Segnale Elettrovalvola

[hoolio]

Salve a tutti,

spero di aver aperto questa discussione nella sezione giusta.....

Devo pilotare una valvola MAC Bullet per generare una sequenza di getti di aria compressa. Attualmente, genero un segnale ad onda quadra con l'uscita digitale 24V di un PLC. Tramite front panel sul pc posso impostare il Tempo di apertura e di chiusura della valvola.

Attualmente con questo sistema riesco a generare dei segnali di durata minima di 1ms per l'apertura della valvola. Ma la valvola riesce a fornire un getto apprezzabile con un tempo di apertura minimo di 5ms. Il fornitore però mi ha detto che la valvola riesce ad aprire in 1ms fornedole una tensione di 48V ma per evitare di fonderla devo andare in PWM.

Attraverso il PLC non riesco a scendere al di sotto di 1ms per fare il PWM quindi ho pensato che sarebbe utile generare il PWM con un elettronica esterna.

La mia idea è quindi di dare in ingresso l'onda quadra generata dal PLC a questa scheda elettronica che si occuperà di generare il PWM per il tempo di apertura (parte alta dell'onda quadra).

Potete darmi qualche indicazione su come progettare questa schedina elettronica!?!?

Posto i grafici dei segnali per maggiore comprensione. http://img594.imageshack.us/img594/9913/schemai.jpg

Grazie.

[ludo69]

Io andrei cauto ad alimentare in PWM un carico induttivo senza rispettarne l'induttiva natura....

Ma una cosa più semplice, no?

Mi spiego:

se l'elettrovalvola non può essere alimentata stabilmente a doppia tensione probabilmente è perchè si surriscalderebbe, ma se è "fredda" accetta un sovrapiù di energia rispetto alla MEDIA DISSIPABILE in regime continuativo.

C stipa l'energia per l'apertura rapida della valvola, R lo ricarica durante la fase di riposo e và dimensionata in modo che a regime la corrente che vi circola sia da sola in grado di far arrivare al carico una tensione INFERIORE a 24V (in pratica và scelta più grande della resistenza dell'elettrovalvola) in maniera che la tensione in esercizio stabile sia definita dall'alimentatore a 24V che subentra attraverso il diodo che evita il ritorno del sovrapilotaggio (picco di 48V) verso l'alimentatore a 24V.

[Livio Orsini]

In pratica, alimenti la valvola a 48V per aumentarne il di/dt, però devi usare un duty cycle di circa il 50% per amntenere il valore RMS entro i 24V.

E' una tecnica simile a quella che si usa per pilotare i motori stepper, detta microstepping. Dovresti usare un sistema analogo per pilotare la tua valvola. Ci sono integrati specializzati proprio per queste funzioni, gia dotati di sensing di corrente.

[hoolio]

Grazie per le risposte.

Posso usare un 555 come in questo schemino per ottenere quello che mi serve?

http://imageshack.us/photo/my-images/818/immaginefuf.png/

Scusate la mia ignoranza in elettronica...

Grazie

ovviamente le resistenze e il condensatore li dimensiono in modo tale da generare un'onda quadra con frequenza e duty opportuno.

Quindi tramite il segnale del PLC vale 24V accendo il 555 che mi genera l'onda quadra per il tempo di apertura della valvola e successivamente va a 0 quando il segnale del plc va a 0.....

[Livio Orsini]

Mi sembra un po' troppo semplice, anzi semplicistico.

Fossi in te ci andrei molto cauto perchè rischi di sfondare la valvola.

Ma non è possibile avere il foglio tecnico della valvala con le carattersitiche ed i limiti della stssa.?

[ludo69]

scusate se insisto, ma la soluzione che ho postato mi sembrava sensata, se non la ritenete tale sarei curioso di sapere in cosa falla, almeno pure io imparo un pò!

[Mirko Ceronti]

Ho per anni riparato schede industriali che sfruttavano la soluzione di Ludo69; in gergo i tecnici di quei macchinari la chiamavano : pilotaggio in "Speed-Up".

Si alimentavano attuatori elettromagnetici dimensionati per la 24 Vdc (adibiti all'inserzione in lavoro dei filati da tessere per realizzare i collant) con un guizzo da 100 millisecondi a 40 Vdc, questo per conferire uno spunto che vincesse il momento d'inerzia, e (sopratutto) al Lunedì mattina dopo una fermata di 48 ore, la forza di vincere anche l'inattività prolungata aggravata dal freddo.

Quindi è un sistema stracollaudato e funzionante, una soluzione senz'altro semplice; unico inconveniente (se vogliamo così chiamarlo) è che richiede uno stadio per ogni attuatore, oppure il ricalcolare la resistenza e forse il condensatore, in funzione del carico ogni volta che si decide di variarlo.

Saluti

Mirko

[Livio Orsini]

Scusa ludo69, perchè la metti sul personale?

Tu hai proposto una soluzione, io un'altra. Evidentemente abbiamo 2 idee differenti. Nessuno ha scritto che la tua soluzione è sbagliata.

Personalmente non la ritengo adatta perchè è di difficile ottimizzazione e non offre garanzie di stabilità e ripetibilità. Non per niente MIrko che si basa sulla sua pluriennale esperienza di manutentore scrive:

unico inconveniente (se vogliamo così chiamarlo) è che richiede uno stadio per ogni attuatore, oppure il ricalcolare la resistenza e forse il condensatore, in funzione del carico ogni volta che si decide di variarlo.

Il problema aggiuntivo per l'applicazione in oggetto è che si vuole pilotare la valvola con periodo di 2 ms al 50% di duty cycle o, al limite, 1 ms di tempo di apertura della valvola. Il "cicchetto" realizzato tramite RC diventa un poco difficile da mettere a punto e da mantenere costante e ripetibile.

Nell'applicazione illustrata da Mirko se il "cicchetto" varia la sua durata, per esempio, tra 80 ms e 120 ms le cose funzionano egualmente, nelò caso in oggetto non credo che una variazione del +/-20% possa essere tolelrata, anzi penso che non possa essere tollerata enmmeno una variazione del +/-10%.

Poi se analizzi il fenomeno ti rendi conto del perchè è stato ipotizzato l'uso di tensione maggiore con modulazione in PWM. Chiunque abbia affrontato seriamente il problema del pilotaggio degli avvolgimenti dei motori stepper ha affrontato problematiche simili.

Il di/dt è fdipendente dal valore dell'induttanza del circuito; il valore dell'induttanza non lo puoi modificare, però puoi usare un pilotaggio che ti permette di aumentarne il valore aumentando la tensione di alimentazione e limitando il valore di massima corrente usando tecniche di PWM. E' quello che nei motori passo-passo è indicato come pilotaggio con microstepping.

[Mirko Ceronti]

Posso usare un 555 come in questo schemino per ottenere quello che mi serve?

Beh...io quanto meno lo ri-arrangerei così.....

http://upload.plcwww.com/files/20/P.W.M.%20EV_thumb.jpg]http://

Dopo di chè, col trimmer da 100K mi punterei il P.W.M. al valore medio giusto per l'elettrovalvola (o le elettrovalvole se ne aggiungerai altre in parallelo).

Indi col 10K cercherei (magari aiutandomi con un oscilloscopio) di tarare la durata di piena conduzione (prima dell'inizio della parzializzazione) al valore che ritieni opportuno.

Dando un comando "1" all'ingresso pin 1-2 della prima porta Nor, attivi l'azionamento, il comando "0" ovviamente lo inibisce.

Saluti

Mirko

[Livio Orsini]

Dopo di chè, col trimmer da 100K mi punterei il P.W.M. al valore medio giusto per l'elettrovalvola (o le elettrovalvole se ne aggiungerai altre in parallelo).

Mirko bisogna mettere un sensing di corrente e bloccare il PWM con quello come si fa, ad esempio, con lo LM298 quando si pilotano gli stepper in microstepping.

Altrimenti, visti anche i tempi, la taratura diventa un lavoro che assomiglia alla depilazione anale tramite guantone da boxe.

[ludo69]

Livio,

nulla di personale, dicevo sul serio non era un'ironia: la mia soluzione (che mi pareva buona: semplice e funzionale) era stata così ignorata che non sapevo neanche se mi aveste letto, quindi ho immaginato che ci fosse un problema sulla soluzione da me proposta che mi era sfuggito, problema così ovvio (agli altri e non per me) che si era optato subilto per qualcos'altro senza neanche prenderla in considerazione.

Visto che temevo mi fosse sfuggito qualcosa di macroscopico ho chiesto di palesarlo.

Tutto quì

[Mirko Ceronti]

la taratura diventa un lavoro che assomiglia alla depilazione a***e tramite guantone da boxe

:roflmao:

Ah.. non discuto; era solo per adattare un po' al meglio il poco ortodosso circuito presentato dall'amico hoolio

Saluti

Mirko

[maguls]

Ahhhhh che espressione colorita da te non me la sarei mai aspettata Livio hahahaha.

Intelligente la soluzione di Ludo, complimenti a Mirko come al solito per il circuitino.

Mirko bisogna mettere un sensing di corrente

A questo punto, si potrebbe fare addirittura un circuito di taratura automatica del pwm...

[ludo69]

Tanto per far capire che non me la sono presa ....... persevero!

stavolta addiruttura ad alimentazione singola! la C accumula l'energia che l'elettrovalvola è in grado di dissipare da ferma (quando ci diranno quanti milliJoule è allora si parlerà di quantizzare....) mentre la R in serie deve essere dimensionata in modo, nel lasso di tempo dopo l'apertura, da stipare in C l'energia che l'elettrovalvola (raffreddandosi) è in grado di dissipare nuovamente se venisse immediatamente richiusa......

Se, come dice Mirko, anche l'industria ha usato questa soluzione tanto male non dovrà essere, e poi evita problemi di realizzazione e pilotaggi a commutazione di carichi induttivi ad una persona che potrebbe non essere troppo addentrata nella materia o non aver strumenti di misura.

Ovviamente senza nulla togliere ad ogni altra soluzione: per fortuna quì la fantasia regna e ogni persona ha i suoi approcci per aggredire i problemi

Modificato: 5 maggio 2012 da ludo69

[Livio Orsini]

è in grado di dissipare nuovamente se venisse immediatamente richiusa......

Ludo69 questa affermazione dimostra che ti sfugge un dato importante: non è il cicchetto di avviamento una tantum! Il vero problema è che la sequenza si ripete, nel caso pessimo ma reale, ogni 51 ms con 1 ms di on ed 50 ms di off, almeno stante a quanto scritto da hoolio nel suo primo messaggio (poi è scomparso?).

Se fosse da dare il cicchetto alla partenza, come nel caso illustrato da Mirko, andrebbe benissimo.

Nel caso illustrato da Mirko, che è un'applicazione che conosco abbastanza bene da anni, i tempi di "on" sono da cinque a cento e volte più lunghi di quelli richiesti per l'applicazione in oggetto. I tempi di "off" rispetto a quelli inoggetto, se quasi delle ere geologiche si va dalle decine di secondi ad alcuni minuti, contro 50ms - 1000 ms.

Ti ripeto è un problema quasi identico a quello del pilotaggio dei motori stepper.

Poi, se non ci credi, è affar tuo.

da te non me la sarei mai aspettata

Perchè? E' la versione aulica di un detto popolare molto comune dalle mie parti che, detto in ambrosiano, suona presso a poco così: " Le tant mehe strepass i pell dul bus dul cu count i guant de boxe".

era solo per adattare un po' al meglio il poco ortodosso circuito presentato dall'amico hoolio

Certo, ma visto che conosci lo LM298 mi aspettavo che Mirko Pitagorico avesse già nel cassetto un'applicazioen con quell'integrato.

Modificato: 5 maggio 2012 da Livio Orsini

[hoolio]

innanzitutto grazie a tutti per i numerosi consigli... purtroppo in elettronica non sono ferratissimo!

non è il cicchetto di avviamento una tantum! Il vero problema è che la sequenza si ripete, nel caso pessimo ma reale, ogni 51 ms con 1 ms di on ed 50 ms di off, almeno stante a quanto scritto da hoolio nel suo primo messaggio.

Esatto il problema è proprio questo!... il segnale è un onda quadra che si ripete ogni 51 ms con 1 ms di on ed 50 ms di off.... io dovrei modulare il millisecondo di on (48V) in modo da non fondere la valvola!

Scusa Livio potresti indicarmi dove posso trovare del materiale dove è spiegato come realizzare il microstepping?... poi magari vedrò di riadattarlo al mio caso con qualche vostro inestimabile consiglio .

[hoolio]

la valvola è una MAC BULLET BV214A-CB0-00-BXXA-CTA 24V 16W

http://macvalves.com/Portals/97890/docs/BV_Complete-Feb2012.pdf

[Livio Orsini]

Scusa Livio potresti indicarmi dove posso trovare del materiale dove è spiegato come realizzare il microstepping?...

Questa application è un discreto tuttorial per le problematiche microstepping.

Un integrato che ti permetterebbe facilmente di pilotare in microstepping potrebbe essere, ad esempio, li LM18245 della National.