Elektroda.pl
Elektroda.pl
X

Search our partners

Find the latest content on electronic components. Datasheets.com
Elektroda.pl
Please add exception to AdBlock for elektroda.pl.
If you watch the ads, you support portal and users.

[Sterowanie] [Silnik DC komutatorowy]

ienecode 04 Sep 2021 19:46 387 18
  • #1
    ienecode
    Level 21  
    Witam,

    Proszę o pomysły na szybką i sprawna realizację poniższego sterowania.

    Mam zawór który napędzany jest silnikiem komutatorowym DC z dwiema krańcówkami (zamknięty/otwarty).
    Chciałbym sterować otwarciem zaworu proporcjonalnie do prędkości - prędkość wyliczana z czujnika indukcyjnego.

    Np: 10km/h - 20%otwarcia, 20km/h - 40%otwarcia itp.

    Na jakim sprzęcie ? Jakieś gotowce ? Nie bardzo wiem jak wysterować silnik DC (zawór) bez feedbacku.

    ...
  • #2
    jozgo
    Level 40  
    ienecode wrote:
    Nie bardzo wiem jak wysterować silnik DC (zawór) bez feedbacku.

    Jak bez sprzężenia zwrotnego (feedback'u)?
    Przeciez te dwie krańcówki to tez feedback. Taki ON/OFF.
    Ile obrotów wykonuje wał silnika od stanu otwarcia do zamknięcia zaworu?
  • #3
    ienecode
    Level 21  
    Wał silnika nie wiem, ale wał po przekładni 10 obrotów... Jak w takim razie Ustawić 50% otwarcia zaworu ? Od czasu ?
  • #4
    jozgo
    Level 40  
    ienecode wrote:
    Jak w takim razie Ustawić 50% otwarcia zaworu ? Od czasu ?

    Czujnik obrotów np. krzywka na wale i czujnik zbliżeniowy + licznik impulsów.
    10 % otwarcia - 1 impuls, 20% - 2 impulsy itd.
  • #5
    ienecode
    Level 21  
    ok, z dołożeniem pomiaru to się zgadza. Natomiast oryginalnie w maszynie regulacja odbywała się tylko tak jak opisałem to w pierwszym poście . Zostały tylko urządzenia wykonawcze + czujnik na kole. Sterownika nie ma.
    Zastanawiam się jak to było możliwe.
  • #6
    jozgo
    Level 40  
    ienecode wrote:
    Zastanawiam się jak to było możliwe.

    Masz wykrywanie tylko pozycji skrajnych położenia grzybka czy przepustnicy zaworu przez wyłączniki krańcowe i przekaźnik(i) lub stycznik(i) sterujące silnikiem zaworu.
    żaden sterownik tu nie jest potrzebny. Albo układ wyłączników krańcowych i przekaźników możesz nazwać sterownikiem.
  • #7
    ienecode
    Level 21  
    Jak to nie? Jeżeli chciałbym proporcjonalnie do prędkości (z czujnika indukcyjnego) ustawiać otwarcie zaworu ? Za pomocą tylko krańcówek mogę zamknąć albo otworzyć zawór ...
  • #8
    jozgo
    Level 40  
    Napisałes:
    ienecode wrote:
    Zastanawiam się jak to było możliwe.

    A chyba chodziło Ci o to: "Jak to BY było możliwe?"
  • #9
    kpodstawa
    Level 33  
    ienecode: Z Twojego opisu nie mogę sobie wyobrazić działania tego urządzenia. Dlaczego prędkość obrotowa jest zmieniana i jak wygląda zasilanie tego silnika? Czepiam się, ponieważ lepiej jest jeżeli silnik ma w przybliżeniu stałą prędkość obrotową. Wtedy w przybliżeniu miarą położenia wrzeciona (lub nawet grzybka zaworu) jest czas ruchu od położenia spoczynkowego. Przy wrednym założeniu, że masz przekładnię bezluzową i silnik szybko hamuje.

    Jeżeli nie chcesz sterować położeniem zaworu sprzężeniem zwrotnym od obiektu regulacji, którego organem wykonawczym jest ten zawór, to ten organ wykonawczy powinien być serwomotorem. Czyli trzeba określać bieżące położenie wrzeciona względem ostatniego położenia spoczynkowego, którym może być też położenie krańcowe.

    Masz czujnik indukcyjny... który co mierzy i jaką daje wielkość wyjściową? Np. mierzy prędkość wrzeciona i daje proporcjonalny sygnał napięciowy (lub prądowy) - czyli robi za prądnicę tachometryczną. Może daje tylko impulsy i trzeba to przetworzyć za pomocą algorytmu częstościomierza-czasomierza.

    Dopiero po odpowiedzi na powyższe pytania można obmyślać regulator "servo". Kiedyś były tylko analogowe PID i serwomechanizmy działały. Obecnie są mikrokontrolery, ale ja nie znam się na tej technice.

    Krzysztof Podstawa
  • #10
    Wojciech.
    Level 34  
    ienecode wrote:
    Np: 10km/h - 20%otwarcia, 20km/h - 40%otwarcia itp.


    Bez sprzężenie zwrotnego od położenia otwarcia zaworu jak chcesz to zrealizować? Nawet zwykły potencjometr czy enkoder absolutny jest konieczny do określenia położenia otwarcia zaworu. Bez tego możesz tylko otworzyć lub zamknąć zawór nic więcej.
  • #11
    jozgo
    Level 40  
    Już to pisałem, że bez sprzężenie zwrotnego nie ma układu regulacji. Patrz - teoria regulacji.
    Dwa wyłączniki krańcowe sygnalizujące skrajne polożenia grzybka/przepustnicy zaworu to tez sprzężenie zwrotne.

    Dodano po 4 [minuty]:

    kpodstawa wrote:
    Wtedy w przybliżeniu miarą położenia wrzeciona (lub nawet grzybka zaworu) jest czas ruchu od położenia spoczynkowego.

    To raczej dość idealistyczne zalożenie nie znajdujące potwierdzenia w praktyce. Choćby przez zmienne opory np. tarcia, zmiany temperatury itp.
  • #12
    ienecode
    Level 21  
    kpodstawa wrote:
    ienecode: Z Twojego opisu nie mogę sobie wyobrazić działania tego urządzenia. Dlaczego prędkość obrotowa jest zmieniana i jak wygląda zasilanie tego silnika? Czepiam się, ponieważ lepiej jest jeżeli silnik ma w przybliżeniu stałą prędkość obrotową. Wtedy w przybliżeniu miarą położenia wrzeciona (lub nawet grzybka zaworu) jest czas ruchu od położenia spoczynkowego. Przy wrednym założeniu, że masz przekładnię bezluzową i silnik szybko hamuje.

    Jeżeli nie chcesz sterować położeniem zaworu sprzężeniem zwrotnym od obiektu regulacji, którego organem wykonawczym jest ten zawór, to ten organ wykonawczy powinien być serwomotorem. Czyli trzeba określać bieżące położenie wrzeciona względem ostatniego położenia spoczynkowego, którym może być też położenie krańcowe.

    Masz czujnik indukcyjny... który co mierzy i jaką daje wielkość wyjściową? Np. mierzy prędkość wrzeciona i daje proporcjonalny sygnał napięciowy (lub prądowy) - czyli robi za prądnicę tachometryczną. Może daje tylko impulsy i trzeba to przetworzyć za pomocą algorytmu częstościomierza-czasomierza.

    Dopiero po odpowiedzi na powyższe pytania można obmyślać regulator "servo". Kiedyś były tylko analogowe PID i serwomechanizmy działały. Obecnie są mikrokontrolery, ale ja nie znam się na tej technice.

    Krzysztof Podstawa



    Dokładnie to temat z maszyny rolniczej - opryskiwacz w którym brakuje sterownika. Jego zasada działania polegała na tym że w zależności od prędkości jazdy omawiany zawór zwiększał lub zmniejszał ciśnienie wody ma dysze - łatwo się domyślić z jakiego powodu. I tak jak wcześniej pisałem prędkość była brana najprawdopodobniej z koła jezdnego na którego feldze jest czujnik indukcyjny. Impulsy prawdopodobnie były przetwarzane na prędkość i z tego wysterowany zawór regulujący ciśnienie. W skład napędu zaworu wchodzą 2 krańcówki (położenia skrajne zaworu) i silnik DC komutatorowy zasilany przez dwie diody który przez przekładnie otwiera/zamyka zawór...
    To jest całość układu...
    I teraz zastanawiam się jak możliwa byłą regulacja tego ciśnienia skoro nie ma feedback'u z położenia zaworu ....

    Dodano po 1 [minuty]:

    Hmm.. chyba że po prostu ciśnienie było feedbackiem w tym rozwiązaniu ? Mając ciśnienie wcale nie muszę mieć położenia zaworu ....
  • #13
    Wojciech.
    Level 34  
    Według mnie robienie tego na silniki DC bez sprzężenia zwrotnego mija się z celem. Chyba że wkładamy zamiast silnika DC jakiś serwomechanizm z dużym momentem.

    Generalnie do takich zadań najlepiej stosować zawory proporcjonalne ale jak domyślam się że budżet jest ograniczony.


    Inne pytanie, przecież zwiększając prędkość traktora zwiększany obroty na Wałku odbioru mocy to automatycznie zwiększa się prędkość pracy pompy, to nie wystarczy?
  • #14
    ienecode
    Level 21  
    @wojciech34 Nie mam pojęcia. Nigdy wcześniej nie miałem do czynienia z takim sprzętem :) Zasada działania którą opisałem też wynika tylko z obserwacji niedziałającego sprzętu ...
  • #15
    ienecode
    Level 21  
    Przyjrzałem się dziś dokładnie całości i wygląda to tak jak na poniższym "schemacie":
    [Sterowanie] [Silnik DC komutatorowy]


    Okazuje się ze jest jeszcze przepływomierz - nie wiem jeszcze jaki ma sygnał zwrotny. Jeżeli jakiś analog to pewnie zasada działania tej regulacji opierała się na utrzymanie przepływu w zależności od ustawionej prze operatora dawki na hektar [l/ha] ?
    Mając otwarte wszystkie sekcje wiemy ile rozpylaczy bierze udział w pracy.
    Q - zaplanowany wydatek [l/ha]
    V - prędkość jazdy[km/h] (z czujnika indukcyjnego)
    s - rozstaw rozpylaczy na belce [m]
    i - ilość rozpylaczy

    F = Q*V*s*i/600 = [l/min]

    I taki przepływ utrzymywać zaworem ? Ma to sens ?
  • Helpful post
    #16
    ArturAVS
    Moderator of HydePark/Cars
    Przepływomierz daje sprzężenie (w pewnym sensie) ale cały algorytm zaszyty był w sterowniku. Czyli np. 10km/h 50l/min, zwiększasz szybkość a sterownik wie że wtedy trzeba np. 30l/min i steruje zaworem aby bardziej się otworzył. Przy stałym przepływie dawka na np. m2 przy różnych prędkościach będzie się różnić.
    ienecode wrote:
    Okazuje się ze jest jeszcze przepływomierz - nie wiem jeszcze jaki ma sygnał zwrotny.

    Jak większość zapewne impulsy lub częstotliwość choć spotykałem w cysternach do odbioru mleka z wyjściem analogowym. Myślę że jakieś Arduino by poradziło.
  • #18
    ArturAVS
    Moderator of HydePark/Cars
    Można by spróbować porównywać przepływ vs prędkość i w/g tego sterować silnikiem siłownika zaworu do odcięcia przez krańcówki.
  • #19
    ienecode
    Level 21  
    Myślę że tu konieczny będzie regulator PID (SP-PV). ewentualnie jakiś histerezowy.
    Trzeba będzie tylko jakość ujednolicić zakresy prędkości i przepływu .
    Wartościową zadaną byłby przepływ, mierzoną prędkość , sygnałem sterującym impulsy na zawór.