Come Calcolare La Velocità Da Ruota Fonica

[Fabio_C.]

Buongiorno,

devo interfacciare un'asservimento con trasporto ad inverter ad una linea che ne è priva.

Abbiamo realizzato una ruota fonica con un FC, secondo voi qual'è la soluzione migliore per conoscere la velocità della linea, contare gli impulsi della ruota o misurare il tempo di durata dell'impulso dell'FC??

Successivamente poi devo generare tramite una scheda d'uscita analogica il riferimento 0-10v da inviare al mio nuovo inverter per fargli variare la velocità al variare della velocità della linea.

Saluti

Fabio

[Livio Orsini]

Dipende dalla frequenza minima e massima dei segnali della ruota fonica; dipende anche dalla precisione richiesta.

Dipende anche dalla precisione di regolazione che vuoi ottenere.

Se non dai tutti i dati difficilmente potrai essere aiutato.

[cagliostro]

Salve,

in aggiunta a quanto postato da Livio Orsini, giusto per avere ulteriori informazioni, sarebbe il caso che tu dicessi anche il tipo di CPU che utilizzi o utilizzerai.

Questo per capire se usando per esempio una CPU con ingressi digitali integrati, disponi anche di ingressi veloci che possono essere eventualmente configurati ed opportunamente trattati mediante l'uso di funzione tecnologiche, per fare delle misuare in frequenza.

Oppure se hai pensato di leggere gli impulsi dell FC utilizzando un ingresso digitale discreto, oppure passando attraverso un modulo di conteggio veloce.

Abbiamo realizzato una ruota fonica con un FC

Chiedo solamente per chiarezza di informazione, immagino che per FC tu intenda un finecorsa del tipo sensore di prossimita induttivo con uscita statica e non un fine corsa meccanico vero ?

Scusa anche se la domanda può sembrarti banale e magari potrebbe insultare le tue conoscenze, secondo me vale la pena di confermare quanto richiesto pocanzi, anche se magari certe cose per molti possono essere già scontate.

In risposta a questi quesiti e a quelli riportati nel post di Livio Orsini, sicuramente gli utenti del forum avranno una panoramica più dettagliata della situazione e potranno essere a loro volta più precisi nelle loro indicazioni, consigli e suggerimenti vari.

[Fabio_C.]

Buongiorno a tutti e scusate il ritardo nell'inoltrare la mia risposta,

la Cpu in uso è una 315-2DP, il tipo di finecorsa è di tipo induttivo collagato ad un'ingresso su moduloo Et200S.

In merito alla precisione della regolazione, posso dirvi che le tolleranze in gioco sono molto alte visto che il passo di deposito sul trasporto di scarico è di circa 6.6mt.

La velocità massima del trasporto di scarico è di 6 mt/min mentre la minima è naturalmente 0 (trasporto fermo).

[Livio Orsini]

Dipende dalla frequenza minima e massima dei segnali della ruota fonica;

Le velocità non sono significative. Quello che conta veramente sono i periodi (1/f) minimi e massimi degli impulsi della ruota fonica.

Potresti, p.e., avere un impulso al giro con rapporto di duty cycle <5% oppure 100 impulsi giro con duty cycle pari al 50%. E' ovvio che a parità di velocità il periodo è estremamente differente.

Modificato: 10 settembre 2010 da Livio Orsini

[batta]

In merito alla precisione della regolazione, posso dirvi che le tolleranze in gioco sono molto alte visto che il passo di deposito sul trasporto di scarico è di circa 6.6mt.

Molto, abbastanza, poco...

Sono tutte definizioni soggettive.

Quello che serve sono i numeri.

Anche la velocità massima che indichi non serve e a nulla, se non specifichi la distanza tra gli impulsi.

Non capisco perché ci sia sempre questa paura di consumare la tastiera.

Mi dispiace continuare a ripetere il solito vecchio ritornello, ma sembra non se ne possa fare a meno: DATE I DATI!!!

Devi specificare almeno:

- Velocità massima (unico dato che hai già indicato)

- Distanza tra gli impulsi

- Errore massimo ammesso

Se avessi fornito questi dati nel primo post, avresti già tutte le risposte.

Invece, dopo 6 post, siamo ancora al punto di partenza.

Devi poi essere sicuro che la ruota fonica sia realizzata in modo che il rapporto tra segnale ON e segnale OFF (duty cycle già citato da Livio) sia tale da garantire la lettura da parte dell'ingresso digitale della cpu.

Voglio dire, potresti avere anche un impulso ogni 10 secondi, ma se quell'impulso dura solo 1ms, non lo rilevi.

[Fabio_C.]

Mi dispiace sembrare lacunoso ma il ferro x fare le misure non c'era....

La ruota ha il diametro di 150mm (471 mm di circonferenza) e ha 26 denti (distanza dente-dente di 18,11mm)

Spero che inoltre per come è realizzata la ruota fonica il duty cycle sia almeno del 30-40%.

Saluti

[Livio Orsini]

Supponendo, ma dovresti confermarlo, che la velocità periferica della ruota sia pari alla velocità del trasporto e considerando come velocità massima 6.6m/1' (ma hai anche dato un'indicazione di 6m/1') avresti una velocità angolare massima, della ruota, pari a circa 14 rpm con una frequenza pari a 5.685 Hz corrispondenti ad un periodo di 175.82 ms. Se il duty cycle è di circa 40% avrai circa 70ms di larghezza d'impulso.

Con questo tempo lo si può leggere da un ingresso normale, però rimane il ritardo del filtro d'ingresso che si può supporre, con buona approssimazione costante, ed il tempo di acquisizione delle immagini da parte del PLC, tempo dipendente dal tempo di ciclo, per sua natura variabile, anche di parecchio.

Per avere una precisione, almeno decente, di misura della velocità dovresti contare 100 impulsi. Alla massima velocità impiegheresti 17,582 secondi; già ad un decimo della velocità massima il tempo sarebbe pari 175,82", valore improponibile.

Per avere un minimo di precisione dovresti legare gli impulsi ad un ingresso ad interrupt; conti il tempo tra e un impulso ed il successivo determinando il periodo, in questo modo la precisione aumenta con il diminuire della velocità.

Penso che la 315 si possa avere un timer di sistema (interrupt in OB35) di 5 ms. Con questo valore alla massima velocità la precisione non è elevata, però potresti contare più periodi. Misurando il tempo occorrente per 3 impulsi avresti un 1% di precisione, con un tempo di misura pari a 0.52746" che è abbastanza decente.

Ovviamente al diminuire della velocità il tempo si allunga, ma questo è fisiologico.

Domanda. Perchè non hai usato un bell'encoder da, p.e., 3000 imp/giro. Alla fine la spesa non era maggiore di molto, ma la precisione si. Inoltre, in questo modo, potresti sincronizzare direttamente in frequenza l'inverter. Gli inverter moderno hanno quasi tutti integrato il pilotaggio con treno d'impulsi. Ti risparmieresti una caterva di problemi, cablaggi e software sul PLC . Poi se fai bene i conti risparmi anche qualche euro

Modificato: 10 settembre 2010 da Livio Orsini

[Gapo]

Supponendo, ma dovresti confermarlo, che la velocità periferica della ruota sia pari alla velocità del trasporto e considerando come velocità massima 6.6m/1' (ma hai anche dato un'indicazione di 6m/1') avresti una velocità angolare massima, della ruota, pari a circa 14 rpm con una frequenza pari a 5.685 Hz corrispondenti ad un periodo di 175.82 ms. Se il duty cycle è di circa 40% avrai circa 70ms di larghezza d'impulso.

Con questo tempo lo si può leggere da un ingresso normale [...]

Secondo me, a seconda della posizione del sensore, il duty cycle può essere molto più variabile, tanto da arrivare a farti perdere uno "0" (se è troppo vicino) o un "1" (se è troppo lontano), anche se il periodo sembra sufficientemente elevato; inoltre, parlando di rilevazione fatta con proximity induttivo, in passato ho visto duty cycle variare anche in relazione alla velocità di rotazione, il che rende ancore più problematico il corretto posizionamento. Se aggiungiamo che su questo forum, se ricordo bene (un paio di anni fa), ho letto che qualcuno considera "normali" dei tempi ciclo di 100-120ms, non darei per scontato che il tutto possa funzionare...

Domanda. Perchè non hai usato un bell'encoder

esatto...

ciao

[Livio Orsini]

Se aggiungiamo che su questo forum, se ricordo bene (un paio di anni fa), ho letto che qualcuno considera "normali" dei tempi ciclo di 100-120ms, non darei per scontato che il tutto possa funzionare...

Tempi di ciclo >100ms mi sembran esagerati, a meno di avere programmi molto complicati o molto mal fatti. Comunque anche con un tempo di ciclo di 20ms-40ms la lettura del proximity deve essere sganciata dal ciclo, come ho spiegato nel post #8.

[batta]

Come già fatto notare da Livio, manca ancora un dato: la circonferenza del rullo del nastro (o quello che è) trasportatore.

La circonferenza della ruota fonica è un dato assolutamente irrilevante.

Immaginando comunque che la circonferenza del rullo sia almeno dello stesso ordine di grandezza, direi che siamo nella situazione peggiore: frequenza troppo bassa per poter effettuare una misura, appunto, di frequenza, e periodo tra gli impulsi troppo breve per effettuare una misura del tempo sufficientemente precisa.

Per ottenere un buon compromesso tra precisione e velocità di acquisizione, potresti utilizzare un sistema misto: lettura del numero di impulsi e del tempo.

Potresti, per esempio, contare gli impulsi per almeno 10 secondi. Passati i 10 secondi, al successivo impulso acquisisci il numero di impulsi e la misura del tempo.

Supponiamo, tanto per ragionare con i numeri, che trascorsi 10 secondi tu abbia contato 43 impulsi.

Quando ti arriva il 44° impulso chiudi la lettura del numero di impulsi (44 appunto) e la misura del tempo (es. 10,180 secondi).

Calcoli la velocità basandoti su questi valori acquisiti e riazzeri tutto per la prossima misura.

Se la misura del tempo la effettui all'interno di un OB35 impostato a 10ms, l'errore massimo diventerebbe di +/- 10 ms su 10000, ovvero +/- 0,1%

La 315 purtroppo non ha né ingressi di interrupt (con i quali potresti effettuare una misura precisa del tempo), né ingressi veloci (con i quali poter effettuare una misura di frequenza degli impulsi di un encoder opportunamente dimensionato).

Per utilizzare un encoder con la 315 dovresti aggiungere un modulo FM350, oppure, se hai già moduli periferici ET200S, il relativo modulo di conteggio veloce.

Se, invece, la cpu fosse una 31xC, con contatori veloci a bordo, la sostituzione della ruota fonica con un encoder sarebbe economicamente di poco conto, ed offrirebbe innumerevoli vantaggi.

[amed]

Tieni presente che usando ingressi normali (n0n ad interrupt) la massima frequenza degli impulsi che puoi contare è 1sec/2volte tempo di scansione in sec.

Ciao