Синхронизация ЧРП

[Филолог]

Задача:
Имеется линия по производству мешков, точнее четырехслойных трубок, из которых делаются мешки.
В оригинале главный привод с ЧРП соединялся со всякими промежуточными валами карданным валом, что обеспечивало синхронизацию.
В начале линии стоит печатное устройство, которое наносит 4х-цветные надписи. В оригинале оно также было соединено карданной передачей длиной метров двадцать. кто-то из сторонних умников пообещал заменить этот вал путем установки еще одного двигателя и ЧРП, чтобы исключить длинный кардан.
Однако путем скромных умозаключений пришел к выводу. что простым подтормаживанием обеспечить синхронизацию разреза трубки на отдельные заготовки и печатный механизм синхронизировать не удастся, т.к будет набегать рассогласование и надпись со временем будет "уплывать".
Т.е., например, потребуется поставить инкрементальные энкодеры, число импульсов считать нарастающим итогом, сравнивать и разницу в виде добавки или вычитания к управляющему токовому сигналу подавать на ведомый ЧРП.
Или ставить абсолютные энкодеры, что будет несколько быстрее. Скорость вращения валов - 300 об/мин, т.е 200 миллисек на оборот. Линейная скорость при этом 200 м/мин. Предположим, ставим энкодер с 256 импульсами на оборот, получаем частоту 1280 Гц. S7-300 вроде как успевает . Рассогласование по расположению надписи не должно (предположим) превышать 10 мм. У двигателя число оборотов 1500 1/мин
Только вот сам частотник такую мизерную величину рассогласования съест?
Да и вообще что посоветуете? Если посоветуете... :)

[pike]

ПЧ со специальными платами синхронизации по скорости и положению (электронный вал), работают с инкрементальными датчиками (256 им/об мало, обычно береться 1024 им/об, и чем меньше скорость тем больше импульсов). Соответственно есть ПЧ мастер, остальные ПЧ слэйвы с определенными предаточными коэффициентами. Связь между ПЧ либо импульсная (сигнал мастер энкодера), либо по хитророжденным сетям. С контроллера управляем мастером. Точность определяется правильным подбором движков и динамикой ПЧ. ПЧ не серво мирконов ждать не надо, но и в 10 мм укладывается спокойно.
Вот...

[Михайло]

Какой ПЧ и какие двигатели? Или с этим еще предстоит определиться?

[Филолог]

Двигатели как-то и кем-то подобраны, ПЧ нет. Пока из увиденного узнал, что есть специальные платы. Спасибо, посмотрю.

[Михайло]

Частотник частотнику рознь. Для ответственных применений нужно выбрать путевый.

Сигнал с энкодера может принимать сам частотник. Если возьмете сравнительно дорогой Micromaster440 +модуль энкодера (Siemens), то у Вас будет возможность поиграться с настройками довольно гибко и точность хорошая. Хотя точность зависит также от двигателя и объекта управления.

Посмотрел настройки ММ4: координату модуль энкодера выдать не может, значит по положению контур таким макаром создать не получится... Нужно через S7-300 по Профибас. Смещенную координату ведущего привода передать на вход задания технологического ПИД-регулятора ведомого привода, а реальную координату ведомого привода - в обратную связь. Без абсолютных энкодеров, я думаю, не обойтись...

Реальнее было бы использовать серводвигатель+сервоусилитель. Или хотя бы Sinamics S120+имеющийся двигатель.

[Eugene Sergejev]

Ну, проблема сама по себе ничего военного не содержит, решаться может разнообразно, я бы на Юнидрайвах от Контролтехникса сделал бы с полпинка, при условии, что на установке редукторы ( да и остальная механика ) не разболтанные. И симатиков не нать...
Правда, задачка описана как-то коряво, и ежели топикстартер хочет советов, ему надо-бы осветить тему...

[Филолог]

Правильно тут ранее обозвали проблему "электронным валом". Повторяю, что задача состоит в том, чтобы в положении двух валов было рассогласование не более 6 градусов, что соответствует 10 мм при длине окружности вала (длина мешка) - 600 мм. Максимальная линейная скорость ленты - 2000 мм/сек. Это, по-моему,означает, что время реакции системы должно укладываться минимум в один оборот, т.е. 300 мсек с целью коррекции положения.
Проскальзывания быть не должно, чтобы исключить накопление рассогласования. Скорость задается оператором в широких пределах.
Интересно, как это будет с полпинка?

[atamkosta]

Доброго времени суток коллеги!

В принципе есть два двигателя которые надо синхронизировать. У многих частотников, у Данфосов точно, есть вход энкодера, но это хорошо когда надо контролировать мотор который этот частотник крутит.
Проще сделать через трехсотку семеновскую, модуль быстрого счета к ней примотать для съема тактов конвеера или какой то нужной части Вашей машины посредством энкодеров. Частотником командовать через 4-20мА или по бусу. А дальше Вы будете вольны в своем алгоритме синхронизации. Писать то можно прилепив все это на конвеер. Там на месте увидите чего и куда будет обгонять или накапливаться.
Еще подумал, можно поставить датчик на цветную метку, как на инспекторах к этикет-автоматах стоят и отстроить под Ваш принт. Снимать таким образом старт -импульс подравнивая счетчики.

[Филолог]

> Проще сделать через трехсотку семеновскую, модуль быстрого счета к ней примотать для съема тактов конвеера или какой то нужной части Вашей машины посредством энкодеров. Частотником командовать через 4-20мА или по бусу. А дальше Вы будете вольны в своем алгоритме синхронизации. Писать то можно прилепив все это на конвеер.
==========
Так и планирую. Для точного поддержания энкодеры завести в ЧРП по векторному режиму, и их же завести в "семеновский" контроллер на сч. входы, но дополнительно установить индуктивный датчик (на один вал или на оба) для точного отслеживания рассогласования - энкодер-то инкрементальный и абсолютного положения не дает.
Догнать/отстать по Profibus
Может, второй то энкодер не нужен? Одного хватит или нет...

[Михайло]

Для точного поддержания энкодеры завести в ЧРП по векторному режиму, и их же завести в "семеновский" контроллер на сч. входы, но дополнительно установить индуктивный датчик (на один вал или на оба) для точного отслеживания рассогласования - энкодер-то инкрементальный и абсолютного положения не дает.

У энкодеров есть обычно сигнал Z, который выдает импульсов один раз за оборот. По нему можно отстраивать более точно и без всяких индуктивников.

[atamkosta]

Доброго времени суток!

Может одного не хватить, Два ведь мотора и между ними гибкая, так сказать, связь в виде мешковины.
Все таки мой усохший мозг генерит все время идею с датчиком цветового перехода, может поглядите в сторону например SICK, или любого другого. Можно определять по Вашему принту, на мешке, смещение по времени от желаемого и вводить корректуры, и по моему выйдет с одним энкодером. Так работают многие этикет-автоматы. У нас есть время Х от границы цветового перехода до некоего такта энкодера и если время + или - мы вводим коррекцию и все гуд. Настраиваются эти датчики вполне нормально, особенно если речь идет о монотонном мешке и яркой нашлепке. На ярких пищевых этикетках бывают козни, но все разрешимо.

[Филолог]

Z сигнал на энкодере естьи будет заведен на контроллер. Но сам энкодер имеет какие-то хитрые выходы типа PP/DL, о чем написано в ветке "КИП". Нашлепка, точнее, надпись, не очень яркая ( см. надписи на мешках с цементом или активированным углем - синяя или красная, но спасибо за совет- тоже рассмотрим. Частотник, к сожалению, был выбран не из ряда тех, которые опционально поддерживают "электронный вал" ( например, Данфосс вроде бы анонсирует такую штатную возможность), поэтому будем кувыркаться с трехсотками. Кстати, новые малыши серии 1200 имеют весьма высокое быстродействие. но не имеют Profibus DP ( на первый ввзгляд), а то бы взял их.

[Михайло]

Про 1200-х малышей: Профибаса пока не имеют, зато есть Профинет. Профибас будет. Инфа с официального форума.

[Филолог]

Может одного не хватить, Два ведь мотора и между ними гибкая, так сказать, связь в виде мешковины.
Все таки мой усохший мозг генерит все время идею с датчиком цветового перехода, может поглядите в сторону например SICK, или любого другого. Можно определять по Вашему принту, на мешке, смещение по времени от желаемого и вводить корректуры, и по моему выйдет с одним энкодером. .

конечно, потребуется два источника отсчета разницы - либо два Z сигнала(нулевого положения)- тогда коррекцию надписи придется вносить ручками. Либо в идеале с датчиком положения надписи- тогда автомат. Увы, как всегда оборудование было посчитано до проработки проекта.
А одног энкодера, думаю, маловато будет. Боюсь, сильно дергаться будет без обратной связи. А так рассогласование при точности поддержания 0,2% в режиме векторного управления с обратной связью будет накапливаться за более длительный период.

[Филолог]

Запустили с нек. трудностями. Трудности - неравномерное движение во время одного оборота - рывки, несбалансированность валов и тд. - в основном из-за механики.

[Михайло]

А как была построена система регулирования и кинематика?

[Jackson]

Запустили с нек. трудностями. Трудности - неравномерное движение во время одного оборота - рывки, несбалансированность валов и тд. - в основном из-за механики.

Но в целом работает? Если так то здорово!

Оффтопиком: у нас сейчас коллеги решают похожую задачу - параллельная работа дизель-насосов с распределением нагрузки между ними (чтобы не получилось что один насос всё качает, остальные вхолостую работают). Сейчас в процессе монтажа.

[abbat81]

Запустили с нек. трудностями. Трудности - неравномерное движение во время одного оборота - рывки, несбалансированность валов и тд. - в основном из-за механики.

Интересно узнать на какой архитектуре построено? Если не секрет, конечно. Насколько я представляю, для синхронизации нескольких валов, быстродействия контроллера типа 300-го может не хватить, тем более при немаленьких оборотах, как у Вас.