Posizionamento di un nastro trasportatore: piccolo chiarimento

[step-80]

Buonasera

avrei gentilmente bisogno di un piccolo chiarimento.

Dovendo eseguire il posizionamento di un nastro trasportatore sul quale sono ricavate 28 stazioni di lavoro(devo quindi effettuare un posizionamento su una stazione-effettuare una lavorazione-a lavorazione ultimata spostarmi alla stazione successiva alla max velocità possibile)avevo pensato ad un servodriver panasonic mimas a4(ne parlate tutti molto bene) con relativo brushless. Attualmente il nastro è movimentato da un asincrono trifase bonfiglioli da 0.37 kw sul quale è montato un riduttore 1:100.

Il "posizionamento" è ora effettuato con un micro che viene schiacciato ad ogni stazione ma la precisione lascia alquanto a desiderare(devo effettuare il riempimento di piccoli flaconcini per prodotti cosmetici che a volte sono davvero piccoli) senza contare che ci mette davvero troppo tempo a passare da una stazione all altra(circa 2 secondi)che distano tra loro circa 40 cm. Il nastro è lungo circa 4 mt.

Ora io vorrei sostituire il motore con un servo sia per aumentare la velocità(diminuire anche solo del 50% i tempi morti per me comporterebbe un guadagno enorme in produzione)-che per annullare errori di posizionamento che ora sono inevitabili(se provo ad aumentare la frequenza dell inverter il motore allo stop acquista un inerzia che non è costante).

La prima domanda è:se monto un brushless posso evitare di montare un riduttore?Tenete presente che la precisione che vorrei ottenere è nell ordine di +- 0.5mm;il diametro sul quale gira il nastro è circa 200 mm.

Domanda 2: tenendo conto della potenza usata ora (0.37 kw, da rete monofase 220v)su che potenza mi converrebbe stare per essere al sicuro tenendo conto che ora ho sempre il riduttore 1:100 che moltiplica la coppia?

E' giusta la formula 0.73x V x I x cos(phi) x rendimento / velocità motore in rad/sec per calcolare la coppia?

Domanda tre:per comandare il motore ho a disposizione un siemens s7-1200 con signal board 4 uscite veloci 200khz. Ho montato su una mia macchina un motore passo passo mosso dal relativo azionamento il quale riceve il treno di impulsi dall's7 e funziona tutto a meraviglia. Volevo adottare lo stesso sistema anche per il nastro ma ho paura che lo stepper sia poco adatto per questo lavoro perchè potrebbe essere in deficit di coppia. sbaglio?

Se usassi il panasonic lo potrei pilotare esattamente come piloto ora lo stepper? cioè dandogli solo un treno di impulsi ben definito in quantità e frequenza?Sarebbe il driver stesso che ricevendo gli impulsi dall encoder si preoccupa di far quadrare i conti?

Praticamente se ho ben capito l encoder va collegato al driver,non all s7.

Un altra cosa non mi è chiara:sento spesso parlare di riferimento di velocità analogico,-10 0 +10v . in questo caso,chi darebbe il riferimento al driver?il plc? in questo caso però non mi spiego su che base il plc calcoli l algoritmo di posizionamento.

Ultima domanda...essendo un nastro una quantità ben definita di impulsi encoder...se questi impulsi non fossero divisibili perfettamente per 28 che sono le mie stazioni(cosa altamente probabile)avrei ipotizzato di azzerare il conteggio ogni giro completo di nastro in modo tale da non sommare l errore che rimarrebbe circoscritto.E' sbagliato come ragionamento?

Spero di non aver detto baggianate e di essermi spiegato discretamente

Grazie mille

Matteo

[Livio Orsini]

Ora hai un riduttore 1:100 significa che moltiplichi la coppia del motore per 100. Dimezza pure perchè una buona parte se la "mangia" il riduttore, però se metti il carico in presa diretta dovrai usare un motore con potenza nominale 50 volte l'attuale. Potenza che anfrà sprecata perchè userai solo 1/50 della velocità nominale del motore.

Ho fatto 2 conti a spanne proprio per farti notare che l'idea di abbandonare il riduttore non è molto valida.

Dovresti, se vuoi avere consigli mirati, dare almeno le velocità di alvoro attuali ed i dati del motore e dell'inverter. Io credo che usando un inverter a controllo vettoriale dotato di un gruppo di frenatura adeguato, rispolveresti sia i problemi di precisione che di incremento di prestazioni, laciando inalterato il riduttore ed anche il motore. Si tratterebbe solo di far fare un ciclo di posizionamento al tuo asse, ciclo che potrebbe fare benissimo il PLC che credo sia dotato anche già della funzione necessaria.

[step-80]

Ora hai un riduttore 1:100 significa che moltiplichi la coppia del motore per 100. Dimezza pure perchè una buona parte se la "mangia" il riduttore, però se metti il carico in presa diretta dovrai usare un motore con potenza nominale 50 volte l'attuale. Potenza che anfrà sprecata perchè userai solo 1/50 della velocità nominale del motore.

Ho fatto 2 conti a spanne proprio per farti notare che l'idea di abbandonare il riduttore non è molto valida.

Dovresti, se vuoi avere consigli mirati, dare almeno le velocità di alvoro attuali ed i dati del motore e dell'inverter. Io credo che usando un inverter a controllo vettoriale dotato di un gruppo di frenatura adeguato, rispolveresti sia i problemi di precisione che di incremento di prestazioni, laciando inalterato il riduttore ed anche il motore. Si tratterebbe solo di far fare un ciclo di posizionamento al tuo asse, ciclo che potrebbe fare benissimo il PLC che credo sia dotato anche già della funzione necessaria.

Buongiorno Livio,grazie della sua risposta.

In merito ai dati motore posso indicarle quanto segue:potenza 0.37 kw,220 v monofase(anche se dall inverter naturalmente esce una trifase), velocità 1370 rpm a 50 hz ; io lo uso abitualmente a questa frequenza.

Ho provato ad alzare la frequenza ma oltre i 75 hz perdo tragicamente in precisione ed oltre gli 85 hz il motore si "pianta"letteralmente( probabilmente questo sarà dovuto alla scarsità dell inverter,un fuji FVRO 4E11S 7EN.

Consiglia l uso di un inverter piu performante,magari con controllo vettoriale? In questo caso dovrei montare un encoder sull albero veloce? E sempre in questo caso,potrei spingermi sino ai 100 hz,limiti meccanici permettendo?

Grazie,spero di non aver omesso null'altro

[Livio Orsini]

1. I motori monofasi si usano a 50 Hz fissi da rete. E' ammesso variare la velocità, tramite parzializzazione, nel caso si azioni un ventilatore. Al limite si comanda il motore tramite un inverter specifico per motori monofasi. Visti i costi di questi dispositivi è una soluzione da scartare se non in casi do forza amggiore.
   
2. Inverter vettoriale, anche sensorless, con gruppo di frenatura; motore trifase di egual taglia dell'attuale monofase, o leggermente maggiore (0.5 kW) che pilota il riduttore. Verificare che il motore possa raggiungere i 100 Hz.
   
3. Se disponi di alimentazione trifase usa un inverter trifase - trifase a 400 V. Collega il motore a "Y" così da avere tensione di alimentazione pari a 230 V. Tara la funzione V/f dell'inverter come 400 V / 87 Hz. In questo modo lavori a coppia costante sino a 87 Hz ed a potenza costante sino 100 Hz
   
4. Gli inverter si dimensionano in corrente, quindi se scegli la soluzione del punto 3, dimensiona l'inverter per la corrente nominale pre "Y" (230 V).
   
5. Se devi effettuare un posizionamento preciso devi mettere un encoder sull'albero lento. Se compri un motore con encoder incorporato puoi usare il vettoriale con reazione che è un po' più performante ai bassi regimi.
   

Dovessi scegliere io, sulla base dei dati che hai riportato, userei un motore da 0.75 kW a 2800 rpm (2 poli), riduttore come l'attuale. Inverter, adeguato alla corrente nominale del motore, di tipo vettoriale sensorless con gruppo di frenatura, encoder sull'albero elnto. In questo modo lavori tranquillamente a 50 Hz con il doppio della velocità attuale, hai una riserva di sovravelocità per eventuali necessità. Con il PLC esegui i posizionamenti in tutta tranquillità e precisione.

[step-80]

Mi scusi Livio,mi sono reso conto di essermi espresso male. Il motore è un trifase,non monofase,è la tensione entrante nell inverter ad essere monofase,e dall inverter esce una trifase con la quale si alimenta il motore. Mi scuso.

Quindi,tornando ai discorsi di prima,c è la possibilità che io ottenga prestazioni migliori (sia di velocità che di precisione)cambiando solo l inverter con uno piu performante?

Tenendo per buona l ipotesi del posizionamento con inverter vettoriale,encoder e plc,suppongo che l inverter si piloti con uno 0-10 v.

In questo caso dovrei implementare nel plc un controllo PID?ma se l encoder è collegato all inverter(credo)cosa uso come retroazione?

Ho le idee un po confuse...

Modificato: 2 febbraio 2013 da step-80

[Livio Orsini]

Per effettuare il posizionamento devi usare un posizionatore.

Se sulla macchina già usi un PLC (visto che hai aperto la discussione nella sezione Panasonic Motion presumo di si) sarà il PLC ad effettuare il posizionamento. Altrimenti devi usare un dispositivo asse.

Per motori brushless ci sono driver con integrato il posizionatore, potreti ipotizzare un sisitema simile con brushless trapezoidale (continua) da 3000 rpm, circa 750 W ed il medesimo riduttore impiegato ora. Raddoppi la velocità di lavoro e fai un posizionamento perfetto.

[step-80]

Per effettuare il posizionamento devi usare un posizionatore.

Se sulla macchina già usi un PLC (visto che hai aperto la discussione nella sezione Panasonic Motion presumo di si) sarà il PLC ad effettuare il posizionamento. Altrimenti devi usare un dispositivo asse.

Per motori brushless ci sono driver con integrato il posizionatore, potreti ipotizzare un sisitema simile con brushless trapezoidale (continua) da 3000 rpm, circa 750 W ed il medesimo riduttore impiegato ora. Raddoppi la velocità di lavoro e fai un posizionamento perfetto.

La ringrazio molto,credo che opteró per il brushless. La macchina monta attualmente un plc omron serie CPM1A 20 Cdt1 d v1( non montato da me a suo tempo). Lo vorrei sostituire con un s7 1200 col quale ho piu familiarità. Il posizionatore che lei mi accennava ha soltanto bisogno di un bit di start? Nel caso prendessi un driver senza posizionatore e volessi pilotarlo a treno di impulsi l encoder andrebbe collegato al driver? Per me sarebbe comodo poter pilotare il bshless esattamente come piloto gli stepper

[Livio Orsini]

La macchina monta attualmente un plc omron serie CPM1A 20 Cdt1 d v1( non montato da me a suo tempo). Lo vorrei sostituire con un s7 1200 col quale ho piu familiarità.

Tutto questo che c'entra con Panasonic? Cerchiamo di fare più attenzione a dove si apre la discussione. Ora dovrò anche perder tempo per spostarla.

Ora prima di fare altre ipotesi, e di dare altre rispste, devi decidere con cosa andrai a realizzare il tuo sistema.

Decidi quale controllore usare. Scegli il tipo di motore ed il drive relativo e, in funzione dell'apparato scelto, decidi tra le opzioni offerte quale ti è più conveniente per il pilotaggio.

Ti do' un'ipotesi di lavoro.

Scegli un driver italiano per brushless, ad esempio SCS o SIEI. Questi dovrebbere già avere incorporata la funzione di posizionamento pilotabile con treno d'impulsi. Il numero d'impulsi corripsonde alla posizione e la frequenza degli impulsi alla velocità. Poi ti scegli un PLC che possa generare gli impulsi come va bene per il tuo drive ed hai fatto il tuo sistema.

[step-80]

Tutto questo che c'entra con Panasonic? Cerchiamo di fare più attenzione a dove si apre la discussione. Ora dovrò anche perder tempo per spostarla.

Io ho aperto qui perchè come scritto nel primo post avevo intenzione di usare un driver panasonic.

Mi scuso se le ho fatto perder tempo ma francamente la sua reazione mi è parsa un po eccessiva,con tutto il rispetto che posso portarle e la mia gratitudine per avermi chiarito molti dubbi.

Mi scuso di nuovo

[step-80]

Scusate non voglio creare polemiche solo capire dove ho sbagliato

Pensando di aquistare un driver panasonic ho pensato di postare nella sezione"panasonic motion" ma evidentemente ho sbagliato.

Scusi Livio per la perdita di tempo. Non si ripeterà

Modificato: 2 febbraio 2013 da step-80

[Livio Orsini]

La mia reazione è dovuta al fatto che sempre più spesso si aprono discussioni a casaccio senza verificare l'attinenza tra il forum e l'oggetto della discussione.

Leggo al messaggio #7 la tua inntenzione di usare S7-1200 e mi son chiesto: "Ma che c'entra con Panasonic Motion?". Step-80 è da un po' che frequenta il forum, sa come è suddiviso, perchè ha aperto qui la discussione? Da qui la mia reazione, che può sembrare un poco al di sopra della "gravità" del fatto, ma è anche un'inidicazione di uso comune, indirizzata non solo a te ma a chiunque legga, in modo che possa capire che non è bello non prestare attenzione a certe cose.

Modificato: 3 febbraio 2013 da Livio Orsini
correzione errori di dattilografia

[step-80]

La mia reazione è dovuta al fatto che sempre più spesso si aprono discussioni a casaccio senza verificare l'attinenza tra il forum e l'oggetto della discussione.

Leggo al messaggio #7 la tua inntenzione di usare S7-1200 e mi son chiesto: "Ma che c'entra con Panasonic Motion?". Step-80 è da un po' che frequenta il forum, sa come è suddiviso, perchè ha aperto qui la discussione? Da qui la mia reazione, che può sembrare un poco al di sopra della "gravità" del fatto, ma è anche un inidicazione di uso comune, indirizzata non solo a te ma a chiunque legga, in modo che possa capire che non è bello non prestare attenzione a certe cose.

Capito,vedró di prestare piu attenzione.

Grazie per il chiarimento

Matteo