interfacciamento Modbus per SCR

[mikirio]

ciao,

premetto che non sono un esperto di reti di comunicazione. Sono un processista chimico e proprio in questi giorni sto lavorando ad un impianto che richiede il riscaldamento di alcune linee tramite cavi scaldanti. Per l'alimentazione di quest'ultimi verranno usati 12 SCR Gefran GTF per altrettante linee da riscaldare .

Non mi occupo dello sviluppo del PLC e del sistema di controllo ma vorrei capire un po' di cose (pura curiosità personale).

 

Intanto, gli SCR suddetti hanno: 

"Ingresso comando analogico configurabile in: Volt, mA, potenziometro (digitale in PWM)"

questo vuol dire che possono essere comandati in 0-10V, 4-20 mA (classici) e modulazione logica PWM. Mi interessa quest'ultima. Vuol dire che genero un treno di impulsi 0-1 per inviare un comando all'unità, è corretto? Ho notato che l'hardware utilizzato non ha canali analogici 4-20 mA liberi, ma solo canali digitali su moduli di sourcing output digitale (NI9476) quindi è possibile utilizzare al più il PWM. 

E' una soluzione gestibile facilmente?

 

Gli SCR citati permettono la comunicazione Modbus RTU con connettore RJ10 o rs485 (a due fili). Lo SCADA ha modulo seriale per comunicare via modbus rtu (il NI9871). Solo per capire a grandi linee, se venisse usato questo sistema avremmo una rete in cui  c'è un master (il plc centrale) e tanti slave quanti sono gli SCR. E' corretto? Il collegamento sarebbe a cascata (in serie, tipo master <-> slave1 <-> slave 2 <->...) o in parallelo? Dato che il modulo installato ha solo 4 porte, come viene realizzata la rete?

 

Scusate per le domande forse banali e, peggio, mal poste ma come detto non ho una conoscenza specifica di queste cose. 

 

ringrazio quanti vorranno chiarire i miei dubbi.

[Livio Orsini]

4 ore fa, mikirio ha scritto:

Per l'alimentazione di quest'ultimi verranno usati 12 SCR Gefran GTF per altrettante linee da riscaldare .

 

Non sono dei semplici SCR, ma dei veri e propri azionamenti Lo SCR è solo il semiconduttore di potenza che, in questo caso, esegue la regolazione sulla fase.

 

Probabilmente ci sarà qualche dispositivo che esegue la termoregolazione, forse il PLC che citi. Sarà questo il dispositivo che decide quale è il miglior metodo di interfacciamento.

In linea di principio il sistema più "pagante" è il bus in RS485. Il controllore è il master da cui si diparte la linea e tutti gli slaves sono in parallelo sul bus.

Visto il tipo di regolazione se il sistema lo accetta la soluzione Modbus è ottima.

Ti serve una sola porta sul master, ed una porta sugli slaves. Però bisogna che tutti i dispositivi supportino Modbus standard.

 

Dovresti anche specificare il tipo di PLC che intendi usare.

 

 

Modificato: 14 marzo 2020 da Livio Orsini

[Lucky67]

Innanzi tutto devi verificare di avere una distanza tra scada e moduli inferiore al chilometro (sembra tanto ma potrebbe essere che i due siano agli antipodi dello stabilimento e fra su e giù alla fine si fa in fretta a fare numeri di metri). La velocità di comunicazione sarà proporzionale alla distanza ma per un processo di termoregolazione in cui suppongo tu darai solo il set e riceverai il dato di temperatura non sarà mai un problema (suppongo). Come ti è stato detto modbus ha tanti "dialetti" e si spera che entrambi parlino lo stesso dialetto o almeno una delle apparecchiature possa darti la possibilità di scelta delle varie opzioni di modbus da utilizzare. Lo statndard 485 prevede un doppino con un master (lo scada) e i relativi slave collegati tra loro in cascata uno con l'altro. E' importantissimo che siano uno in seguito all'altro e non a stella perchè avresti problemi di funzionamento. Dulcis in fundo devi collegare in principio e alla fine un resistore ( di solito 120 ohm) per migliorare problemi di riflessione del segnale.

[mikirio]

4 ore fa, Livio Orsini ha scritto:

Probabilmente ci sarà qualche dispositivo che esegue la termoregolazione, forse il PLC che citi.

Sì, il controllo è ad anello chiuso (classico) con una termocoppia che misura la temperatura del tubo e la invia al PLC che comanda l'unità SCR (ovviamente, come dici tu, è un blocco di azionamento).

Le unità sono della serie Gefran GTF. Data la potenza diversa richiesta dalle varie linee, sono unità di taglia differente.

4 ore fa, Livio Orsini ha scritto:

Ti serve una sola porta sul master, ed una porta sugli slaves.

Vorrei capire meglio questo aspetto (la struttura fisica del bus).

Dal master (modulo seriale della National Instruments) esce un cavo (doppino) che va al primo SCR (slave1), poi dalla stessa morsettiera ne parte un altro verso un'altra unità (slave2) da cui ne parte un altro che... fino ad arrivare allo slave 12. E' corretto?

3 ore fa, Lucky67 ha scritto:

Innanzi tutto devi verificare di avere una distanza tra scada e moduli inferiore al chilometro

Sì, immagino ci sia abbastanza meno di 1 km verso questa sezione dell'impianto. 

 

3 ore fa, Lucky67 ha scritto:

ma per un processo di termoregolazione in cui suppongo tu darai solo il set e riceverai il dato di temperatura non sarà mai un problema (suppongo).

Sono previste delle rampe di salita e di discesa verso un certo setpoint. Quindi è importante anche il tempo.

3 ore fa, Lucky67 ha scritto:

Come ti è stato detto modbus ha tanti "dialetti"

Le unità citate supportano il modbus RTU.  

 

Del controllo PWM cosa mi sapete dire? O meglio, secondo voi è più problematico del modbus? 

Quegli SCR hanno come opzione di controllo lo "0-10V". Vuol dire che la regolazione avviene semplicemente variando la tensione? (da 0 a 10V) O anche in questo caso si usa un trno di impulsi?

 

Come innesco dei tiristori, secondo voi è meglio lo zero crossing o il burst firing? Dato che ci sono alcuni strumenti sensibili mi chiedo se si possono avere fenomeni di rumore o peggio interferenza sulle letture con l'uno o piuttosto che con l'altro sistema.

 

grazie per i chiarimenti  

[leleviola]

49 minuti fa, mikirio ha scritto:

 

Del controllo PWM cosa mi sapete dire? O meglio, secondo voi è più problematico del modbus? 

Quegli SCR hanno come opzione di controllo lo "0-10V". Vuol dire che la regolazione avviene semplicemente variando la tensione? (da 0 a 10V) O anche in questo caso si usa un trno di impulsi?

 

Come innesco dei tiristori, secondo voi è meglio lo zero crossing o il burst firing? Dato che ci sono alcuni strumenti sensibili mi chiedo se si possono avere fenomeni di rumore o peggio interferenza sulle letture con l'uno o piuttosto che con l'altro sistema.

 

grazie per i chiarimenti  

il controllo in potenza del PWM mi immagino venga fatto direttamente dall'unità slave Gefran bisogna vedere però se la variazione del PWM la gestisce l'unità Master o la controlla autonomamente solo ogni unità slave, in parole povere il segnale o i segnali di feedback della temperatura impostata nei vari campi di regolazione chi la gestisce l'unità Master che poi dovrà regolare il PWM di ogni slave oppure ogni slave gestisce autonomamente il proprio feedback di temperatura e gli viene passato dal Master il solo setpoint della tempeartura.

Comunque sia se il modulo Gefran gestisce il Modbus penso si possa gestire entrambe le situazioni, basta impostare correttamente i parametri di lavoro dei Gefran e a secondo di come sono impostati in modo di funzionamento attueranno la regolazione che gli verrà ordinata, dipende se il PID del PWM di ogni singolo Gefran vorrai gestirlo dal Master o autonomamente da ogni singolo slave

[Lucky67]

4 ore fa, mikirio ha scritto:

Sono previste delle rampe di salita e di discesa verso un certo setpoint. Quindi è importante anche il tempo.

Si ma saranno previste all'interno della configurazione del dispositivo o saranno date come parametro immagino. Una volta che il dispositivo ha i parametri credo che si arrangi da solo (almeno credo ma non avendo manuale non sono sicuro).E' per questo che, se fosse così, il tempo è poco determinante poichè una volta dato il set point e altri parametri (tipo rampa o altro) il sontrollore fa la regolazione e al massimo ti restituisce la temperatura reale ed eventuali allarmi.

 

4 ore fa, mikirio ha scritto:

Le unità citate supportano il modbus RTU.  

 

Si ma esistono tanti modi ad esempio di chiamare gli indirizzi di lettura scrittura...

[Livio Orsini]

11 ore fa, mikirio ha scritto:

 

Del controllo PWM cosa mi sapete dire? O meglio, secondo voi è più problematico del modbus? 

 

Viste le distanze sicuramente è meglio il modbus.

 

11 ore fa, mikirio ha scritto:

Dal master (modulo seriale della National Instruments) esce un cavo (doppino) che va al primo SCR

 

Stai dicendo che tutto il controllo è fatto con schede NI?

Se non ricordo male NI supporta il modbus standard; devi informarti presso Gefran se i moduli SCR che intendi impiegare possono colloquiare in modbus standard; nel caso usassero una variante del modbus dovrai vedere se è possibile implementarla sul controllore NI.

 

Due domande.

1. perchè avete scelto schede NI e non un PLC di larga diffusione?
2. chi svilupperà il software?

Se non lo sviluppi tu il software, come mi sembra di capire dal tuo messaggio di presentazione, prima di fare qualsiasi scelta interfacciati con chi dovrà poi realizzare l'impianto in modo che le scelte siano condivise, altrimenti rischi di avere seri problemi di sviluppo. (Te lo dico amichevolmente basandomi sulla mia ultra trentennale esperienza di porgettazione di ipianti di automazione).

[mikirio]

4 ore fa, Livio Orsini ha scritto:

Se non ricordo male NI supporta il modbus standard

L'hardware (NI) gestisce sia macchine in Modbus TCP/IP che RTU.

4 ore fa, Livio Orsini ha scritto:

perchè avete scelto schede NI e non un PLC di larga diffusione?

Onestamente non lo so. Il software è sviluppato in Labview ed è estremamente flessibile e permette una configurazione e monitoraggio puntuale di sensori e attuatori, con report automatici per l'analisi dei dati. Se l'HMI (sui PC della sala controllo) si blocca mi hanno detto che il software continua a girare sul pc di bordo del quadro di controllo. Forse un PLC standard è più "rigido". Non so. L'hardware NI mi è stato presentato come estremamente performante e deterministico. Ma non ho deciso io di usarlo.

In teoria, anch'io ho una formazione di programmazione in Labview e un VI so leggerlo e scriverlo (magari più la prima che la seconda, anche perchè la complessità può diventare estremamente elevata). Ma, come detto, non sono io che implementa il sistema bensì un'azienda esterna esperta in automazione.

4 ore fa, Livio Orsini ha scritto:

prima di fare qualsiasi scelta interfacciati con chi dovrà poi realizzare l'impianto in modo che le scelte siano condivise

Sono perfettamente d'accordo sulla metodologia. Io però sono un processista e vedo l'impianto sotto l'aspetto funzionale (definisco le procedure operative, per esempio, "condizionamento serbatoio A: impostare valore x, leggere sensore xx, aprire valvole ww e cc, avviare pompa yy, confrontare deltaP fra punto R e punto J..." ecc...). MI piacerebbe capire (per interesse personale) la parte impiantistica lato controllista.

 

11 ore fa, Lucky67 ha scritto:

Si ma saranno previste all'interno della configurazione del dispositivo o saranno date come parametro immagino.

Questo non lo so. Io darò le caratteristiche delle curve di riscaldamento, poi il controllista le ingegnerizza nel sistema. Ho provato a guardare il datasheet di uno di questi SCR ma non ho ben capito come si realizza il controllo. Sono controllori Gefran della serie GTF.

[Livio Orsini]

4 ore fa, mikirio ha scritto:

L'hardware (NI) gestisce sia macchine in Modbus TCP/IP che RTU.

 

Te lo ripeto dire Modbus RTU non è specifare uno standard assoluto

15 ore fa, Lucky67 ha scritto:

esistono tanti modi ad esempio di chiamare gli indirizzi di lettura scrittura..

 

Quindi verifica bene se e come gli attuatori Gefran colloquiano in Modbus.

 

4 ore fa, mikirio ha scritto:

Il software è sviluppato in Labview ed è estremamente flessibile

 

Si lo conosco a grandi linee, anche perchè ne ho visto la gestazione e la nascita circa 30 anni fa. Io lovedo più come strumento per gestire strumentazione ma è

4 ore fa, mikirio ha scritto:

questi SCR ma non ho ben capito come si realizza il controllo.

una mia opinione.

 

Questi attuatori si dividono in due categorie: controllo a pacchetto o "burst" e controllo di fase.

Solitamente si preferisce usare il controllo sul burst perchè gli SCR commutano sullo zero minimizzando la generazione di disturbi.

 

Tanto per farti un esempio in numeri.

Immagina di avere un periodo di 2", in questo periodo la rete a 50 Hz ha 100 sisnusoidi complete. Se moduli al 100% dai alimentazione in continuo, se moduli  con un periodo di conduzione di 1" ed un 1" di blocco lavori con il 50% dell'energia disponibile, così se stai in on per 1600 ms su 2000 stai lavorando allo 80% e così via. Il termo regolatore, in assenza di altri controlli, parte con il 100% e, man mano che l'errore diminuisce, riduce la percentuale attivo-diattivo sino ad arrivare al valore minimo che equivale al mantenimento, quando l'errore si azzera.

 

 

[ETR]

Ciao Mikirio, mi permetto solo alcune considerazioni che si rifanno alle tue domande.

 

L'ultilizzo NI e quindi di Labview, come diceva Livio, è pressoché di nicchia e comprende una parte infinitesimale del mondo indutriale, tanto più chimico. Le soluzioni a disposizione sono molteplici cosi come il loro costo, mentre NI si piazza tecnicamente in un spazio a sé e anche da questo ne deriva un costo non sempre allineabile all'hardware più comune.

 

Di soluzioni ne ho viste tante, dal termostato Caleffi in serie al cavo scaldante, alla tracciatura con vapore e la dimensione (e quindi l'inerzia) del sistema, determinano molte scelte. Genericamente, come fossero le impostazioni di default di regolatore PID, una regolazione del genere non richiederebbe meno di 300 ms di ciclo, ma si può alzare ancora di un pò questo valore in funzione del tempo di risposta del loop. Se a questo aggiungessimo anche un fitro alla variabile controllata (sempre meglio prevenire spurie sul collegamento), potremmo tranquillamente arrivare a 500 ms.

 

Ipotizzato tutto questo (ribadisco ipotizzato), un PLC di base (diciamo un 1200 per capirci ?, chiedo conferma ai colleghi) non ha nessun problema a gestire 12 regolazioni, considerando un baudrate sui 9600, per stare tranquilli.

 

Se al mondo PLC, volessimo poi aggiungere come comparazione anche quello dei termoregolatori stand alone da retroquadro (come delta Ascon, ma ce ne sono molti altri), avremmo anche eliminato il discorso della programmazione della regolazione, concentrandoci sulla gestione (comandi ed allarmi) e setpoint.

 

Detto tutto questo, saremmo sempre in tempo ad integrare questi sistemi in NI tramite Modbus RTU o TCP.

 

Tutto questo discorso è perché mi sono trovato in alcune occasioni a discutere per delle applicazioni richieste in NI (piattaforme inerziali, banchi di test ecc...) in cui la ricerca aveva la predominanza e quindi la prestazione dell'hardware aveva il suo perché. In altre occasioni invece, si cercava di propinare l'indiscutibile prestazione HW e SW di NI, come toccasana di qualsiasi problematica tecnica.

 

In linea di principio sarà pur vero, ma praticamente ed economicamente non è sempre detto.

 

Buona serata, Ennio

[Livio Orsini]

13 ore fa, ETR ha scritto:

Se al mondo PLC, volessimo poi aggiungere come comparazione anche quello dei termoregolatori stand alone da retroquadro (come delta Ascon, ma ce ne sono molti altri), avremmo anche eliminato il discorso della programmazione della regolazione, concentrandoci sulla gestione (comandi ed allarmi) e setpoint

 

Visto che usa attuatori Gefran la soluzione migliore, amio avviso, sarebbe usare i termoregolatori Gefran, così è sicuro di non avere problemi di interfaccia. Tra l'altro quest'azienda è specializzata in questo tipo di applicazioni dato che è stata la tecnologia su cui è nata.

 

13 ore fa, ETR ha scritto:

.....occasioni a discutere per delle applicazioni richieste in NI (piattaforme inerziali, banchi di test ecc...) in cui la ricerca aveva la predominanza e quindi la prestazione dell'hardware....

 

Concordo; come ho scritto prima è una piattaforma più adatta a controlli di laboratorio o dove si abbia necessità di prestazioni velocistiche elevate. Anche se le attuali CPU di PLC di fascia alta, hanno prestazioni non indifferenti.

[ETR]

7 ore fa, Livio Orsini ha scritto:

Visto che usa attuatori Gefran la soluzione migliore, amio avviso, sarebbe usare i termoregolatori Gefran

 

Ciao Livio, potrebbe essere un approccio anche questo, ma io di solito ho sempre preferito soluzioni che avessero uno standard assodato e non "riscritto ad hoc" . Questo non so se dipenda dal mio approccio con Gefran, con gli allora regolatori Adamello, ma successivamente, passando per TUTTI i restanti nomi del mondo industriale, ho sempre preferito e continuo a preferire la linea tecnica/progettuale di Eurotherm (Ascon e Ero di conseguenza per via dei vari passaggi di progettisti). Per farti un paragone che ritengo essere più attinente al tuo mondo è come paragonare i vari firmware di inverter giapponesi (Mitsu, Toshiba, Hitachi) con quelli teutonici ma di una sola casa ... 😉

 

Per il resto, per non andare fuori discussione è da sottolineare che proprio il connubio HW+SW, proposto da NI, permetta di realizzare delle piattaforme di ricerca moto spinte. CPU di fascia alta di PLC di ultima generazione, potranno anche avere prestazioni eguali o simili ad HW NI, ma poi il SW, perfettamente integrato in un mondo di ricerca (librerie per analisi specifiche, librerie per strumentazioni di ricerca e interfaccie dedicate), fanno la differenza.

 

Eventialmente Mikirio ci spiegherà se queto riscaldamento sia cosi critico o no.

 

Buona giornata, Ennio

[Livio Orsini]

44 minuti fa, ETR ha scritto:

n un mondo di ricerca (librerie per analisi specifiche, librerie per strumentazioni di ricerca e interfaccie dedicate),

 

Appunto, siamo al di furi dei normali controlli industriali

[Lucky67]

Non concordo su questo "inscatolamento" del mondo NI in laboratorio. E' vero che è nato per questo ma soprattutto il mondo labview (al di là delle schede hardware che convengo poco si adattano "al campo") è una piattaforma che da la birra a numerosi scada superblasonati che non hanno le potenzialità di labview. Tanto più che se ho capito bene da chi ha iniziato il post lo hanno già installato come supervisore di altri processi e forse copre delle funzioni simil-dcs. Ha la problematica che nonostante abbia un ambiente di programmazione prettamente grafico e che che quindi suona molto easy è invece piuttosto complesso e di non facilissima lettura. Ha di contro una folta comunità che ti aiuta e che fornisce un sacco di biblioteche più o meno free.

Tornando a bomba labview è aperto al massimo verso tutti i protocolli di comunicazione e gestire il modbus RTU è una bazzeccola e non occorrono gli HW della NI ma un banale convertitore 485 ad esempio.

Modificato: 18 marzo 2020 da Lucky67

[Adolfo62]

Forse mi sfugge qualcosa.

Ma i Moduli Gefran GTF sono moduli che hanno gia tutta la logica di funzionamento interna, Setpoint, autotuning, Allarmi, Interruzione del carico, e chi più ne ha più ne metta, paradossalmente per inserire i dati basterebbe un HMI con connessione MODBUS ed il riscaldamento è fatto, cosi come la supervisione dei segnali e dei parametri.

[Lucky67]

34 minuti fa, Adolfo62 ha scritto:

Forse mi sfugge qualcosa.

Ma i Moduli Gefran GTF sono moduli che hanno gia tutta la logica di funzionamento interna, Setpoint, autotuning, Allarmi, Interruzione del carico, e chi più ne ha più ne metta, paradossalmente per inserire i dati basterebbe un HMI con connessione MODBUS ed il riscaldamento è fatto, cosi come la supervisione dei segnali e dei parametri.

infatti lui ha già un HMI ed è LABVIEW. Secondo me da li raggiungi in modbus i regolatori e gli spari dentro il setpoint. Il regolatore ti restituisce la temperatura e stop. Se vuoi fare il raffinato puoi decidere di avere anche il controllo centralizzato dei parametri di regolazione (P I ad esempio) ed eventiuali registri di allarme. Per fare questo puoi avere anche dei cicli di polling molto "lenti" e puoi anche andare a velocità modeste. Se ti vai ad inventare PWM o robe del genere ti incasini e basta. In ogni caso chi ha aperto la discussione credo che non sia più interessato per cui....

 

[Livio Orsini]

Aspettiamoche Mikiro scriva qualche cosa che possa farci comprendere meglio cosa ha in mente di fare.

[mikirio]

Il 15/3/2020 alle 16:56 , Livio Orsini ha scritto:

Immagina di avere un periodo di 2", in questo periodo la rete a 50 Hz ha 100 sisnusoidi complete. Se moduli al 100% dai alimentazione in continuo, se moduli  con un periodo di conduzione di 1" ed un 1" di blocco lavori con il 50% dell'energia disponibile, così se stai in on per 1600 ms su 2000 stai lavorando allo 80% e così via. Il termo regolatore, in assenza di altri controlli, parte con il 100% e, man mano che l'errore diminuisce, riduce la percentuale attivo-diattivo sino ad arrivare al valore minimo che equivale al mantenimento, quando l'errore si azzera.

Questa parte la trovo interessante per quel che riguarda la mia domanda iniziale, ovvero sulla possibilità di gestire i controllori suddetti in PWM. Dal datasheet leggo che in tale modalità, il sistema accetta comando di ingresso PWM fino a max 100 Hz. Quindi posso quantizzare gli on-off in intervalli di non meno di 0.01 secondi. E' corretto?

 

16 ore fa, Lucky67 ha scritto:

E' vero che è nato per questo ma soprattutto il mondo labview (al di là delle schede hardware che convengo poco si adattano "al campo") è una piattaforma che da la birra a numerosi scada superblasonati che non hanno le potenzialità di labview

Per quel poco che ho visto (come consulente) i prodotti NI vengono usati per processi con grosse criticità e altissima affidabilità. Io però ho lavorato quasi sempre con impianti pilota o facility di ricerca (come quello in oggetto), quindi non so se poi, in fase di industrializzazione, è stato sostituito con hardware di altro costruttore.

 

16 ore fa, Lucky67 ha scritto:

Ha la problematica che nonostante abbia un ambiente di programmazione prettamente grafico e che che quindi suona molto easy è invece piuttosto complesso e di non facilissima lettura. Ha di contro una folta comunità che ti aiuta e che fornisce un sacco di biblioteche più o meno free.

Il linguaggio G può sembrare semplice, e lo è se si vuole un'infarinatura generale (la mia formazione arriva al core 3). Ma, come dici, in base anche alla bravura del controllista, ci sono block diagram di non facilissima lettura (anzi) che per di più sono collegati con altri VI. Sull'aiuto della comunità NI ho i miei dubbi... sì, c'è un forum molto vasto ma... 

14 ore fa, Lucky67 ha scritto:

infatti lui ha già un HMI ed è LABVIEW. Secondo me da li raggiungi in modbus i regolatori e gli spari dentro il setpoint. Il regolatore ti restituisce la temperatura e stop. Se vuoi fare il raffinato puoi decidere di avere anche il controllo centralizzato dei parametri di regolazione (P I ad esempio) ed eventiuali registri di allarme.

sì, dovrebbe fare qualcosa del genere. 

14 ore fa, Lucky67 ha scritto:

Se ti vai ad inventare PWM o robe del genere ti incasini e basta.

Ero incuriosito da questa modalità di controllo, visto che i GTF lo prevedono.

A quanto ho capito, in modbus è tutto molto più semplice e banale. Ero curioso su come si implementa un controllo PWM di un regolatore di potenza.

   

[Livio Orsini]

1 ora fa, mikirio ha scritto:

il sistema accetta comando di ingresso PWM fino a max 100 Hz. Quindi posso quantizzare gli on-off in intervalli di non meno di 0.01 secondi. E' corretto?

 

Non proprio. Immagina un treno d'impulsi, di varia larghezza, ed il cui periodo sia >0.01"

 

[ETR]

Il 18/3/2020 alle 17:28 , Lucky67 ha scritto:

labview è aperto al massimo verso tutti i protocolli di comunicazione e gestire il modbus RTU è una bazzeccola e non occorrono gli HW della NI ma un banale convertitore 485 ad esempio

 

Ciao Lucky, ha la stessa apertura di Siemens. E' un monopolista, con un ampia plastea di utilizzatori, dei buoni forum, ma a lui fanno riferimento nel suo specifico settore e gioco forza ha implementato poi quanto serve per interfacciarsi al mondo che nel frattempo è cambiato (ed anche NI è scesa un po' dal piedistallo cercando mercato dove prima non era presente). Ho frequentato alcuni corsi il secolo scorso e poi nell'arco del tempo ho avuto alcuni contatti con gente che lo usava ad  diversi livelli (universitario, industriale e ricerca e svilupppo) ed il meglio lo tiravi fuori da quest'ultimo settore. Non a caso, il capitolato di una piattaforma inerziale per vergiate fine anni 90, citava NI come sistema di sviluppo e nient'altro.

 

Il mio discorso HW NI, non è circoscritto alla comunicazione modbus, ma è più generico in quanto per far girare schede con tempi di acquisizione fantascientifici per il ns mondo industriale (praticamente parliamo di oscilloscopi di media alta fascia), non si può pensare di avere lo stesso rack o hw di controllo e software quindi, che serve per gestire per esempio marcia e arresto o un loop di temperatura o pressione. 

 

Facciamo l'esempio che sia una F1, 4 ruote, un volante, un motore, ma nel caso non ci vai a fare la spesa, anche se è tecnicamente un auto come la panda 75 fire.

 

Il 19/3/2020 alle 10:09 , mikirio ha scritto:

Il 18/3/2020 alle 19:13 , Lucky67 ha scritto:

infatti lui ha già un HMI ed è LABVIEW. Secondo me da li raggiungi in modbus i regolatori e gli spari dentro il setpoint. Il regolatore ti restituisce la temperatura e stop. Se vuoi fare il raffinato puoi decidere di avere anche il controllo centralizzato dei parametri di regolazione (P I ad esempio) ed eventiuali registri di allarme.

sì, dovrebbe fare qualcosa del genere. 

 

Nello specifico dell'applicazione, non tutto  integrato, in quanto per come mi ricordavo (ma ho letto anche i manuali) il GTF è solo un "attuatore", un po' più evoluto (meno di un classico inverter).

 

Quindi sempre ipotizzando necessitiamo :

- dei segnali digitali di logica per le abilitazioni,

- la variabile PV può essere acquisita dal GTF ma solo con convertitore (nel ns caso parliamo di temperatura) e poi inviata in seriale al controllore del PID, quindi non serve HW ulteriore (altrimenti aggraviamo di molto i costi per le schede NI)

- il controllore PID centrale per la generazione del valore di regolazione da inviare sempre in seriale all'SCR

 

Sulla base di questo, ho scritto precedentemente, che sommato il tutto per 12 loop di controllo, esisterebbero sul mercato altre soluzioni, tecnicamente valide (ipoteticamente, sempre che il processo non abbia spiccate criticità) ed economicamente più vantaggiose, pur integrabili con Labview.

 

Il 19/3/2020 alle 10:09 , mikirio ha scritto:

Il 18/3/2020 alle 19:13 , Lucky67 ha scritto:

Se ti vai ad inventare PWM o robe del genere ti incasini e basta.

Ero incuriosito da questa modalità di controllo, visto che i GTF lo prevedono.

A quanto ho capito, in modbus è tutto molto più semplice e banale. Ero curioso su come si implementa un controllo PWM di un regolatore di potenza.

 

In questo caso Mikirio, mi permetto una puntualizzazione : stiamo parlando di cose distinte che non hanno nulla a che fare.

 

Il PWM è una tipologia di controllo della regolazione (nel ns caso di potenza dell'SCR), nel caso tu voglia per tue ragioni gestire con un segnale digitale, il comando di potenza dell'SCR (come anticipavi nel post inziale).

 

Tramite modbus, di cui necessiti, per la lettura della PV, puoi direttamente gestire un blocco PID, con uscita 0:100 ed inviarla, sempre in seriale all'SCR, senza preoccuparti di PWM, uscite digitali, cablaggi o quanto altro ancora.

 

Tutte le mie considerazioni sono ipotetiche (sulla base delle considerazioni sopra riportate).

 

Buona giornata, Ennio

 

PS : non vorrei risultare tedioso, ma il forum funziona un po' come valvola di sfogo in questi giorni di reclusione.

 

Ri buona giornata

 

 

[mikirio]

ciao Ennio.

Il 20/3/2020 alle 16:20 , ETR ha scritto:

PS : non vorrei risultare tedioso, ma il forum funziona un po' come valvola di sfogo in questi giorni di reclusione.

Mah sì, un forum deve essere "aperto" anche a sostenere critiche e polemiche fra gli utenti. Alla fine si scambiano idee anche in questo modo. Uno dice la sua.

 

Il 20/3/2020 alle 16:20 , ETR ha scritto:

Il PWM è una tipologia di controllo della regolazione (nel ns caso di potenza dell'SCR), nel caso tu voglia per tue ragioni gestire con un segnale digitale, il comando di potenza dell'SCR (come anticipavi nel post inziale).

Sì hai ragione (ovviamente). Infatti lo stesso manuale aggrega le due cose in campi separati: il PWM è un "ingresso" mentre il modbus è "una modalità di comunicazione". 

Il 20/3/2020 alle 16:20 , ETR ha scritto:

Quindi sempre ipotizzando necessitiamo :

- dei segnali digitali di logica per le abilitazioni,

- la variabile PV può essere acquisita dal GTF ma solo con convertitore (nel ns caso parliamo di temperatura) e poi inviata in seriale al controllore del PID, quindi non serve HW ulteriore (altrimenti aggraviamo di molto i costi per le schede NI)

- il controllore PID centrale per la generazione del valore di regolazione da inviare sempre in seriale all'SCR

Forse non ho ben capito lo schema logico che dici. Allo stato attuale, il sistema di controllo centralizzato acquisisce la temperatura media della linea da riscaldare (attraverso un modulo NI) e in base alle procedure operative di processo definite da me invia dei "comandi" agli SCR che vanno a dare corrente ai cavi scaldanti (in larga parte, rampe di riscaldamento). Quindi come dicevate tu e Livio, alla fine i GTF sono solo degli attuatori per me. Il PID è altrove (a meno di sistemi interni di regolazione o inseguimento di cui trascuro l'esistenza). 

Il 20/3/2020 alle 16:20 , ETR ha scritto:

Il mio discorso HW NI, non è circoscritto alla comunicazione modbus, ma è più generico in quanto per far girare schede con tempi di acquisizione fantascientifici per il ns mondo industriale (praticamente parliamo di oscilloscopi di media alta fascia), non si può pensare di avere lo stesso rack o hw di controllo e software quindi, che serve per gestire per esempio marcia e arresto o un loop di temperatura o pressione.

Noi attualmente abbiamo tutto sotto hw NI attraverso cui operiamo l'impianto e ricaviamo un sacco di dati (o meglio, vorremmo che fosse così, visto che l'impianto non è ancora partito). Ad essere onesti, a me servono proprio quelli, i dati. Mi hanno detto (ma ovviamente non lo prendo certo come verità assoluta) che l'hw NI è fra i migliori da questo punto di vista. Ma, appunto, credo siano pareri personali.

 

Faccio un'altra domanda.

Come dovrebbe esser fatta una rete di questi oggetti? Ovvero, so che una delle comodità del modbus sta proprio nella possibilità di creare una rete di oggetti; se io disponessi di una sola porta sul master (il mio modulo NI) per creare questa rete devo interporre qualcosa (tipo un gateway o uno "switch") o posso mettere in cascata fra loro i vari SCR? (detta in maniera rozza, faccio un "entri ed esci" su ogni singolo dispositivo)

[Livio Orsini]

3 ore fa, mikirio ha scritto:

Il PID è altrove (a meno di sistemi interni di regolazione o inseguimento di cui trascuro l'esistenza). 

 

Se tu dai ai moduli attuatori l'informazione della temperatura che vuoi tenere l'anello di controllo lo hanno al loro interno, perchè quei dispositivi sono dei regolatori, non dei semplici attuatori come un relè o un contattore.

 

3 ore fa, mikirio ha scritto:

o posso mettere in cascata fra loro i vari SCR? (detta in maniera rozza, faccio un "entri ed esci" su ogni singolo dispositivo)

 

Questo modo di collegamento non è una cascata, ovvero una serie, ma è un parallelo ovvero un "bus" per dirla all'inglese.

Non per niente la tua rete di comunicazione è detta "Modbus" (Modular Bus).

Hai un Master che è il tuo sistema NI, e tanti slaves che sono gli attuatori SCR connessi in parallelo sul bus.

Ti faccio un esempio grossolano. Immaginalo come se fosse una blindo sbarra; il tui sistema NI è equivalente all'interuttore generale che da la corrente al sistema, gli attuatori a SCR sono le varie utenze che si inseriscono nel blindo.

[ETR]

22 ore fa, Livio Orsini ha scritto:

Se tu dai ai moduli attuatori l'informazione della temperatura che vuoi tenere l'anello di controllo lo hanno al loro interno, perchè quei dispositivi sono dei regolatori, non dei semplici attuatori come un relè o un contattore.

 

Ciao Livio, sempre che non venga smentito, il GTF non ha all'interno nessun controllo PID per l'esecuzione del loop di processo. Ha una peculiarità in più rispetto ad un normale SCR, per via del fatto di avere un ingresso analogico (lineare, corrente o tensione), per collegarci la variabile di processo. Nella manualistica e nei registri di comunicazione modbus, non ho trovato riscontro di nessuna citazione al PID di controllo.

 

Il 22/3/2020 alle 13:12 , mikirio ha scritto:

il sistema di controllo centralizzato acquisisce la temperatura media della linea da riscaldare (attraverso un modulo NI) e in base alle procedure operative di processo definite da me invia dei "comandi" agli SCR che vanno a dare corrente ai cavi scaldanti (in larga parte, rampe di riscaldamento). Quindi come dicevate tu e Livio, alla fine i GTF sono solo degli attuatori per me. Il PID è altrove (a meno di sistemi interni di regolazione o inseguimento di cui trascuro l'esistenza).

 

Per quanto riguarda la topologia del sistema, come mia opinione che ho cercato di spiegare nei post precedenti, il sistema avrebbe potuto essere strutturato con elementi diversi (non NI) e poi essere interfacciato con NI, in un secondo momento, sempre in modbus.

 

Chiudendo questo discorso, dato che l'architettura del sistema è decisa e realizzata, per quanto riguarda le sue prestazioni :

 

Il 22/3/2020 alle 13:12 , mikirio ha scritto:

Mi hanno detto (ma ovviamente non lo prendo certo come verità assoluta) che l'hw NI è fra i migliori da questo punto di vista. Ma, appunto, credo siano pareri personali.

 

, non ho nulla da eccepire anche su questo punto, se preso come termine di paragone generale. Nello specifico, poi, ci sono diverse sfumature, settore per settore, utilizzo per utilizzo (appunto come diceva anche Livio).

 

In ambiente chimico, a seconda delle criticità del processo, è facile imbattersi in sistemi ridondati e soluzioni di comunicazione ridondate e ad anello, in cui sinceramente non ho la più palida idea di come NI le risolva. Da un piccola ricerca, mi sembra di capire che non gli manchi nulla, con sistemi ridondati in PXI ed anche sistemi decentrati in Ethercat che non mi sembrano di sua fattura, ma è un mondo molto vasto che non ha realmente attecchito nel ns ambiente industriale. In quello USA forse di più.

 

Buona giornata, Ennio

 

[Livio Orsini]

43 minuti fa, ETR ha scritto:

Ciao Livio, sempre che non venga smentito, il GTF non ha all'interno nessun controllo PID per l'esecuzione del loop di processo.

 

Può essere benissimo che mi sia confuso io; a me è parso di capire che non sia un semplice interruttore di potenza, ma un vero termoregolatore.

Però, torno a ripetere, potrei confondermi con altro dispositivo simile.

[Adolfo62]

Caratteristiche copia incolla dal manuale direttamente dal sito gefran

 

 

La serie di gruppi statici evoluti a microprocessore “GTF ” offre,
in dimensioni compatte ed ottimizzate, capacità di gestire potenze
elettriche con svariate tipologie di elementi riscaldanti.
Le taglie di corrente spaziano dai 25 A ai 250A, con range di
tensioni nominali di 480Vac e 600Vac.
L’ ingresso di comando è configurabile e accetta segnali 0-10V,
0/4-20mA, potenziometri, segnali logici anche con modalità
PWM per soluzioni “cost effective”.
E’ possibile pilotare il dispositivo anche tramite la comunicazione
seriale Modbus RTU, con connessioni a catena IN/OUT facilitate
dai connettori plug-in di tipo RJ10 (tipo telefonico).
Le molteplici modalità di innesco sono tutte configurabili da software
e prevedono:
- ZC: Zero crossing con tempo di ciclo costante (impostabile nel
range 1-200sec), per carichi convenzionali
- BF: Burst-Firing, Zero crossing con tempo di ciclo minimo ottimizzato,
per sistemi con bassa inerzia termica, lampade IR onde
medie
- HSC: HalfSingleCycle Zerocrossing, corrisponde ad un
BurstFiring che gestisce singoli semi-cicli di conduzione o spegnimento,
è utile per lampade IR onde corte, riduce il flickering e
limita la generazione di disturbi EMC nella linea di alimentazione
(si applica solo a carico monofase o triangolo aperto).
- PA: Controllo ad angolo di fase con limite di corrente per lampade
IR onde corte, primari di trasformatori. Elimina il flickering
del carico, ma genera rumore EMC nella linea di alimentazione
(armoniche).
A tali controlli cui si possono associare opzioni di soft-start e soft
stop con limitazione della corrente di picco e/o della corrente
RMS massima.
Grazie alle sofisticate soluzioni Hardware e Software si possono
controllare con grande precisione carichi di varia natura.
La disponibilità del controllo ad angolo di fase (l’unico metodo
di controllo che azzera completamente il flickering delle lampade
IR), abbinato a funzioni di limite di corrente e di feedback di
corrente, tensione, o potenza del carico, permette di risolvere
in tutta tranquillità, applicazioni considerate “critiche”, come ad
esempio gli elementi riscaldanti speciali Super-Khantal ™, le resistenze
al Carburo di Silicio o i primari dei trasformatori.
GTF è in grado di espletare una completa diagnostica dei valori
di corrente, tensione, potenza e temperatura:
Diagnostica di Corrente:
- Allarme di carico interrotto, totale e parziale
- Funzione di auto-apprendimento della soglia di
allarme per carico interrotto.
- Allarme di SCR in corto circuito
- Allarme di carico in corto circuito o sovracorrente
Diagnostica di Tensione:
- Allarme di assenza di fase
Diagnostica di Temperatura:
- Allarme di sovra-temperatura del tiristore
1 • ISTRUZIONI PRELIMINARI
La gestione della potenza con rampa di Soft start permette di limitare
i picchi di corrente del carico all’accensione, ottimizzando
i consumi ed aumentando la durata operativa del carico .
La configurazione dei parametri del dispositivo avviene tramite
PC, con un semplice SW di configurazione che permette di salvare
tutti i parametri in un file di configurazione, facile da gestire
e da copiare in altri dispositivi.
Viene inoltre offerta la possibilità di connessione seriale del GTF
tramite collegamento in RS485 con protocollo Modbus RTU, per
poter controllare da terminale supervisore (HMI) o PLC le correnti,
le tensioni, le potenze, lo stato del carico e del dispositivo
stesso.
Questa sezione riporta le informazioni e le
avvertenze di natura generale che si raccomanda
di leggere prima di procedere all’installazione,
configurazione e uso del controllore.
1.2 Descrizione Generale
GTF é un gruppo statico evoluto a singola zona estremamente
compatto, fornito di diverse opzioni Rappresenta una
combinazione esclusiva di prestazioni, affidabilità e flessibilità
applicativa. In particolare, questa nuova linea di gruppi statici
Gefran rappresenta la soluzione ideale per i settori applicativi in
cui sono importanti prestazioni e continuità di servizio, tra cui:
• Termoformatura
• Soffiaggio
• Canali caldi per presse ad iniezione
• Testurizzazione fibre
• Forni per trattamenti termici
• Macchine per il legno
• Forni per tempra del vetro
I moduli serie GTF sono realizzati su una piattaforma
hardware e software estremamente versatile che consente
di scegliere,tramite opzioni, la composizione di I/O più adatta
all’impianto.
GTF é utilizzato nel controllo di potenza per carichi di tipo
monofase e bi-ifase, compresi carichi resistivi ad alto e basso
coefficiente di temperatura, lampade all’infrarosso onde corte o
primari di trasformatore.