TRASDUTTORI
E CONTROLLO DI VELOCITÁ
E POSIZIONE
Mod. G36A/EV
ELETTRONICA E SISTEMI
Gli azionamenti elettrici per motori in corrente continua, trovano
oggi un ampio utilizzo in applicazioni anche tra loro distanti.
Versatili nei confronti dei controlli di posizione, ad esempio,
vengono impiegati in modo preponderante nelle macchine
utensili, dove si richiedono movimenti relativi di alta precisione
tra l’utensile ed il pezzo da lavorare. In questo contesto il
modulo mod. G36A/EV, è stato progettato e realizzato per
essere uno strumento necessario alla formazione di tecnici con
un alto livello di conoscenze sui controlli di motore in corrente
continua.
Congiuntamente all’unità esterna mod. TY36A/EV il modulo
mod. G36A/EV permette lo sviluppo di un programma di
formazione teorico-sperimentale inerente:
•
•
•
•
L’analisi dei trasduttori di velocità e posizione
L’analisi dei circuiti di condizionamento
Lo studio dei motori DC
Lo studio degli azionamenti elettrici per motori DC
TRASDUTTORI E CONTROLLO DI VELOCITÁ E POSIZIONE
mod. G36A/EV
Il modulo mod. G36A/EV è stato realizzato con componenti,
circuiti e tecniche industriali. Con esso è possibile lo svolgimento
di una ricca serie di esercitazioni sulle tematiche riguardanti:
•
20B-I-EP -G36A-0
•
Le caratteristiche generali dei motori in corrente
continua
Il controllo di velocità e posizione di un motore
in corrente continua
La sperimentazione avviene con l’uso congiunto dell’unità
esterna mod. TY36A/EV costituita principalmente da un motore
in corrente continua e dai trasduttori di velocità e posizione. Il
modulo mod. G36A/EV è costituito da vari blocchi funzionali
distinti ma collegabili per l’allestimento di configurazioni
circuitali di controllo. Ogni blocco è delimitato da un tratteggio
che ne racchiude lo schema elettrico riportato in serigrafia sul
pannello frontale del modulo.
Questa ampia rappresentazione sinottica permette una chiara
visione del sistema nella globalità e nel dettaglio, facilitando lo
svolgimento della ricca serie di esercitazioni.
I principali blocchi circuitali presenti a bordo del modulo mod.
G36A/EV sono:
•
•
•
•
•
•
Set-point
Amplificatori di errore
Condizionatori di segnale per trasduttore
Controllore PID ad azioni indipendenti
Limite di corrente di armatura
Convertitore DC/DC a ponte “H”
L’impostazione del Set-point (di velocità o posizione) avviene
tramite potenziometro rotativo e riferimento di tensione
interno. Sempre con 3 potenziometri rotativi si possono
impostare, in modo indipendente, i valori dei parametri P, I e D
per la taratura del controllore PID. Il controllo del convertitore
DC/DC a MOS, in topologia “H-bridge”, è effettuato con tecnica
di modulazione PWM e consente il controllo del motore in
4 quadranti. La velocità istantanea del motore, trasdotta dal
dispositivo optoelettronico viene visualizzata anche in un display
a 7 segmenti e 4 cifre. Misure sulle forme d’onda presenti nei
circuiti sono effettuabili agli ingressi ed uscite di ogni blocco
funzionale, in boccole utilizzate pure per collegamenti tramite
ponticelli. La connessione tra il modulo e l’unità esterna mod.
TY36A/EV avviene tramite due terminali e presa DIN a 8 poli.
Attraverso i due terminali viene comandato il motore. La presa
DIN, invece, è adibita alla connessione al modulo dei segnali
provenienti dai trasduttori di velocità e posizione.
Il programma di formazione è completato dall’utilizzo
del software di supervisione e controllo del processo da
Personal Computer.
ELETTRONICA VENETA S.P.A. - 31045 Motta di Livenza (TV) Italy - Via Postumia 16 - Tel. +39 0422 7657 r.a. - Fax +39 0422 860 784 - E-mail: [email protected]
EP 57
PROGRAMMA DI FORMAZIONE:
SPECIFICHE TECNICHE mod. G36A/EV:
Il modulo mod. G36A/EV permette l’analisi teorica e la
•
sperimentazione dei seguenti principali argomenti:
•
Pannello frontale, in materiale isolante, con serigrafia dei
vari blocchi circuitali componenti il modulo e schema
Motori DC a magneti permanenti: generalità e
elettrico di ogni circuito
modellizzazione matematica
•
Boccole di misura e collegamento
•
Caratteristiche elettriche e meccaniche
•
Trasduttore tachimetrico calettato sull’asse del motore
•
Rilievo delle caratteristiche della reazione di armatura di
•
Condizionatore di segnale per l’adattamento dei livelli di
•
un motore DC
tensione e condizionatore di segnale per reazione di
Rilievo delle caratteristiche di un trasduttore di velocità
armatura
optoelettronico
•
Rilievo delle caratteristiche di una dinamo tachimetrica di
tipo industriale
•
Rilievo delle caratteristiche di un trasduttore
potenziometrico di tipo industriale
•
ELETTRONICA E SISTEMI
•
Studio e taratura dei condizionatori di segnale per:
-
Dinamo tachimetrica
-
Reazione di armatura
-
Trasduttore optoelettronico
-
Trasduttore potenziometrico
Studio della risposta dei controllori Proporzionale,
Integrativo e Derivativo a vari segnali d’ingresso
•
Azionamento di velocità con motore DC
•
Azionamento di posizione con motore DC
•
Convertitore DC/DC a MOSFET per azionamento a 4
quadranti
•
Driver per i MOSFET del convertitore DC/DC
•
Modulazione PWM per pilotaggio convertitore DC/DC
•
Risposta del processo impiegando un controllore con
azioni indipendenti:
-
Proporzionale
-
Integrativa
-
Derivativa
•
Controllo della massima corrente di armatura
•
Risposta del sistema al variare del carico frenante
•
Analisi ed utilizzo di software per esperienze di
supervisione e controllo del processo da PC
Caratteristiche trasduttore velocità + condizionatore
• Range ingresso di velocità: ±4000 R.P.M.
• Range uscita in tensione: ±8 V
• Trasduttore optoelettronico
• Condizionatore di segnale con indicazione su display a 7
segmenti e 4 digit della velocità di rotazione (R.P.M.)
• Trasduttore potenziometrico
• Condizionatore di segnale per trasduttore potenziometrico
Caratteristiche trasduttore posizione+condizionatore
Range ingresso di posizione: 0 ÷ 360°
Range uscita in tensione: ±8 V
• Generatore di tensione di riferimento (Set-point) con
stabilizzatore integrato
• 2 Amplificatori di errore per controlli a doppio anello
(posizione+ velocità)
• 1 Potenziometro rotativo per impostazione riferimenti di
velocità o posizione
• Controllore PID con azioni indipendenti P, I, D
• 3 Potenziometri per l’impostazione indipendente dei
parametri P, I e D, con ampi margini di regolazione
• Circuito di limitazione della corrente di armatura
• Convertitore DC/DC, configurazione “H-bridge” a 4
MOSFET
• 4 Driver di pilotaggio dei MOSFET
• Presa cavo DIN a 8 poli per il collegamento ad unità
esterna mod. TY36A/EV
• Cavo di collegamento DIN a 8 poli
UNITÀ ESTERNA DI VELOCITÀ E POSIZIONE
mod. TY36A/EV
20B-I-EP -G36A-0
L’unità esterna mod. TY36A/EV è composta di:
• Motore DC a magneti permanenti
• Trasduttore di posizione potenziometrico
• Trasduttori di velocità tachimetrico e optoelettronico
• Dispositivi di variazione del carico
EP 58
Tale unità permette la generazione delle grandezze fisiche di
velocità e posizione mediante la rotazione del motore DC a
magneti permanenti. I segnali dei trasduttori arrivano, tramite
cavo DIN a 8 poli, al modulo mod. G36A/EV dove vengono
opportunamente elaborati dai circuiti di condizionamento e
filtraggio. Il pilotaggio del motore, invece, avviene attraverso
due terminali presenti sull’unità. L’indicazione della posizione
istantanea del rotore, è leggibile con precisione, in un indicatore
goniometrico, tra 0° e 360°. Per ragioni di sicurezza tutte le
parti in rotazione del motore sono protette da un involucro di
metallo e plexiglass.
ELETTRONICA VENETA S.P.A. - 31045 Motta di Livenza (TV) Italy - Via Postumia 16 - Tel. +39 0422 7657 r.a. - Fax +39 0422 860 784 - E-mail: [email protected]
SPECIFICHE TECNICHE mod. TY36A/EV:
•
L’unità esterna mod. TY36A/EV è formata da:
-
Base metallica di supporto
-
Motore DC a magneti permanenti
-
Ruotismo planetario epicicloidale
-
Dinamo tachimetrica calettata sull’asse del motore
-
Sensore optoelettronico a trasmissione
-
Disco a tratti trasparenti ed opachi per trasduttore
optoelettronico a forcella
-
Trasduttore potenziometrico
-
Indicatore goniometrico a lancetta della posizione
angolare
-
ELETTRONICA E SISTEMI
•
Dispositivo frenante
Caratteristiche motore DC a magneti permanenti:
-
Velocità di rotazione: 4000 R.P.M.
-
Tensione nominale: 24 V
-
Resistenza di armatura Ra: 5.5 Ohm
-
Induttanza di armatura La: 2.8 mH
-
Forma costruttiva: B14
-
Magneti permanenti: ferriti
-
Isolamento: classe F
-
Peso: 5 kg
Dimensioni mod. G36A/EV: 386 x 372 x 40 mm
Dimensioni mod. TY36A/EV: 330 x 120 x 120 mm
INDISPENSABILE
ALIMENTATORE
PS1-PSU/EV
- NON INCLUSO -
ALIMENTAZIONE
±12 Vcc / 0.5A
30 Vcc / 2A
BOX PORTA MODULI - BOX/EV
- NON INCLUSO -
STRUMENTAZIONE - NON INCLUSA - MULTIMETRO
- OSCILLOSCOPIO
- GENERATORE DI FUNZIONI
INCLUSO
MANUALE TEORICO SPERIMENTALE DEL
MODULO CON GUIDA ALLE APPLICAZIONI
MANUALE DI INSTALLAZIONE, UTILIZZO E
MANUTENZIONE
OPZIONALE
20B-I-EP -G36A-0
PERSONAL COMPUTER
INTERFACCIA PER PERSONAL COMPUTER
MFI-U/EV COLLEGATA AL MODULO
SOFTWARE SUPERVISIONE E
CONTROLLO DI PROCESSO MFIDEV/EV
ALTRE POSSIBILITÀ DI CONTROLLO CON:
- REGOLATORE DIGITALE PID
PER CONTROLLO DI PROCESSO MOD. PID-S/EV
- PLC PER CONTROLLO DI PROCESSO MOD. PLC-E/EV
ELETTRONICA VENETA S.P.A. - 31045 Motta di Livenza (TV) Italy - Via Postumia 16 - Tel. +39 0422 7657 r.a. - Fax +39 0422 860 784 - E-mail: [email protected]
EP 59
