Collaudo di motori Brushless PWM mediante acquisizione di segnali analogici e scheda PCI 6014

Author(s):
M. Ferrari - TECHNOSOFT

Industry:
Industrial Controls/ Devices/ Systems

Products:
Data Acquisition, LabVIEW, Digital I/O

The Challenge:
Ideazione di una macchina di collaudo per una nuova tipologia di “gruppo ventilante”, basato sul funzionamento di un motore PWM per la modulazione della fiamma di un bruciatore, attraverso il monitoraggio delle rampe di accelerazione e decelerazione.

The Solution:
Utilizzando le uscite counter della scheda PCI 6014 si genera una frequenza portante di circa 4000Hz e la variazione del PWM in modo da controllare l’accelerazione, il mantenimento della velocità, e la decelerazione del motore. Utilizzando gli ingressi analogici si acquisice dal motore il segnale della frequenza emessa in modo da calcolare il numero di giri/h che sta effettuando e la corrente di assorbimento dello stesso.

Breve riassunto
Ci è stato richiesto di collaudare un gruppo ventilante, il quale rappresenta un organo fondamentale per il funzionamento dei bruciatori, essendo questo oggetto di nuova concezione e basato sul funzionamento di un motore Brushless in PWM.
Durante le fasi di collaudo si devono acquisire varie velocità, accelerazioni e decelazioni, inoltre si devono acquisire anche dati relativi alla corrente di assorbimento del motore stesso ed alla prova di rigità di terra dell’oggetto analizzato.
In fine il sistema National Instruments deve interfacciarsi con un PLC residente in linea di collaudo e conversare con un Server di Dati Remoto attraverso collegamento LAN.

Articolo
La ditta Riello Burners di S.Pietro di Legnago ci ha commissionato una macchina di collaudo “analisi” per un nuovo prodotto, un gruppo ventilante modulante, il quale basando il suo funzionamento su di un motore brushless PWM dovrebbe ottimizzare il rapporto consumo di gas / riscaldamento attraverso una miscelazione gas / aria. Ma come funziona un motore in PWM ? Questo oggetto ha bisogno di una frequenza base in ingresso, per esempio 4000Hz, ed in base alla variazione del PWM ossia la durata del fronte high rispetto al low di un singolo impulso di un’onda quadra è in grado di accelerare o decelerare. Il collaudo si divide essenzialmente in cinque fasi: nella prima fase si deve eseguire a motore fermo la prova di rigidità di terra, che viene eseguito da un’apposito strumento della Euro Elettronica di Milano da noi comandato con segnali Digitali e dal quale riceviamo in seriale l’esito del collaudo Buono o Scarto ed i valori rilevati. Le successive quattro fasi di analisi riguardano il funzionamento del motore nello specifico, difatti dobbiamo innanzi tutto “far partire” il motore con una prima accelerazione controllando che la rampa di salita del numero di giri raggiunga in un determinato intervallo di tempo la velocità richiesta e poi si deve controllare che lo stesso mantenga il numero di giri raggiunto per un altro intervallo di tempo, quindi si ha una seconda accelerazione, una decelerazione ed un’ultima accelerazione. Inoltre durante queste fasi si deve monitorare continuamente la corrente di assorbimento del motore, e prima dell’avvio del motore e dell’ultima accelerazione viene richiesto di regolare una serranda che ostruisce o meno,in base alla regolazione da tabella ci collaudo, la fuori uscita della miscela aria/gas dal gruppo ventilante. Per quanto riguarda la gestione del sistema, è stato richiesto dal cliente di interagire tramite segnali digitali di input ed output con un PLC presente sulla linea di collaudo, e con un server per l’archiviazione dei dati. Il programma di analisi è in Standby e segnala il suo stato al PLC il quale da un segnale al PC di prepararsi al collaudo, il PC legge da rete un file di testo contenente il codice del gruppo ventilante da analizzare e carica la tabella di collaudo idonea, ed indica al PLC il suo stato. Il PLC a questo punto da il suo consenso all’avvio dell’analisi e si attende che l’Operatore prema il pulsante di Start, fatto ciò il PC invia al PLC un segnale di analisi in corso, ed al termine invia un segnale di esito Buono o Scarto, dopodichè va a scrivere in rete un file contenente l’esito del collaudo e tutti i dati registrati, quindi si riporta nel suo stato di Standby previo consenso del PLC. Quanto fino ad ora indicato descrive il funzionamento della parte di gestione dei dati e dell’analisi, però manca ancora la parte di programmazione che rende il sistema ideato completamente personalizzabile dal cliente, difatti abbiamo due VI i quali consentono, uno di creare le tabelle di collaudo con tutti i dati richiesti e l’altro che mette in relazione le tabelle di collaudo con il codice del gruppo ventilante, così facendo ad una tabella posso associare più codici. Questo sistema di associazione di codici è molto semplice ed intuitivo, poiché è stato realizzato utilizzando un piccolo database interno gestisto da un’array. Il progetto è stato sviluppato in tempi abbastanza brevi, circa due mesi ed ha trovato piena soddisfazione da parte del nostro cliente.

Author Information:
For more information on this Case Study, contact:
M. Ferrari
TECHNOSOFT
Tel: 0442-20417
Ferrari.J.Michael@aliceposta.it

Browse All Case Studies »