Posizionamento - SOLUZIONE PER POSIZIONAMENTO

[DIDO]

Ciao, ragazzi!

Io ho la necessità di fare un posizionamento utilizzando come trasduttore di posizione un encoder incrementale

e come attuatore un motore elettrico asincrono comandato da inverter; la mia idea è di utilizzare un contatore veloce per leggere gli impulsi dell'encoder e produrre un'uscita analogica 0-10 V per pilotare l'inverter.

E' la soluzione migliore o qualcuno ha dei suggerimenti da darmi?

Grazie anticipatamente.

[Livio Orsini]

Se sai come fare è la soluzione migliore

[DIDO]

Grazie della risposta!

Un mio collega mi ha detto che può essere preferibile utilizzare anziché il riferimento analogico dell'inverter, l'ingresso per treni di impulsi dell'inverter perché cio assicura un comportamento migliore dal punto di vista dei disturbi. Questa osservazione è esatta?

[andrea.fa]

IMHO utilizzare "l'ingresso per treni di impulsi dell'inverter" è una inutile complicazione. Se tutti i cablaggi sono realizzati correttamente (con terre e schermature dove richiesto) l'ingresso analogico dell'inverter è normalmente sufficientemente immune ai disturbi presenti in qualunque apparato elettrico industriale. Inoltre penso sia enormemente + pratico visto che un banale tester (oppure un oscilloscopio) puoi verificare il riferimento di velocità che applichi durante il debug della tua applicazione. Al limite se i 0-10V proprio ti preoccupano, puoi utilizzare un comando 4-20mA normalmente presente in tutti gli inverters

ciao

Andrea

[essea]

A parte il fatto che non fornisci alcun dato sulla tua applicazione (ad esempio la precisione che vuoi ottenere, la massa che si muove, la sua velocità, etc etc...), ti consiglio di utilizzare un posizionatore già fatto, senza che tu ti debba inventare nulla.

Questo, naturalmente, a meno che il tuo tempo non costi nulla o che tu non ti voglia cimentare sull'argomento.

Per quanto riguarda l'immunità ai disturbi, sì, quanto detto è vero, ma solitamente la lunghezza del cavo delle analogiche (a meno che non sia un folle a progettare) viene tenuto il più breve possibile, e nei più comuni posizionatori i "rumori" possono venire smorzati. Non te lo consiglio, comunque, il treno d'impulsi, su un inverter. Quanto detto va bene per altri drive.

Come ha giustamente detto Andrea, l'analogica risulta essere molto più pratica.

Buon lavoro.

[DIDO]

Riprendendo la risposta di "essea":

"ti consiglio di utilizzare un posizionatore già fatto, senza che tu ti debba inventare nulla"

Se come software utilizzo lo step 7 v5.2, mi sapresti indicare il blocco o i blocchi che

implementano un posizionatore?

Grazie

[openiec-61131]

Non conosco la tua applicazione ma io in passato ho dovuto posizionare alcuni assi asincroni con inverter e dopo essermi scontrato con problemi quali costruzione di rampe S, profili, precisioni, etc, etc ho utilizzato un'apparecchiatura già bella e fatta della QEM con la quale mi sono trovato molto bene. Allego il loro indirizzo:

http://www.qem.it/it/fr_it_home/pg_it_home.htm

mi sembrava fosse una serie 5xx ma non ricordo la sigla

[Roberto Gioachin]

Riprendendo la risposta di "essea":

"ti consiglio di utilizzare un posizionatore già fatto, senza che tu ti debba inventare nulla"

Non è sempre vero che si deve inventare qualcosa per realizzare un posizionatore.

Molti PLC dispongono di funzioni di posizionamento già integrate.

L'uscita a treno di impulsi infatti serve proprio a questo. Si deve però realizzare correttamente il progetto dal punto di vista elettrico.

Esempio: L'inverter deve accettare il treno di impulsi e utilizzarlo non come segnale di velocità, ma come segnale di posizione; allo stesso modo di un motore passo.

Per fare questo deve avere la retroazione da encoder.

Il PLC deve disporre di uscite a treno di impulsi, dedicate a questo scopo (generelmente tutti i PLC giapponesi, americani e quindi anche S7-200 ne sono provvisti).

A questo punto è sufficente usare le istruzioni giuste nel PLC, al pari di una apparecchiatura bella e fatta.

Inconveniente: il limite del posizionatore riguarda la velocità massima di posizionamento e la massima risoluzione, che non sono molto alte ma nemmeno banali.

Domanda: se utilizzi una scheda già fatta per la realizzazione del controllo asse, come la colleghi al PLC, suppongo via ingressi uscite, in questo modo se devi cambiare le quote, lo devi fare direttamente sulla scheda, invece che sul PLC attraverso, ad esempio, un pannello operatore.

In certi casi, utilizzare il PLC per il controllo asse risulta sicuramente più flessibile, senza assolutamente perdere più tempo nello sviluppo.

Roberto

[Livio Orsini]

Prendo spunto dalla discussione per alcune note generali sull'uso di PLC come posizionatori.

Condizionne primaria è sapere quello che si vuole fare e come fare per realizzarlo. Se questa condizione iniziale è rispettata un posizionatore ad un asse, implementato su un plc di generazione attuale, comporta un lavoro di meno di 4 (quattro) ore compreso la prova del sistema. Non credo che si debba lavorare meno per accoppiare una scheda asse ad un PLC.

Se non si sa come fare e ci si deve documnetare, il tempo necessario è maggiore; può essere considerato come una sorta di investimento una tantum.

Analogica o treno d'impulsi?

La considerazione relativa ai disturbi è senzaltro valida: il comando a treno d'impulsi è intinsecamente più immune. Rimane il fatto che, se l'impianto è stato realizzato secondo le regole dell'arte, anche con il comando analogico non dovrebbero sussistere problemi di disturbi.

Ovviamente il comando a treno d'impulsi è vantaggioso se, e solo se, sia il PLC che il driver dispongono di questa utilità. Solitamnete i PLC giapponesi hanno la scheda apposita, mentre i diriver che hanno di serie questo tipo di ingresso sono i dirver per AC servo.

Da quanto scrive DIDO sembrerebbe intenzionato ad usare un PLC S7-3xx. In questo caso una scheda contatore ed una D/A, magari già previste, risolvono brillantemente il problema. Un FC di posizionamento, completo di generazione di rampa, comporta meno di 100 righe di AWL.

Io un problema simile, quando l'apparecchiatura prevedeva l'uso di un PLC, l'ho sempre risolto all'interno del PLC, anche con piccoli PLC tipo S7-2xx o simili di altre marche.

[essea]

A parte il fatto che in un primo momento Dido parlava di ottenere un posizionatore utilizzando degli strumenti separati... e solo successivamente ha parlato di blocchi parametrizzati... e di plc...

So bene che è possibile utilizzare gli ingressi veloci di un PLC anche di fascia bassa, ma quanto ne vale la pena?

Sia dal punto di vista di tempo di realizzazione che di prestazioni ottenute.

Fatevi due conti e vedremo chi ha ragione.

Non programmo S7, mi spiace, quindi non so se ci siano già dei blocchi che effettuano un posizionatore (sicuramente penso di sì, comunque).

Evviva la chiarezza, comunque.

Ciao.

[Fax]

IO di norma faccio posizionatori ( anello semichiuso ) con montato inverter ( preferibilmente in anello chiuso ) più encoder e plc con uscite a treno di impulsi e dico che la precisione del posizionamento è tutta dovuta alla bontà della meccanica perchè con i prodotti oggi disponibili sul mercato l'elettronica può andare a suplire le carenze della meccanica.

Io utilizzo di norma gli inverter della Omron (F7 o MV) e plc sia della siemens S7200 e Omron CJ e CPM* con uscite a transistor per il pilotaggio degli inverter, non usiamo più l'analogica perchè è un costo aggiuntivo e non siamo mai riusciti ad ottenre buoni risultati.

FAX

[beppeconti]

...

posizionatore ad un asse, implementato su un plc di generazione attuale, comporta un lavoro di meno di 4 (quattro) ore compreso la prova del sistema

...

Chi sei, Mandrake?

Battute a parte, implementare un posizionate a PLC per uno che non l'ha mai fatto richiede MOLTO più di 4 ore.

[Livio Orsini]

Chi sei, Mandrake? 

Battute a parte, implementare un posizionate a PLC per uno che non l'ha mai fatto richiede MOLTO più di 4 ore.

"beppeconti" prima di postare dovresti leggere attentamente e per intero i post a cui fai riferimento.

Se prendi l'esempio riportato sul mio tutorial sui controlli, noterai come, sebbene si tratti di un'applicazione un po' particolare, tutto il posizzionamento si esegue con una cinquantina di istruzioni AWL. Per chi ha già realizzato oggetti del genere e conosce il PLC che andrà ad usare mezza giornata di lavoro è sufficiente.

Se non sai da che aprte iniziare e non conosci il PLC forse non ti basta un mese. Ma tutto questo l'ho già scritto nel post precedente

Modificato: 8 febbraio 2005 da Livio Orsini

[Alessandro2151]

Anche la mia azienda a causa di un programmatore esterno di cui si servivano prima del nostro arrivo usava gli encoder con le relative schede per la lettura veloce ecc.....

Poi noi abbiamo fatto 2 conti :

1) un encoder per poco che costa , costa sempre almeno un bella 250 €

2) la sua scheda (higth speed counter) se non ne costa di più , costa almeno come l'encoder !

3) a livello di programmazione deve farti le rampe di accellerazione e decellerazione , guardare se un punto è maggiore o minore del successivo , andare avanti o indietro ? ecc.... e troppi calcoli e controlli da fare !

E allora come fare ?

Semplice abbiamo preferito l'uso delle schede assi che sono nate apposta per semplificarti tutto il lavoro sopraelencato , con risultati stupefacenti ! ! !

- Precisione di posizionamento al centesimo di millimetro ! !

- Accellerazioni e decellerazioni eccezionali anche a velocità molto molto alte ! con conseguente allungamento della vita della meccanica applicata ad esso ( quindi meno spese di manutenzione in tutte le direzioni ! )

- Possibilità di raggiungere un infinita quantità di punti

- Autoposizionamento e autotaratura della posizione di zero

- Controllo delle tolleranze di errore , dove considerarlo errore o ignorarlo ecc......

E potrei andare ancora avanti in prestazioni e regolazioni a tua disposizione , l'unica cosa è che noi usiamo dei Motori Brusheless che come tutti hanno la possibilità di generare un encoder digitale che viene letto dalla scheda assi su un cavo schermato ma con 2 connettori per elettronica qualunque !

Ma si possono usare anche sugli inverter e quindi usare a scelta un " ANELLO APERTO O CHIUSO " con le relative conseguenze a seconda delle tue necessita !

A dimentacavo a noi costa molto meno che tutto il trambusto Encoder e relative schede per esso !!!!!!

Io uso i PLC della GE Fanuc e credimi in questo settore non hanno nulla da invidiare a nessuno !

Se hai bisogno di qualche chiarimento sono a tua disposizione !

Ciao e buon lavoro !

[Livio Orsini]

Ma si possono usare anche sugli inverter e quindi usare a scelta un " ANELLO APERTO O CHIUSO " con le relative conseguenze a seconda delle tue necessita !

Girala come vuoi ma per fare il posizionamento è necessario avere: il trasduttore (encoder o resolver), hardware per interfacciare il trasduttore, software per realizzare la funzione di controllo. Queste cose nessuno te le regala! O le paghi direttamente o le paghi idirettamente quando acquisti i vari componenti.

[Alessandro2151]

Caro Livio ti sbagli di grosso , ho macchine in tutto il mondo con una semplice scheda ad 1 asse Della GeFanuc (costo circa € 450 ) e un azionamento Brushless cho comanda il mio motore e che allo stesso tempo genera un encoder digitale (come tutti gli azionamenti Brushless ! ! !) letto dalla mia scheda assi .

Si possono collegare inverter con anello aperto o chiuso come + ti piace o necessiti .

L'uscita analogica che comanda l'azionamento parte direttamente dalla scheda assi , quindi non ho bisogno di una OUT analogica aggiuntiva, e l'encoder digitale è letto sempre dalla scheda assi quindi non ho bisogno di una scheda per leggere impulsi o altro ! Ennesimo risparmio in € !

Il cavo di connessione può essere semplicemente un cavo schermato saldato o cablato come vuoi , anche qui con un costo irrisorio ! ! !

[Alessandro2151]

A dimenticavo non ho acquistato nessun software per la scheda assi in questione puoi fare tutto dal sotware originale del PLC ( nel mio Caso VersaPro o Cimplicity machine Edition (che uso attualmente ! )

[Livio Orsini]

Caro Livio ti sbagli di grosso , ho macchine in tutto il mondo con una semplice scheda ad 1 asse Della GeFanuc (costo circa € 450 ) e un azionamento Brushless cho comanda il mio motore e che allo stesso tempo genera un encoder digitale (come tutti gli azionamenti Brushless ! ! !) letto dalla mia scheda assi .

Non mi sbaglio per niente, la scheda la paghi 450€ ed il brushless costa anche lui parcchi eurini! Stesso dicasi se ti compri un servo giapponese o altro. L'elenco potrebbe essere lungo due pagine. Alla fine se ti fai i vari conti, sapendo acquistare quello che serve, ti accorgi che i costi, variando le soluzioni, sono simili. Poi se effetivamente la tua soluzione sia la più ottimizzata, per giudicarlo sarebbe necessario conoscere tutta le esigenze della tua macchina. Comunque, per inciso, un buon encoder incrementale, di produzione nazionale che sono ottimi, lo si acquista per un cento euro o anche meno, PLC con integrati contatori veloci per interfaccia encoder se ne trovano di tutte le marche e di tutti i prezzi. Se le prestazioni dinamiche della macchina non richiedono l'uso di un brushless anche li i costi scendono, eccome se scendono.

Tirando le somme, anche ammesso che la tua soluzione sia l'optimum per la tua applicazione, non è sicuramente la miglior soluzione di tutti i problemi di posizionamento.

[Alessandro2151]

Non mi sbaglio per niente, la scheda la paghi 450€ ed il brushless costa anche lui parcchi eurini! Stesso dicasi se ti compri un servo giapponese o altro. L'elenco potrebbe essere lungo due pagine. Alla fine se ti fai i vari conti, sapendo acquistare quello che serve, ti accorgi che i costi, variando le soluzioni, sono simili.

Può anche essere come dici tu, ma inverter o brushless che sia sempre è una spesa da fare ?

2) il tempo che impieghi a farti rampe , lettura della posizione attuale , inversioni di marcia , posizionamento preciso di una posizione zero , controllo dei limiti di corsa e velocità di intervento di questi , ecc ...ecc... ecc...

è gratis ? ? ? Il mio tempo no , non so il tuo .

Comunque ognuno adotta le soluzioni che + ritiene idonee ed efficaci in base all'applicazione da sviluppare su questo sono d'accordo con te .

Io resto con le schede assi per i motivi che ti ho spiegato e perchè i miei programmi non finiscono con il posizionamento , ma comportano altre difficoltà per vari motivi , chimica ecc.....capisci quindi ove posso semplificarmi la vita lo faccio , comunque mi ha fatto piacere scambiare le opioni è sempre costruttivo !

Ciao e a risentirci !

[Livio Orsini]

2) il tempo che impieghi a farti rampe , lettura della posizione attuale , inversioni di marcia , posizionamento preciso di una posizione zero , controllo dei limiti di corsa e velocità di intervento di questi , ecc ...ecc... ecc...

è gratis ? ? ? Il mio tempo no , non so il tuo .

Per me questo praticamente, come ho spiegato in precedenza, è un costo zero, dato che riciclo sempre la medesima funzione!

La prima volta ci spendi qualche giorno, poi ti rimane in biblioteca la funzione, devi solo inserirla e parametrizzarla.

Però, giustamente, ognuno adotta la soluzione che più gli si confà. E non deve essere solo una valutazione economica del momento. Vanno considerate anche future complicanze .

Se per te, la soluzione adottata, è quella che ti garantisce la vita più tranquilla è anche, facendo bene tutti i conti dei vari costi presenti e futuro, la soluzione ottimizzta.

Quello che cerco di spiegare è che la soluzione ottima per un caso, non sempre lo è anche per altri.

[Roberto Gioachin]

La prima volta ci spendi qualche giorno, poi ti rimane in biblioteca la funzione, devi solo inserirla e parametrizzarla.

Generalmente condivido le tue risposte Livio, e concordo anche questa volta.

In effetti nella discussione non si è mai cercato il miglior sistema in assoluto, ma la soluzione più economica, a volte la più economica è quella che fa spendere meno in "materiale" e non in "tempo".

Argomenti di questo tipo si sono già affrontati in precedenza, nel caso di macchine prodotte in serie, per esempio, conviene perdere un pò di tempo a sviluppare un programma, invece che comperare tutto fatto.

Altra cosa non trascurabile tra l'altro, che avvalla la tua stima di tempo per lo sviluppo (4 ore), penso che in realtà ci si impiega anche meno, infatti molti PLC giapponesi (NAIS per citarne uno che conosco molto bene), dispone già di istruzioni che comprendono tutto il trapezio, con pochissime righe quindi si crea un posizionatore.

Non si deve trascurare poi un'altra soluzione di cui non si è parlato, che in termini di economia non e da meno.

Esistono molti inverter vettoriali per motori assincroni e drive per brushless, che dispongono di posizionatore incorporato, ad un costo di poco superiore alle versioni senza posizionatore, è sufficente scrivere un protocollo sul PLC per realizzare la comunicazione, alla fine (provato) si ottengono caratteristiche molto elevate.

Anche in questo caso un piccolo investimento iniziale per lo sviluppo, permette risparmi notevoli in seguito.

Caso diverso per chi non avendo dimistichezza con cose di questo tipo, preferisce comperare qualcosa di pronto, nessuno li deve condannare, ma non deve essere questa la regola.

Roberto

[francescomagliulo]

io ho creato un FB nel quale mi vado a fare anche i calcoli di accelerazione e decelerazione.Basta solo insire dall'esterno il comando di start,il mode (aut/man),i bit di manuale fwd e rev,lpaw per inverter,quota a cui arrivare(target),una db per encoder,un bit per la ricerca dello zero ed uno per abilitarlo alla marcia e le jeux sont fait.quindi per gestire un asse mi occorrono quei 7 minuti.