Messa a punto avanzata più semplice utilizzando Funzione Load Observer
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- Oliviero Paoli
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1 Mea a punto avanzata più emplice utilizzando Funzione Load Oberver EMEA Speed & Poition CE Team AUL 34 Copyright 0 Rockwell Automation, Inc. All right reerved.
2 Co è l inerzia? Tutti comprendiamo il concetto di peo è una miura di quanto ia difficile ollevare un oggetto. Scenario Immaginiamo un oggetto peante troppo peante da ollevare. Ora mettiamolo in un carrello che può potari liberamente; il carrello rimane fermo u una uperficie piana. Ora è facile pingere l oggetto a velocità baa e cotante. Accelera uniformemente applicando una forza minima. Tuttavia, cercare di farlo accelerare più velocemente richiede molta più forza. Copyright 0 Rockwell Automation, Inc. All right reerved.
3 Co è l inerzia? Scenario Ora immaginiamo lo teo oggetto ulla luna diventa molto più facile ollevarlo (bata olo un /6 della forza) e di nuovo, poizionato u un carrello, riulta molto più facile pingerlo uniformemente. Tuttavia, per accelerarlo rapidamente, erve molta più forza che non ulla terra. Scenario 3 Nello pazio non è richieta alcuna forza per ollevare l oggetto; eo non ha peo, tuttavia richiede molta più forza di quanto richieto ulla terra per accelerarlo velocemente. Copyright 0 Rockwell Automation, Inc. All right reerved. 3
4 Maa Ciò che perimentiamo è l effetto della maa dell oggetto. È la maa che rende difficile l accelerazione. Il peo è emplicemente l effetto della gravità ulla maa. La maa di un oggetto è cotante, mentre il uo peo dipende dalla gravità. La maa potrebbe eere definita come la forza necearia ad accelerarlo a una velocità fia Al raddoppiare della maa = raddoppia la forza richieta Al raddoppiare dell accelerazione = raddoppia la forza richieta La maa è la tendenza di un oggetto a reitere all accelerazione lineare. Copyright 0 Rockwell Automation, Inc. All right reerved. 4
5 Inerzia L equivalente rotazionale della maa è l inerzia. Per accelerare un oggetto in rotazione è necearia una coppia (azione di rotazione). L inerzia potrebbe eere definita come la coppia necearia ad accelerare l oggetto a una velocità fia Al raddoppiare dell inerzia = raddoppia la coppia richieta Al raddoppiare dell accelerazione = raddoppia la coppia richieta L inerzia è la tendenza di un oggetto a reitere all accelerazione rotazionale. Nelle applicazioni di motion control è ESSENZIALE comprendere i concetti di MASSA e INERZIA Copyright 0 Rockwell Automation, Inc. All right reerved. 5
6 Eempio di inerzia Copyright 0 Rockwell Automation, Inc. All right reerved. 6
7 Semplice anello di controllo Kinetix Copyright 0 Rockwell Automation, Inc. All right reerved. 7
8 Caue di rionanza Carico rigido Rionanza nulla Carico diaccoppiato Rionanza infinita Carico rionante Qualiai rionanza intermedia Copyright 0 Rockwell Automation, Inc. All right reerved. 8
9 Co è il gioco? Copyright 0 Rockwell Automation, Inc. All right reerved. 9
10 Fondamenti del guadagno d anello CIP Motion e Load Oberver EMEA Speed & Poition CE Team Copyright 0 Rockwell Automation, Inc. All right reerved.
11 Novità PI K vff PI K aff Modello ervoazionamento LP N LL Jt K t K t Meccanica J m F Tˆl Load Oberver T l Inerzia del itema (Coppia calare)
12 Converione Serco CIP Regolatore Serco (parallelo) Regolatore CIP (erie) ω (rad/ec) K p π K cp 000 K i (rad/ec/mec) π K ci f (Hz) Equazioni di converione K K cp ci Kp 000K 4 i Kcp 000K K p i Copyright 0 Rockwell Automation, Inc. All right reerved.
13 Impatto delle impotazioni di taratura automatica L impotazione della taratura automatica ha un impatto diretto ulla larghezza di banda di velocità e poizione. K pp 0, 4 z 4 z,, 40 z 40 z K vp 4 z 0,, 4 z 4 ( R, 40 z ) z DMTC K pi K vi Cao n. Ripota dell anello Accoppiamento del carico LB anello di poizionamento LB anello di velocità Alta Rigido 47,53 Hz,68 Hz Media Rigido 9,46 Hz 77,87 Hz 3 Baa Rigido 3,84 Hz 34,6 Hz LB anello di velocità = (/DMCT)*(/(*pi)) * /4 * (/(z^)) 4 Alta Rionante LB anello di poizionamento = LB anello di velocità */4 * (/(z^)) 5 Media Rionante 6 Baa Rionante R = Rapporto di inerzia (divero da 0) Z = Fattore morzamento DMTC= cotante di tempo del modello di ervoazionamento Copyright 0 Rockwell Automation, Inc. All right reerved. 3
14 E ora il laboratorio E ORA IL LABO- RATORIO Copyright 0 Rockwell Automation, Inc. All right reerved. 4
15 Co è Load Oberver? Come funziona Stima la coppia di carico T l e la annulla in tempo reale Forza il itema a comportari come un motore a vuoto Fornice un egnale di feedback della velocità enza il ritardo di filtro Coa fa Compena la coppia del carico, ovvero rionanza, gioco ecc. Compena l inerzia del carico PI K vff PI K aff Modello ervoazionamento LP N LL J m( R ) K t K t Meccanica J m F Tˆl Oervator e di carico T l Inerzia del itema (Coppia calare) Copyright 0 Rockwell Automation, Inc. All right reerved. 5
16 Load Oberver Preconfigurazione: Tutti 4z 4 z K pp K vp K op * DMTC K pi K vi K oi Mantenimento integratore 0 Feedforward velocità 00 Utilizzo Rapporto di carico Rapporto di carico 0 Feedforward accelerazione 0 Filtro paa bao 0 Load Oberver LOB con tima vel. Copyright 0 Rockwell Automation, Inc. All right reerved. 6
17 Coa fa l oervatore Load Oberver è una funzione avanzata dei ervoazionamenti Kinetix che conente di: Compenare i diturbi, le inerzie variabili nel tempo o non note, le variazioni imprevite dell impianto nel tempo. Offre robutezza, tabilità e affidabilità avanzate al itema. Semplice proceo di taratura per la maggior parte delle applicazioni. (Bata la regolazione di due parametri) Se ono richiete pretazioni elevate, l oervatore conente di pingere al limite i guadagni. (Serve una conocenza avanzata di taratura) Copyright 0 Rockwell Automation, Inc. All right reerved. 7
18 Coa non fa l oervatore Load Oberver non Elimina tutti i problemi meccanici/di rionanza della votra applicazione ervo > Solo la progettazione meccanica è efficace Riduce autonomamente l errore di poizione o in generale migliora la dinamica dell applicazione > I guadagni dell anello lo fanno Copyright 0 Rockwell Automation, Inc. All right reerved. 8
19 Mea a punto avanzata più emplice utilizzando Load Oberver EMEA Speed & Poition CE Team Avete domande? AUL 34 Copyright 0 Rockwell Automation, Inc. All right reerved.
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