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simulazione2019

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simulazione2019 [2019/04/13 12:27]
admin [Seconda parte]
simulazione2019 [2020/05/18 12:55] (versione attuale)
admin [Prima parte]
Linea 31: Linea 31:
   * codificare per PLC l'​algoritmo   * codificare per PLC l'​algoritmo
  
 +=== Punto 1 ===
 +
 +Per la termocoppia la soluzione più semplice è usare l'​integrato AD594 della Analog Devices che compensa il giunto freddo e amplifica il segnale in modo da avere 10mV/°C (vedi risorse a fondo pagina). Alla temperatura più alta si avranno 4,6V compatibili con gli ingressi analogici del PLC. Il testo richiede 5V a 600°C quindi servirebbe un circuito che attenui il segnale dell'​AD594 (altimenti si avranno 6V a 600°C) ma probabilmente non ne vale la pena considerato il range di temperature previste.
 +
 +=== Punto 2 ===
 +
 +Per dimensionare il motore manca un dato importante, la velocità di sollevamento del carico. Senza questo dato non è possibile stimare la potenza richiesta quindi occorre fare un'​ipotesi aggiuntiva e, per esempio, considerare una velocità di 10 cm/s (0.1 m/s). La coppia alla carrucola che serve a bilanciare il carico vale:
 +
 +`C = F cdot b = m cdot g cdot d/2 = 20 cdot 9.81 cdot 0.05 = 9.81 Nm`
 +
 +La velocità di rotazione della carrucola vale:
 +
 +`omega = v / r = 0.1 / 0.05 = 2 {rad}/s`
 +
 +Allora la potenza minima richiesta è:
 +
 +`P = C cdot omega = 9.81 cdot 2 ~= 20 W`((si poteva semplicemente calcolare come forza peso per velocità di sollevamento))
 +
 +Considerando il rendimento del riduttore (probabilmente a vite senza fine visto il valore molto basso) occorre raddoppiare questo valore. Un piccola ulteriore maggiorazione è comunque raccomandabile,​ ma senza esagerare o la velocità di sollevamento potrebbe essere troppo elevata o il movimento troppo brusco. Un possibile valore potrebbe essere 50W.
 +
 +La velocità del motore sarà:
 +
 +`omega_m = omega_c * 20 = 40 (rad)/s`
 +
 +quindi
 +
 +`n = (omega_m * 60)/​(2 ​ pi) ~= 380 r\p\m`
 +
 +Un motore asincrono a 8 poli gira comunque ad almeno 600 rpm quindi bisognerebbe rivedere alcuni parametri (alzare la velocità di sollevamento) o cambiare riduttore.
 +
 +=== Punto 3 e 4===
 +
 +L'​algoritmo non è complicato e il funzionamento è completamente automatico. L'​unica variazione da prevedere nella sequenza è per gestire il livello e la temperatura nella vasca. Si potrebbe ricorrere al parallelismo ma in realtà non sono due controlli completamente indipendenti (si può pompare lo zinco se non è liquido?) quindi tanto vale gestire in sequenza temperatura e successivamente livello.
 +
 +Di seguito un possibile diagramma SFC:
 +
 +{{::​zincatura_sfc.png|}}
 +
 +Per il punto 4 basta applicare la tecnica batch e tradurre il diagramma SFC in ladder.
 ==== Seconda parte ==== ==== Seconda parte ====
  
Linea 38: Linea 77:
   - sistema con retroazione:​ FdT e errore a regime (quesito di sistemi)   - sistema con retroazione:​ FdT e errore a regime (quesito di sistemi)
  
 +Il primo quesito è strano perché se è vero che esistono encoder con uscita analogica è strano non sfruttare i contatori veloci del PLC per gestire direttamente il segnale digitale (o i due segnali in quadratura) generati dall'​encoder. Ci sono tre strade:
 +  * ipotizzare di usare ingressi HSC del PLC spiegando il perché
 +  * scegliere a catalogo un encoder con uscita analogica
 +  * usare un integrato per gestire la conversione frequenza-tensione (ad esempio l'​LM331 descritto nella [[https://​leonardocanducci.org/​wiki/​ee5/​sezione_21d|sezione 21D]] del libro di elettronica)
 +
 +Per il secondo quesito la soluzione più semplice è quella di sfruttare il fatto che lo zinco è un metallo - quindi conduttore - e mettere semplicemente due elettrodi che risulteranno collegati quando lo zinco raggiunge il livello prestabilito. Questo comportamento è assimilabile a quello di un contatto NA.
 +
 +Il terzo quesito rappresenta il circuito di principio di un convertitore di frequenza trifase. Si riconoscono un raddrizzatore trifase, il condensatore di livellamento,​ i 6 transistor con diodo di libera circolazione che, pilotati con segnali generati con modulazione PWM sinusoidale,​ permettono di ricostruire un sistema di tensione trifase con una frequenza a piacere. A questo proposito si guardi la simulazione di esempio fornita con Multisim (samples, power conversion, DC-AC).
 ===== Seconda simulazione ===== ===== Seconda simulazione =====
  
Linea 68: Linea 115:
 Per il primo punto si può usare un circuito a due stadi con un sommatore invertente, che media i due segnali, e un amplificatore invertente che scala la tensione per ottenere il range desiderato (10V con 15uW)((in alternativa si può usare un unico [[http://​www.itipacinotti.gov.it/​pag_formazione/​elettronica/​sommatore_non_invertente.htm|sommatore non invertente]] con un guadagno opportuno)). Per il primo punto si può usare un circuito a due stadi con un sommatore invertente, che media i due segnali, e un amplificatore invertente che scala la tensione per ottenere il range desiderato (10V con 15uW)((in alternativa si può usare un unico [[http://​www.itipacinotti.gov.it/​pag_formazione/​elettronica/​sommatore_non_invertente.htm|sommatore non invertente]] con un guadagno opportuno)).
  
-Il secondo punto richiede il calcolo della velocità di rotazione e delle coppia corrispondente alla forza tangenziale dovuta all'​attrito ​statico ​tra pezzo e nastro((vedi [[https://​www.cad3d.it/​forum1/​threads/​dimensionamento-motore-per-tappeto-traino.51322/​|qui]])). La velocità si calcola con:+Il secondo punto richiede il calcolo della velocità di rotazione e delle coppia corrispondente alla forza tangenziale dovuta all'​attrito tra nastro ​e piano d'​appoggio((vedi [[https://​www.cad3d.it/​forum1/​threads/​dimensionamento-motore-per-tappeto-traino.51322/​|qui]])). La velocità si calcola con:
  
 `omega = v / r = (300 cdot 10^-3) / 50 cdot 10^-3 = 6 {rad}/s` `omega = v / r = (300 cdot 10^-3) / 50 cdot 10^-3 = 6 {rad}/s`
Linea 76: Linea 123:
 `n = (300 cdot 10^-3 * 60) / (2 pi cdot 50 cdot 10^-3)= 57 r\p\m` `n = (300 cdot 10^-3 * 60) / (2 pi cdot 50 cdot 10^-3)= 57 r\p\m`
  
-La coppia si ottiene calcolando la forza tangenziale ​di attrito ​statico (il pezzo non si muove rispetto al nastro) ​con:+La coppia si ottiene calcolando la forza tangenziale ​dovuta all'attrito con:
  
 `F_t = P cdot mu_s= 150 cdot 0.3 = 45 N` `F_t = P cdot mu_s= 150 cdot 0.3 = 45 N`
Linea 89: Linea 136:
  
 Per il terzo punto si propone un diagramma SFC. Per il terzo punto si propone un diagramma SFC.
 +
 +
  
 {{::​simulazione_2_2019.png|SFC}} {{::​simulazione_2_2019.png|SFC}}
 +
 +
  
 Nella figura le fotocellule sono indicate con FTC, il consenso sulla luminosità dell'​ambiente è nel merker LIGHT, e il merker TTL contiene il un valore digitale che viene settato quando si attiva la telecamera CAM. Si sono fatte le seguenti ipotesi: Nella figura le fotocellule sono indicate con FTC, il consenso sulla luminosità dell'​ambiente è nel merker LIGHT, e il merker TTL contiene il un valore digitale che viene settato quando si attiva la telecamera CAM. Si sono fatte le seguenti ipotesi:
Linea 112: Linea 163:
  
 Il terzo quesito chiede di descrivere un alimentatore switching con topologia flyback già visto in [[https://​leonardocanducci.org/​wiki/​tp4/​alimentatori_switching#​convertitore_flyback|quarta]]. Il terzo quesito chiede di descrivere un alimentatore switching con topologia flyback già visto in [[https://​leonardocanducci.org/​wiki/​tp4/​alimentatori_switching#​convertitore_flyback|quarta]].
 +
 +===== Risorse =====
 +
 +Sulle termocoppie:​
 +  * [[unita_14_1#​termocoppie]] e i link in fondo al paragrafo
 +  * pagina 14 [[https://​www.analog.com/​media/​en/​technical-documentation/​data-sheets/​TMP35_36_37.pdf|questo di questo datasheet]] di un sensore integrato di temperatura simile all'​LM35
 +  * [[https://​www.analog.com/​media/​en/​technical-documentation/​application-notes/​AN-369.pdf|application note]] e [[https://​www.analog.com/​media/​en/​technical-documentation/​data-sheets/​AD594_595.pdf|datasheet]] della AD sull'​uso dell'​amplificatore con compensazione del giunto freddo 595/594
 +  * [[https://​www.analog.com/​media/​en/​technical-documentation/​data-sheets/​1025fb.pdf|integrato della Linear]] per la sola compensazione del giunto freddo e [[https://​www.analog.com/​media/​en/​technical-documentation/​application-notes/​an28f.pdf|Application Notes]]
 +  * {{ ::​misure_di_temperatura.pdf |dispense}} su misure e trasduttori di temperatura
 +  * {{ ::​temperature-measurements-1301891993.pdf |application note Agilent}}
 +  * un integrato più moderno, l'​[[https://​www.analog.com/​media/​en/​technical-documentation/​data-sheets/​ad8494_8495_8496_8497.pdf|AD8494]] e la sua [[https://​www.analog.com/​media/​en/​technical-documentation/​user-guides/​AD8494-Series-Evaluation-Board-UG-1421.pdf|evaluation board]]
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simulazione2019.1555151231.txt.gz · Ultima modifica: 2019/04/13 12:27 da admin