Pilotaggio Elettrovalvole On/off E Proporzionali - Aiuto per elettronica di controllo

[janluka]

Ciao a tutti,per un lavoro di tesi devo progettare una scheda di controllo per il pilotaggio di elettrovalvole proporzionali e ON/OFF (azienda Aron).

Per la precisione l'elettrovalvola proporzionale e' la XDP.3.A mentre quella ON/OFF e' (credo) AD.3.E.

I miei dubbi (a parte il funzionamento interno delle valvole (sono un elettronico!)) riguarda l'ultimo stadio dell'elettronica di controllo, ossia i driver di potenza che pilotano i solenoidi delle valvole.

In particolare: per le elettrovalvole ON/OFF si possono pilotare semplicemente con un rele' che da e toglie corrente? (e cosa significano tempi di "eccitazione" e "diseccitazione"??)

Per quanto riguarda le elettrovalvole proporzionali, il pilotaggio va fatto per forza con un inverter (per invertire il verso della corrente nel solenoide!) oppure si puo' polarizzare in qualche modo il solenoide in modo da pilotarlo con un singolo mos e risparmiarsi l'inverter???

Scusate la stupidita' delle domande ma sono proprio a digiuno di queste cose...

PS: Se fosse possibile potete postarmi qualche link che spiega SEMPLICEMENTE come vanno pilotate elettrovalvole del tipo sopracitato???

THANX!!!!

[C.Gottardello]

ciao, posso solo darti un piccolo spunto:

Una cosa molto importante quando usi le valvole On,Off in un impianto idraulico è la tempestività con cui vengono attivate, ecco perchè il rele' non è il massimo come sistema di comando.

I distributori proporzionali sono tipicamente polarizzati.

[fabri]

Non vorrei sembrare scontato ma se dai un'occhiata alla scheda REM nel sito della aron ti chiarisci un po su come gestiscono le elettrovalvole proporzionali

l'ideale sarebbe guardare se in biblioteca c'è la 'bibbia' le lezioni di oleodinamica della rexroth

le elettrovalvole on-off si comandano con i rele se non ci sono particolari necessità se hai bisogno di prestazioni e affidabilità puoi usare un rele allo stato solido (o un mos o quello che vuoi) ma il concetto è sempre quello

i tempi di diseccitazione e eccitazione sono i tempi necessari per aprire o chiudere l'elettrovalvola e sono dell'ordine dei millisecondi quindi ne devi tenere conto se hai un'elettronica performante o se sono paragonabili al tempo di ciclo dei plc

in generale i tempi di risposta di un sistema meccanico sono sempre di qualche ordine di grandezza diversi da quelli della gestione elettronica (decimo o secondi contro millisecondi) e questo vale particolarmente per l'oleodinamica

Ciao, Fabrizio

[luigi69]

ciao Janluca ecco la mia esperienza con le valvole on-off, le proporzionali le uso con moduli di controllo forniti assieme..e quindi di questo non posso esserti utile.

La bestia nera nell'uso delle elettrovalvole per oleodinamica sta nel fatto che le bobine di pilotaggio sono "robuste", a differenza di quelle per aria che assorbono infinitesimamente meno....

Apro una parentesi : un dato caratteristico delle valvole oleo e', oltre al loro funzionamento 5-2 5-3 ecc-.....e' la loro portata, in termini di litri di olio al minuto, e anche la loro pressione di esercizio ( es. massimo 210 bar o 280 bar o 400 bar )

quando realizzo un comando di una on-off mi chiedo sempre prima che valvola piloto e con quale risposta in ordina di millisecondi reagisce il sistema

se ad esempio la valvola comanda l'avanzamento di un cilindro oleo, e hai una pompa con una discreta portata, millisecondi di ritardo vogliono dire mm di avanzamento dello stelo.

In commercio, e nelle piu' comuni applicazioni ( semplici macchine, imballatrici, piccole presse) trovi elettrovalvole luce 6 e luce 10 ( la luce , e' in poche parole la cavita' dove passa l'olio)

sia che tu prenda aron, che bosch, che idrolux, le luce 6 ti chiedono generalmente 39 W di corrente assorbina in continua, il che significa in poche parole 1,65 A a 24 Vdc

la bobina della luce 10 assorbe un po di piu', a 24 Vdc 1,95 A.

il ragionamento della portata e della pressione e' che se la valvola lavora alla sua pressione nominale, la parte elettromagnetica deve spingere il cursore che taglia la vena di olio....e quindi assorbe la sua corrente nominale.

Se tu invece usi una ev che va a 280 bar, con olio a 50 bar in teoria la corrente e' minore

io sto costruendo una macchina nuova e per la prima volta uso un rele' statico in dc..(che invece uso sempre per pilotare esempio resistenze elettriche in AC)

per la mia esperienza, valvola luce 6 o luce 10, parliamo quindi di un paio di A max, "bruciano" i contatti dei minirele' ( esempio finder la serie 55.32 o matsuscita) dopo 500.000 cicli. Ho allungato la vita dei contatti del rele' montando direttamente sulla testina della EV gli spegniarco ad esempio della Murrel elettronic, che non fanno miracoli ma il rele' piccolino arriva a quasi 800.000 cicli.

Perche' usavo questi rele' piccoli ? perche' hanno un corpo contatti molto piccolo e quindi reagisce bene in velocita', inoltre essendo zoccolati, il mio cliente se li cambia da solo ogni tot cicli macchina

sconsiglio il diodo in antiparallelo se hai problemi di velocita' in rilascio, come d'altronde capita con le bobine dei tele in dc

per le proporzionali forse trovi anche qualcosa sul sito MOOG che e' specializzata in servovalvole ma produce tramite la sua controllata belga idrolux anche proporzionali

Nel rispetto delle regole del forum, vi chiedo scusa se ho citato direttamente marchi di produzione....ma non saprei come indicare diversamente alcune cose

[janluka]

Ok!Sto incominciando a capirci qualcosa, ma ho ancora qualche dubbio.

In particolare, per quanto riguarda il pilotaggio dei solenoidi, dal punto di vista elettrico le posso vedere come induttanze?? Ossia le posso vedere come carico del mio MOS (quindi come componenti a due morsetti) e farci due conti su?

THANX again!

[Colombani]

dal punto di vista elettrico le posso vedere come induttanze?? Ossia le posso vedere come carico del mio MOS

Certo, sono delle induttanze! Anche gli avvolgimenti dei motori sono dei carichi di tipo induttivo-resistivo. Ora, da capire è se intendi utilizzare il mos in regione triodo, o in saturazione come switching adottando una tecnica di modulazione PWM. I calcoli inerenti al carico sono in questi due casi molto differenti.

[janluka]

grande colombani!!

Vedo che hai ingarrato proprio il punto....comunque le devo pilotare con una PWM, avevo pensato di associare al duty-cicle dell'onda PWM un valore di corrente che oscilla attorno alla corrente con cui polarizzo il solenoide, in modo da far muovere la valvola nelle due direzioni pilotando via CPU solo il duty-cicle che mando al driver.

E' un approccio corretto secondo voi?

THANX :ph34r:

[FabrizioVA]

Parlando di elettrodistributori On/Off a 24VDC io uso da diversi anni dei rele' statici incapsulati in resina, commutano sino a 60VDC 3A con pilotaggio 3 - 30 VDC se ricordo bene. Sono comunque disponibili in un'ampia gamma di package, da sladare o zoccolati, hanno il led lato eccitazione, con o senza fusibili .... Prodotti dalla Opto 22 (Usa) si trovano in versione singola o su moduli per montaggio a barra Din dai vari assemblatori genere Weidmuller, Eurotek, Eurogi, Cabur ....

Io uso i connettori bobina con varistore incorporato (Omal) e non ho mai avuto problemi con questi (ma con altri "identici" di altra marca e' successo che non si diseccitassero !) : su presse ad iniezione e soffiatrici revisionate fan faville e semmai se ne danneggiasse uno il cliente lo puo' cambiare singolarmente (uso solo quelli zoccolati) senza dover scablare, dissaldare .....

Proporzionali : io uso appunto i moduli universali per controllo di solenoidi proporzionali in anello aperto REM della Aron perche' mi consente di pilotare una vasta gamma di solenoidi con correnti variabili sino ad oltre 3 A, 12 o 24V, con offset , guadagno, rampa di salita e discesa regolabile ..... Sono dispositivi PWM (non sono un elettronico) ma come tutti gli altri driver moderni sovrappongono un segnale in alternata a frequanza fissa (sui 100Hz) chiamato dither per far "vibrare" il cursore dell'elettrovalvola, in modo da far si' che non "s'incolli" causa la possibile morchia presente all'interno della valvola (nella maggioranza dei casi le proporzionali vengono utilizzate per pilotare distributori con luci maggiori per cui lavorando su flussi ridotti possono aver problemi di sporcizia che vi si accumula, specie nelle parti non coinvolte dal flusso , nello spool interno al connotto dei solenoidi in particolare). Il Rem e' un'ottimo prodotto, coi trimmer e i dip switch di cui e' dotato lo si puo' configurare alla maggioranza dei casi in cui non c'e' retroazione da controllare. I solenoidi non sono polarizzati, l'inversione del movimento spool e' dato da quello montato lato opposto e/o da una molla, le bobine funzionano solo in spinta a meno che non si parli di alcuni, tra le recenti generazioni che son doppi sullo stesso lato. Hydrolux (Lussemburgo) per le proporzionali usa degli attuatori che credo siano motori passo passo, non solenoidi, e non e' la sola a farlo. Ottime info sulla tecnica oleodinamica e sui componenti proporzionali le si posson trovare sul catalogo ( e sul sito ) della Atos che ne e' il maggior produttore italiano. Altri "big players" nel settore sono Parker-Denison e Bosch-Rexroth . Pilotare solenoidi in Dc con un qualsiasi tipo di rele' elettromeccanico e' da evitarsi, ho sperimentato sulla mia pelle che anche dei rele' a doppio contatto 16A di ottima qualita' (Elesta) venivan messi fuori uso dalla tensione di ritorno alla diseccitazione, l'arco danneggia i contatti rendendoli "isolati" in breve tempo anche con frequenze di lavoro non impegnative. Ho idea che avrai di cui divertirti...... buon lavoro, ciao

[Colombani]

...avevo pensato di associare al duty-cicle dell'onda PWM un valore di corrente che oscilla attorno alla corrente con cui polarizzo il solenoide, in modo da far muovere la valvola nelle due direzioni pilotando via CPU solo il duty-cicle che mando al driver.

É uno degli approcci possibili! Ti conviene fare delle prove misurando anche il valore di corrente nel solenoide. Usi un magnete permanente o vai con la reluttanza? In questo caso controlla la corsa del nucleo nel solenoide. la corrente nell'induttanza cambierà di molto a seconda della posizione del nucleo.

[janluka]

gente un'ultima domanda!

Stavo pensando di pilotare le valvole proporzionali con una PWM ed associare allo "zero idraulico" una determinata corrente di polarizzazione (pari al 50% del valore di corrente max che sopporta il solenoide)

In questo modo dando corrente maggiore o minore la valvola si dovrebbe aprire nei due sensi.....o sbaglio tutto???

Il fatto che mi turba parecchio a questo punto e' il seguente:

Se io setto la valvola (in qualche modo) in maniera tale che in risposta alla corrente di polarizzazione essa sia chiusa, cosa succede quando spengo l'elettronica? la corrente al solenoide ovviamente va a 0 e quindi la valvola si sposta al fine corsa di un lato????

Ed in questo caso come faccio ad evitare che nel sistema idraulico succedano casini?

Ci sta qualche modo per evitare che succeda questo, oppure e' un problema di poco conto?

Thanx again

[fabri]

Quello che tu stai facendo in pratica è copiare il funzionamento della scheda REM.D.RA, leggi bene sul sito come si comporta nei casi in cui hai dubbi,

guardando lo schema dell'elettrovalvola sembrerebbe che quando tutte e due le bobine sono senza alimentazione le molle di contrasto riportino il cursore alla posizione di riposo e quindi l'eventuale cilindro collegato dovrebbe fermarsi

in ogni caso un impianto oleodinamico progettato con un minimo di cura dovrebbe essere dotato di tutti i dispositivi di sicurezza necessari per restare in una posizione di sicurezza quando la gestione elettronica si ferma, esempio valvole di sicurezza sulla linea valvola di bypass al serbatoio elettrica valvole paracadute o di blocco sui cilindri ecc

Ciao, Fabrizio

[FabrizioVA]

Janluka, immagino che ti riferisci ad un distributore direzionale a tre pos. con ritorno al centro nel caso che hai indicato: la corrente di polarizzazione in questo caso e' quella che deve sempre giungere ai due solenoidi ai due lati opposti della valvola quando il segnale di riferimento al driver sia 0. Si chiama offset e serve a compensare la spinta che la molla esercita sul lato opposto del cursore valvola di modo che una minima variazione nel segnale di rif. e quindi nella corrente al solenoide provochi una variazione nello stato del sistema, in questo caso si avrebbe un flusso sulla bocca A o B proveniente da P. L'offset in tutti i drivers e' regolabile, in genere se parliamo di valvole luce 6 e bobine con imp. 18-19 ohm vale circa 150 mA contro una corr. max di circa 800, non oltre il 20% quindi. Se cerchi tra i data sheet dei costruttori trovi anche gli schemi di principio di quei driver, nelle varie versioni (x singolo solenoide, doppio, con o senza retroazione, con ingresso analogico singolo o da batteria di potenziometri selezionabili tramite ingressi logici .......). Quando togliessi alimentazione all'elettronica succede che lo spool (cursore) resta centrato dalle molle : se il sistema avesse dei carichi sospesi o altro che tende a trascinarne delle masse in assenza di energia si devono prevedere altri dispositivi anche perche' un distributore a cursore non ha garanzia di tenuta nemmeno da nuovo causa il proprio trafilamento interno, ma credo che questo esuli dall'argomento della tua tesi. Piuttosto ho verificato, usando i REM questo problema: per questioni di sicurezza (aggiuntiva) ne tagliavo l'alimentazione stabilizzata quando venissero aperte le protezioni del vano pressa di una macchina a cui ho rifatto tutta la parte elettrica/plc: alla chiusura i moduli Pilz ridando alimentazione ai dispositivi di output la davano anche a 4 REM che pero' saltuariamente hanno rilasciato una corrente, sicuramente un picco sull'uscita, provocando un movimento violento di una parte della macchina. Non e' piu' capitato da quando li alimento in modo continuo da un alimentatore stabilizzato (switching), pur mantenendo la sicurezza con altri dispositivi. Bye