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Controllo elettrovalvola in PWM

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[1] Controllo elettrovalvola in PWM

Messaggioda Foto UtenteIho » 15 feb 2015, 20:20

Buonasera,
avrei una domanda da porre circa il controllo in PWM di una elettrovalvola.
Questa elettrovalvola ha i seguenti datasheet (nel secondo datasheet guardate la colonna relativa al mio modello, quella con lo -001 finale):

Cattura2.JPG

Cattura1.JPG


Fermo restando che, dai datasheet, non avrei saputo capire che l'elettrovalvola era controllabile in PWM, comunque, lasciando perdere questo, non mi sono chiare altre cose:
nel primo datasheet risulta che l'elettrovalvola lavora ad una tensione di 12 V(c.c?) e gli si possono dare al più 1.73 A di corrente.

Nel secondo però si fa riferimento ad una UB=8.11 V. Cosa rappresenta?
Inoltre si indica una corrente di regolazione che va da 0 a 1.9 A più alta della massima citata nella prima tabella.

Partendo da questi primi dubbi passiamo al seguito.
Quella elettrovalvola viene gestita da una centralina elettronica che è alimentata a 24 VDC e che ha queste caratteristiche sulla porta PWM:

Cattura3.JPG


Ho chiamato chi ha realizzato tutto il sistema elettronico (a meno dell' elettrovalvola) e mi ha confermato che questa porta alimenterà quella elettrovalvola PWM a 24 VDC e non a 12 VDC e quindi, per loro, non va bene.

Fermo restando che mi è sconosciuto il senso dei due campi Digital feedback Th. della loro centralina, a questo punto ho chiamato chi ci ha fornito l'elettrovalvola e chiesto delucidazioni.

Dopo alcune loro consultazioni interne mi hanno richiamato e mi hanno detto che non importa la tensione che applico alla elettrovalvola, se 12 o 24 VDC, basta che non supero il valore di 1.73 A.

Io onestamente non sono sicuro di quello che si sta facendo ma è anche vero che non ho l' esperienza sul campo per poter dire se ha ragione uno o l'altro.
E' per questo motivo che volevo un vostro parere al riguardo.
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[2] Re: Controllo elettrovalvola in PWM

Messaggioda Foto UtenteAlbertoBianchi » 15 feb 2015, 20:41

Dopo alcune loro consultazioni interne mi hanno richiamato e mi hanno detto che non importa la tensione che applico alla elettrovalvola, se 12 o 24 V in c.c., basta che non supero il valore di 1.73 A.

Ciao, ti confermo che è così.
Quando piloti un solenoide (induttore) con un onda quadra la corrente assume una forma d'onda triangolere il cui valore medio dipende dal dudy cycle, e nel tuo caso non dovrebbe superare il valore massimo ammissibile (forse 1,9A).
Il valore della tensione è relativamente meno importante, puo benissimo essere maggiore di quello che si userebbe in condizioni di pilotaggio continuo.
La centralina sembra prevedere un feeback di corrente, e forse è possibile fissare un valore massimo, oppure limitare il duty-cycle ma purtroppo il foglio che hai postato non dice niente sul funzionamento della centralina; servirebbe una specifica tecnica.
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[3] Re: Controllo elettrovalvola in PWM

Messaggioda Foto UtenteIho » 15 feb 2015, 21:07

grazie mille delle info.

Quando piloti un solenoide (induttore) con un onda quadra la corrente assume una forma d'onda triangolare il cui valore medio dipende dal Duty cycle, e nel tuo caso non dovrebbe superare il valore massimo ammissibile (forse 1,9A).[/b]


Ok.
Queste tue informazioni le posso approfondire da qualche parte,qualche link o sono frutto di una tua esperienza sul campo?
Comunque ho allegato il PDF della centralina che controlla l'elettrovalvola.

Il valore della tensione è relativamente meno importante, può benissimo essere maggiore di quello che si userebbe in condizioni di pilotaggio continuo.


e perché i picchi di 24 volt non possono danneggiare l'elettrovalvola?
C'è dietro un motivo fisico?

Approfitto della tua gentilezza per chiederti un'altra cosa:
Altri realizzatori di sistemi elettronici adottano un sistema diverso per il controllo di una elettrovalvola in PWM:
in uscita al PLC o centralina mettono un relè ad alta velocità, di questi statici e, separatamente, con i contatti in scambio di questi relè controllano la PWM.
In sostanza, il PLC, grazie al relè statico, vincola il "ritmo" sulla PWM mentre è il contatto in scambio del relè statico, che riceve tensione da una comune linea 24 VDC ad alimentare la stessa elettrovalvola.

Prima di ricevere risposta dal produttore dell'elettrovalvola dissi al fornitore della centralina se poteva adottare una soluzione del genere.
Ovviamente io avrei generato una 12 volt (quella richiesta nel datasheet) con un piccolo convertitore 24VDC/12 VDC.
Lui però mi disse che non poteva farlo perché il suo software regolava direttamente i mA in uscita, dalla sua centralina direttamente all'elettrovalvola, e quindi non avrebbe funzionato.
Io non ho capito il senso di questa cosa.
Ora correggimi se sbaglio:
nel PWM, io fisso una tensione massima e poi parzializzo il tempo di applicazione di questa tensione.
Questo modo di procedere mi genera dei rettangoli di area diversa al variare del tempo di ciclo quindi anche di potenza diversa e , poiché la tensione applicata all'istante T è fissata (ad esempio 24 VDC) , anche la corrente è variabile..

Lui mi dice che opera direttamente sulla corrente e quindi con il relè statico non funziona ma che vuol dire? #-o

Io immagino che è un po come se, somministrando più corrente, tenuta costante la tensione, aumento il duty cycle perché di fatto aumento l'area del rettangolo=potenza e quindi il tempo per cui quel relè statico va in eccitazione e quindi pensavo funzionasse.
Di fatto la corrente, maggiore o minore, 30 mA o 200 mA, avrebbe comunque eccitato la bobina del relè statico però per un tempo maggiore (200 mA) o minore (30 mA).
Non funziona così?
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[4] Re: Controllo elettrovalvola in PWM

Messaggioda Foto UtenteAlbertoBianchi » 15 feb 2015, 21:42

e perché i picchi di 24 volt non possono danneggiare l'elettrovalvola?
C'è dietro un motivo fisico?

La corrente in un induttore (trascurando la resistenza dell'avvolgimento) non sale instantaneamente ma linearmente; applicando un gradino a 24 V ma di durata limitata la corrente assume un valore in funzione del tempo pari a \frac{V*t}{ L}

Approfitto della tua gentilezza per chiederti un'altra cosa:
Altri realizzatori di sistemi elettronici adottano un sistema diverso per il controllo di una elettrovalvola in PWM:
in uscita al PLC o centralina mettono un relè ad alta velocità, di questi statici e, separatamente, con i contatti in scambio di questi relè controllano la PWM.
In sostanza, il PLC, grazie al relè statico, vincola il "ritmo" sulla PWM mentre è il contatto in scambio del relè statico, che riceve tensione da una comune linea 24 V in c.c. ad alimentare la stessa elettrovalvola.

Entro certi limiti si può considerare un sistema equivalente, non so che frequenze e duty si riescono a generare con un PLC, perché non è il mio campo, ma per un certo tipo di applicazioni portebbe essere utilizzabile

Lui però mi disse che non poteva farlo perché il suo software regolava direttamente i mA in uscita, dalla sua centralina direttamente all'elettrovalvola, e quindi non avrebbe funzionato.
Io non ho capito il senso di questa cosa:

Probabilmente nel fuzionamento di questa centalina è previsto un loop chiuso che tiene sotto controllo il duty-cycle in funzione della corrente media nella bobina

nel PWM, io fisso una tensione massima e poi parzializzo il tempo di applicazione di questa tensione.
Questo modo di procedere mi genera dei rettangoli di potenza e quindi di una certa corrente.

Non è esattamente così, generi una corrente triangolare il cui valore massimo dipende dalla tensione applicata per il tON del duty. Durante il TOFF la bobina si scarica, sempre linearmente, ed il valore medio di questo inviluppo corrisponde alla corrente media applicata alla bobina.

Se lui mi dice che opera direttamente sulla corrente è come se, somministrando più corrente, tenuta costante la tensione, aumenta il duty cycle e quindi il tempo per cui quel relè statico andava in eccitazione.

E' un sistema retroazionato; fissato un certo valore di riferimento all' ingresso di controllo della centralina (spesso è una tensione nel range 0-10Vdc) che in funzione del setup iniziale corrisponde ad una data corrente, il sistema di feedback fa in modo da tenere stabile questa corrente in funzione della variazione degli altri parametri operativi. Per esempio se sale leggeremente la tensione di alimetazione anche la corrente media sale, ma il feedbak riduce il duty ripristinado il corretto valore di corrente nella bobila.
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[5] Re: Controllo elettrovalvola in PWM

Messaggioda Foto UtenteIsidoroKZ » 16 feb 2015, 0:26

Prova anche a vedere questo articolo viewtopic.php?f=1&t=13844&start=20#p115534 domani leggo bene il datasheet della tua valvola.
Per usare proficuamente un simulatore, bisogna sapere molta più elettronica di lui
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[6] Re: Controllo elettrovalvola in PWM

Messaggioda Foto UtenteCandy » 21 feb 2015, 23:47

Hai notato che l'elettrovalvola ha resistenza interna di 3.3 ohm? Hai verificato cosa significa alla tensione di 12 V? E di 24? Se il parametro di riferimento da controllare è la corrente, è evidente che la scelta di regolazione PWM in tensione non è molto azzeccata. Toccherà mettere un limite massimo dalle parti del 25% di modulazione!!! (Poco più causa gli effetti induttivi).
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[7] Re: Controllo elettrovalvola in PWM

Messaggioda Foto UtenteIho » 22 feb 2015, 1:47

Ciao, puoi spiegarti meglio? Considera che il sistema elettronico e idraulico non lo forniamo noi ma terze parti, quello elettronico una ditta, quello idraulico un'altra e siccome il sistema elettronico è blindato, non possiamo modificarlo, noi possiamo fare poco.
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[8] Re: Controllo elettrovalvola in PWM

Messaggioda Foto UtenteCandy » 22 feb 2015, 10:03

Forse io mi spiego "male" ma tu sai di cosa stai parlando? Alla fine dici che non puoi farci nulla: allora, tra l'altro, cosa spiego a fare?

Hai provato a prendere in mano una calcolatrice? Hai provato a pigiarne i tasti? Hai verificato cosa elabora quello scatolotto scrivendo 12 / 3.3? Così a mente direi che un calcolatore dirà come risultato 4 meno un 10 percento. 3.6 circa? 3.6 A circa.

Dai, faglielo fare, poi leggi il risultato.
Poi rileggiti tutto il thread, questo, e rinfrescati le idee in merito ai tuoi stessi dubbi: 12 V di andavano bene. 24 V no.

Ma alla fine è un sistema sul quale tu non puo farci nulla.

In verità sono io che non capisco. Non capisco allora a cosa serva tutto il thread.

La modulazione PWM regola la tensione efficace in uscita, fornendo una alimentazione rettangolare e variando le proporzioni tra il tempo ON ed il tempo OFF. Ovvero, regolarà la tensione efficace fornendo degli spike di tensione. Questa operazione può essere fatta su un ampio spettro di frequenze. Più sarà alta la frequenza modulante, più sarà importante l'effetto induttivo del solenoide, riducendo, di fatto, la corrente efficace circolante nello stesso. E' chiaro, alloraq, che se il solenoide controlla una valvola proporzionale, la regolazione di proporzionalità va fatta in anello di corrente e non in anello di tensione. Le schede che controllano le valvole proporzionali lavorano in anello di corrente, ad una tensione anche molto maggiore di quella utile al rapporto resistivo per poter poi regolare la giusta corrente.
I dati che hai fornito sono fuorvianti e tu li leggi male. Il costruttore della valvola l'ha gioà regolata in modo che alla corrente nominale utile: 1.8 A circa, questa sia aperta al 100%. Sarà poi il circuito di regolazione basato su pressione o portata a chiedere di che percentuale si dovrà aprire e la corrente al solenoide sarà una conseguenza, che terrà conto di tutti i fattori di perdite varie.

Quel dato di tensione, 12 V o 24 V ti dice poco per ora. Alcune schede di regolazione proporzionale sono bipolari. Si alimentano a 24 V e vengono vendute per 24 V, perché al loro interno, tramite una circuiteria più o meno nota, regolano sulla valvola corrente positiva o negativa tramite un 12 V centrale interno.

Insomma, tutto questo per dire che di quello che hai scritto e postato si può utilizzare ben poco. Se non conosci nemmeno l'architettura del sistema che regolerà la valvola, evitiamo proprio di proseguire il thread.
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[9] Re: Controllo elettrovalvola in PWM

Messaggioda Foto UtenteAlbertoBianchi » 22 feb 2015, 12:27

In realtà quest' elettrovalvola è specifica per il funzionamento solo in PWM e non in continua, il valore resistivo della bobina ha relativamente meno importanza, ed è meglio che sia basso.
Sarebbe stato utile, e mi meraviglia un po' che non ci sia, se nel data-sheet avessero inserito anche un valore di induttanza.

Comunque con un' alimentazione del PWM di 24 V, sarebbe stato meglio se aveste usato l' altra bobina disponibile, quella con il valore resistivo di 13,11 ohm che mi sembra più consona all'applicazione.
:ok:

A parte le spiegazioni generali che ti abbiamo fornito per farti capire come stanno le cose, se per caso, avessi idea di sostituire la centralina (perché non ne comprendi il funzionamento o solo perché non ci puoi smanettare) con il relay statico pilotato da PLC, ti consiglio vivamente di lasciar perdere, senza loop chiuso è molto probabile che bruceresti subito la bobina oltre al fatto che non riusciresti a tenere stabile la corrente di pilotaggio è di conseguenza avresti una pessima regolazione (molto peggiore di quella che realizza la centralina).
O_/
Ultima modifica di Foto UtenteAlbertoBianchi il 22 feb 2015, 13:07, modificato 1 volta in totale.
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[10] Re: Controllo elettrovalvola in PWM

Messaggioda Foto UtenteIho » 22 feb 2015, 12:52

Candy ha scritto:Hai provato a prendere in mano una calcolatrice? Hai provato a pigiarne i tasti? Hai verificato cosa elabora quello scatolotto scrivendo 12 / 3.3? Così a mente direi che un calcolatore dirà come risultato 4 meno un 10 percento. 3.6 circa? 3.6 A circa.
Dai, faglielo fare, poi leggi il risultato.
Poi rileggiti tutto il thread, questo, e rinfrescati le idee in merito ai tuoi stessi dubbi: 12 V di andavano bene. 24 V no.


il calcolo lo avevo fatto ma lo ritenevo poco rappresentativo visto che, per stabilire la corrente che passava sull'elettrovalvola, trascurando la resistenza del cavo di collegamento, immaginavo di dover avere anche l'impedenza dell'elettrovalvola.

AlbertoBianchi ha scritto:In realtà quest' elettrovalvola è specifica per il funzionamento solo in PWM e non in continua, il valore resistivo della bobina ha relativamente meno importanza, ed è meglio che sia basso.
Sarebbe stato utile, e mi meraviglia un po' che non ci sia, se nel data-sheet avessero inserito anche un valore di induttanza.
Comunque con un' alimentazione del PWM di 24 V, sarebbe stato meglio se aveste usato l' altra bobina disponibile, quella con il valore resistivo di 13,11 ohm che mi sembra più consona all'applicazione. :ok:


ecco, allora non sono l'unico a pensarlo.
comunque la bobina non l'abbiamo scelta noi ma chi ci ha dato il sistema elettroidraulico ( o parte di esso) a cui avevamo detto esplicitamente che avrebbe funzionato 24 VDC.

Candy ha scritto:La modulazione PWM regola la tensione efficace in uscita, fornendo una alimentazione rettangolare e variando le proporzioni tra il tempo ON ed il tempo OFF. Ovvero, regolarà la tensione efficace fornendo degli spike di tensione. Questa operazione può essere fatta su un ampio spettro di frequenze. Più sarà alta la frequenza modulante, più sarà importante l'effetto induttivo del solenoide, riducendo, di fatto, la corrente efficace circolante nello stesso. E' chiaro allora che, se il solenoide controlla una valvola proporzionale, la regolazione di proporzionalità va fatta in anello di corrente e non in anello di tensione. Le schede che controllano le valvole proporzionali lavorano in anello di corrente, ad una tensione anche molto maggiore di quella utile al rapporto resistivo per poter poi regolare la giusta corrente.
I dati che hai fornito sono fuorvianti e tu li leggi male. Il costruttore della valvola l'ha già regolata in modo che alla corrente nominale utile: 1.8 A circa, questa sia aperta al 100%. Sarà poi il circuito di regolazione basato su pressione o portata a chiedere di che percentuale si dovrà aprire e la corrente al solenoide sarà una conseguenza, che terrà conto di tutti i fattori di perdite varie.


il mio dubbio era proprio questo.
Noi l'impianto lo abbiamo commissionato a 24 VDC.
Nel momento in cui ti arriva un'elettrovalvola a 12 VDC e gli mandi una tensione di picco da 24 VDC io mi pongo il problema se possa danneggiarsi o meno.
Comq sarò stupido io ma se c'è corrente, c'è tensione.
Tu mi parli di controllo in corrente che immagino sia il mia parametro di riferimento ma immagino che, quella corrente, sia sempre e comunque il risultato di una certa tensione applicata e non trovo scritto da nessuna parte che se applico 24 V, piuttosto 110, piuttosto che 230, l'elettrovalvola non si danneggi.
Ripeto, lo stupido sono io eh.


Candy ha scritto:Quel dato di tensione, 12 V o 24 V ti dice poco per ora. Alcune schede di regolazione proporzionale sono bipolari. Si alimentano a 24 V e vengono vendute per 24 V, perché al loro interno, tramite una circuiteria più o meno nota, regolano sulla valvola corrente positiva o negativa tramite un 12 V centrale interno.


l'elettrovalvola al suo interno credo abbia solo un solenoide e il dubbio sul fatto che si danneggiasse non l'ho tirato fuori io ma mi è stato portato all'attenzione proprio da chi mi ha fornito il sistema elettronico quindi ancora non capisco perché tanto stupore per le mie perplessità quando è proprio chi dovrebbe capirne più di me a farmele presenti.

Candy ha scritto:Forse io mi spiego "male" ma tu sai di cosa stai parlando? Alla fine dici che non puoi farci nulla: allora, tra l'altro, cosa spiego a fare?
Ma alla fine è un sistema sul quale tu non puo farci nulla.
In verità sono io che non capisco. Non capisco allora a cosa serva tutto il thread.


Il fatto che non possa mettere mani al sistema mi vieta di far domande per capire come funziona o colmare alcune mie perplessità?

Candy ha scritto:Insomma, tutto questo per dire che di quello che hai scritto e postato si può utilizzare ben poco. Se non conosci nemmeno l'architettura del sistema che regolerà la valvola, evitiamo proprio di proseguire il thread.


Ma tu sei libero di fare quello che vuoi e anche di non rispondere.
Nessuno ti obbligo a rispondere ma nemmeno ti autorizza a non far seguire da altri il thread, in parole povere fatti i fatti tuoi se ti scoccia così tanto anzi, ti invito a non rispondere più se lo ritieni così fastidioso, mi fai un piacere visto che trovo la tua saccenza "nu poco irritante".


AlbertoBianchi ha scritto:
ti consiglio vivamente di lasciar perdere, senza loop chiuso è moltro probabile che bruceresti subito la bobina oltre al fatto che non riusciresti a tenere stabile la corrente di pilotaggio è di conseguenza avresti una pessima regolazione (molto peggiore di quella che realizza la centralina).
O_/


in realtà questa soluzione me l'aveva consigliata un'altra azienda.
Quello che non so è se non si può mai sfruttare questa soluzione o solo se la valvola ha un controllo in corrente.
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