretto?
* I setpoint degli slave devono essere calcolati sulla velocità del master (corretta dai rapporti di riduzione) o sul setpoint del master corretto/limitato con le velocità reali di tutti assi?
* Serve il controllo di coppia?
* Come posso calcolare il tiro sullo svolgitore avendo solo il diametro e non la coppia?

 

Ringrazio in anticipo e chiedo scusa per le eventuali eresie, Luca.

[Livio Orsini]

20 minuti fa, HyperTaz scrisse:

Utilizzarei il rullo intermedio come master, è corretto?

 

non solo è corretto, ma è doveroso; gli americani lo chiamano "pacer" (pacificatore).

21 minuti fa, HyperTaz scrisse:

Occorre prevedere una configurazione Master / Slave

 

No.

22 minuti fa, HyperTaz scrisse:

Serve il controllo di coppia?

 

Il controllo in coppia si usava quando gli azionamenti eran lenti; oggi è sufficiente un controllo in velocità ben ottimizzato.

24 minuti fa, HyperTaz scrisse:

Come posso calcolare il tiro sullo svolgitore avendo solo il diametro e non la coppia?

 

Se hai un trasduttore di forza come la cella di carico confronti la misura della cella con il riferimento. La correzione farà si che la coppia motrice varii in accordo con il diametro.

Idem se hai un ballerino. L'anello di regolazione tende a mantenere il ballerino in posizione neutra ed il tiro eguaglia sempre la pressione del ballerino, che è costante.

Non hai scritto niente riguardo i rapporti diametro minimo-massimo.

 

Non so come sia l'algoritmo di libreria, essendo siemens presumo che sia un UCAS.

Mi auguro che preveda un buon feed forward ed una ricalibrazione dei guadagni in funzione dei diametri e delle velocità.

Forse, nei prossimi mesi, mi deciderò a pubblicare il mio piccolo trattato sui controlli d'aspi.

[HyperTaz]

Buongiorno,

   

12 minuti fa, Livio Orsini scrisse:

Occorre prevedere una configurazione Master / Slave

Scusi, non mi sono espresso bene...il setpoint di velocità angolare del rullo intemedio viene calcolato in funzione del diametro dello stesso e dell'impostazione della velocità lineare della linea. A questo punto in funzione della velocità reale del rullo intermedio dovrei calcolare il setpoint di velocità dell'avvolgitore. Il mio dubbio è questo : non avendo il diametro dell'avvolgitore come viene calcolato il setpoint di velocità di questo motore? Solo in funzione dell'uscita del regolatore di tiro? 

 

18 minuti fa, Livio Orsini scrisse:

Se hai un trasduttore di forza come la cella di carico confronti la misura della cella con il riferimento. La correzione farà si che la coppia motrice varii in accordo con il diametro.

La cella di carico è solo sull'avvolgitore. E' quindi inutile impostare il tiro in svolgimento, ma piuttosto si imposta la posizione del ballerino richiesta (0..100%), giusto? Il regolatore di posizione del ballarino frena più o meno lo svolgitore per mantenere la posizione dello stesso.

 

27 minuti fa, Livio Orsini scrisse:

Non hai scritto niente riguardo i rapporti diametro minimo-massimo.

Sto ancora aspettando informazioni precise, ma pare si parli di anime da 80 mm e bobine da 1200mm

 

43 minuti fa, Livio Orsini scrisse:

Non so come sia l'algoritmo di libreria, essendo siemens presumo che sia un UCAS.

Non so cosa significhi UCAS, ma a questo punto non sono sicuro di volerlo sapere.

 

45 minuti fa, Livio Orsini scrisse:

Mi auguro che preveda un buon feed forward ed una ricalibrazione dei guadagni in funzione dei diametri e delle velocità.

Il feed forward su che regolatore deve essere previsto? Con ricalibrazione dei quadagni si intende un gain scheduler?

 

Grazie di nuovo.

[Livio Orsini]

5 ore fa, HyperTaz scrisse:

non avendo il diametro dell'avvolgitore come viene calcolato il setpoint di velocità di questo motore? Solo in funzione dell'uscita del regolatore di tiro?

 

Quando parti con un nuovo avvolgimento il diametro è quello minimo. se ti fermi e riparti hai diametro calcolato in prcedenza.

Poi dipende dall'algoritmo di reglazione, S è ben fatto c'è un feedforward calcolato sul valore di diametro, Se il rapporto diametri èpiccolo (<= 1:4) ci si può affidare solo alla razione.

 

5 ore fa, HyperTaz scrisse:

E' quindi inutile impostare il tiro in svolgimento,...........

 

No il ballerino avrà una prssione o un peso. Se c'è un pistone idraulico o pneumatico si regoal il tiro basandoci sulla pressione, altrimenti si aumenta o si diminuisce il peso del ballerino.

Poi si considera come posizione di equilibrio, solitamente, il 50% della corsa del ballerino.

 

5 ore fa, HyperTaz scrisse:

Sto ancora aspettando informazioni precise, ma pare si parli di anime da 80 mm e bobine da 1200mm

 

1 : 15 di rapporto diametri se, come è usuale, il rapporto di velocità tra velocità lenta e massima è almeno 1:20 avrai un'escursione di velocità angolare pari a 1:300, non è che sia un regoaltore di tutto riposo. Se il primo che fai ti faccio i miei auguri sinceri. Può ssere che la funzione di libreria sia talmente fatta bene che non c'è nemmeno bisognom di tararlo. Con le potenze di calcolo odierne sarebbe anche possibile. Altrimenti non è proprio la macchina adatta per farsi esperienza.

 

6 ore fa, HyperTaz scrisse:

Non so cosa significhi UCAS, ma a questo punto non sono sicuro di volerlo sapere.

 

Te lo dico lo stesso: Ufficio Complicazioni Affari Semplici.

 

6 ore fa, HyperTaz scrisse:

Il feed forward su che regolatore deve essere previsto? Con ricalibrazione dei quadagni si intende un gain scheduler?

 

Il feed forward lo si prvede su moltissimi tipi di regolatori. In questo caso al regolatore di avvogimenti. Si tratta di avere un osservatore, più o meno complesso, che predice quale deve essere il riferimento da dare all'azionamento dell'aspo. Se la prdizione fosse essatta al 100% non ci sarebbe necssità di correzione; se il sistema di feed forward lavora discretamente lo si capisce dalla grandezza della correzione integrale. Se il feedforward è perfetto l'integrale è a zero, minore è l'integrale migliore è il feed forward.

Sulla ricalibrazione dei guadagni è meglio che non ti dica alcunchè, rischerei di farti confusione, vosto che queste cose non le mastichi molto bene.