La libreria di Simulink per lo sviluppo e il gemello digitale
Come si comporterà realmente un azionamento in un’applicazione reale? Per i motori brushless CC di Faulhaber, possiamo rispondere a questa domanda senza alcun hardware. Recentemente sono stati salvati come moduli virtuali in una libreria e possono essere integrati in applicazioni modellate mediante il software di simulazione Simulink. Il comportamento simulato serve da indicatore per le situazioni reali. Bastano pochi clic per «provare» diversi azionamenti. Questo semplifica notevolmente il processo di sviluppo.
Prendiamo come esempio un drone da trasporto impiegato nella logistica. I suoi azionamenti devono soddisfare requisiti dinamici elevati per consentire il controllo preciso e reattivo dell’oggetto in volo. Devono reagire senza ritardi percettibili, in modo armonico e con una forza definita con precisione. Per questo, i motori che azionano applicazioni ad alta precisione come queste devono soddisfare requisiti molto elevati.
Risparmiare tempo e ridurre i rischi
Il drone da trasporto non è che un esempio delle numerose applicazioni in cui la simulazione dei sistemi di azionamento costituisce un valido strumento in fase di sviluppo. In questo caso quello che conta non è solo il comportamento del motore, che può essere modellato senza troppe difficoltà sulla base dei parametri della scheda tecnica. In effetti, un sistema di trasmissione completo richiede anche la simulazione del sistema di rilevamento e controllo. Una modellazione realistica di questi componenti aiuta a ridurre la necessità di effettuare test approfonditi con veri azionamenti fisici.
Faulhaber è stato il primo fornitore di micromotori di alta qualità a dare la possibilità di simulare realisticamente la situazione applicativa in una fase iniziale dello sviluppo. Tutto questo è possibile grazie a un software di simulazione impiegato da tantissimi sviluppatori in tutto il mondo: Simulink offre un cosiddetto ambiente di diagrammi a blocchi e un’interfaccia grafica in cui è possibile fare simulazioni con modelli virtuali senza nessuna programmazione.
«Diverse soluzioni possono essere testate in modo semplice e veloce in un ambiente integrato. Questo consente di adattare anzitempo l’idea da sviluppare all’applicazione reale», spiega l’ingegnere applicativo Marc Lux.
Integrazione del sistema dei sensori e del controllo
È stato proprio lui a porre le basi per testare gli azionamenti Faulhaber con Simulink. Ha creato una libreria di componenti dove ha salvato non solo tutti i motori brushless CC in catalogo ma anche gli encoder e i controlli di posizione corrispondenti.
«Un motore consiste di un sotto-sistema elettrico e uno meccanico. Le interazioni tra loro possono essere descritte con equazioni matematiche. Nel modello le equazioni dei sottosistemi sono interconnesse tra loro, proprio come i singoli componenti quando si assembla un vero motore fisico».
Modellando le influenze tipiche dei diversi sistemi di sensori è possibile simulare una caratteristica realistica della velocità. I modelli di azionamento possono essere usati dai clienti anche per lo sviluppo di propri controlli per azionare i motori brushless Faulhaber. Per quanto questo non vada a sostituire i test sui motori fisici, questo metodo basato su modelli fa risparmiare tempo e riduce significativamente i rischi associati allo sviluppo.
Per la simulazione di un sistema di azionamento controllato con componenti Faulhaber, la libreria offre moduli per il controllo della coppia, della velocità e della posizione. Alla base troviamo controlli di posizione della generazione 3.0, tra cui ad esempio i modelli MC 3001, MC 3603 e MC 5005. In combinazione con un motore della libreria e un’inerzia del carico configurabile, è possibile determinare gli stessi parametri del controllo che sussistono in un controllo di posizione fisico. Simulando il sistema di azionamento completo, ad esempio, si possono calcolare i tempi di posizionamento realistici, adattare i parametri di controllo o confrontare il comportamento dell’azionamento a seconda dell’applicazione di concetti diversi.
Un pratico toolbox
Per rendere la simulazione più facile da usare Marc Lux ha sviluppato un toolbox Matlab. Matlab è una piattaforma di programmazione e calcolo numerico. Gli script creati con questa piattaforma possono essere utilizzati per la simulazione con Simulink. Il toolbox virtuale comprende, tra le altre cose, i vari modelli di azionamento, gli script e le tabelle per il calcolo dei parametri dei controlli e dei motori, nonché le interfacce grafiche per combinare gli elementi necessari alla simulazione in modo intuitivo.
Dall’inizio dell’anno la libreria Simulink è disponibile online per i clienti di Faulhaber. Lo scopo è quello di integrare gli strumenti già disponibili come ad esempio il Faulhaber Drive Calculator.
Può essere impiegato sia per la selezione di un sistema di azionamento che per l’integrazione basata su modelli nell’applicazione reale. Non da ultimo, la simulazione serve anche a creare un gemello digitale di un azionamento che può essere utilizzato per delle funzioni avanzate nel contesto dell’Internet of Things (IoT) e dell’Industria 4.0.
Contenuti correlati
-
Sensoristica avanzata e visione nella robotica con wenglor in 34.BI-MU
La filiale italiana di wenglor sensoric sarà tra i protagonisti della 34.BI-MU, la principale manifestazione italiana dedicata all’industria delle macchine utensili in programma dal 9 al 12 ottobre 2024 a FieraMilano Rho (Padiglione 13, stand B16), dove...
-
Oscilloscopi Yokogawa ad alta definizione per il collaudo preciso di motori e inverter
Yokogawa Test & Measurement ha sviluppato i nuovi oscilloscopi ad alta definizione della serie DLM3000HD insieme al nuovo software IS8002CDV Classic Data Viewer (CDV). L’oscilloscopio DLM3000HD multicanale, compatto e leggero, soddisfa la domanda del mercato per misurazioni...
-
QR code sugli azionamenti NORD per accesso rapido ai servizi digitali
Per offrire ai propri clienti in tutto il mondo un accesso rapido e semplice ai suoi servizi di assistenza commerciale e tecnica, Nord Drivesystems stampa ora il codice QR su tutti i suoi prodotti. La soluzione, eliminando...
-
Programmazione semplificata e intuitiva per i robot Epson
Epson, protagonista mondiale nelle tecnologie di robotica e automazione, annuncia il lancio del nuovo software di programmazione robot RC+ 8.0. Questa piattaforma potente e intuitiva è stata progettata per elevare le capacità dell’intera linea di robotica Epson,...
-
Nuove competenza per l’Economia Circolare
La doppia transizione, digitale e green, comporta una revisione dei ruoli e delle competenze all’interno delle aziende produttive. Il criterio base della circolarità trova il supporto di alcune tecnologie che poi sono fondamentali per sostenere il processo...
-
Seco annuncia il rilascio di Clea OS con funzionalità IoT avanzate e nuovo supporto hardware
Seco ha annunciato il rilascio di Clea OS, un framework embedded Linux, come nuovo componente dello stack software Clea. Clea OS rappresenta un significativo avanzamento nello sviluppo di soluzioni IoT, consentendo a sviluppatori e organizzazioni di creare...
-
Le sfide della digitalizzazione e dell’elettrificazione viste da Parker Hannifin
L’impegno a livello globale per limitare l’impatto dei cambiamenti climatici ha dato vita a numerose iniziative in diversi settori. Diversi Paesi, industrie e aziende stanno adottando piani d’azione per raggiungere obiettivi ambientali specifici. Ad esempio, in seguito...
-
Nuovo strumento Eplan per progettazione del percorso dei cavi in 3D
Eplan presenta il software Eplan Cable proD, nuovo strumento per il cablaggio delle macchine che permette di progettare il percorso dei cavi in 3D dall’armadio elettrico alla macchina, con la sicurezza di avere le corrette lunghezze e...
-
Nuova versione del software Eplan eBuild
Eplan ha sviluppato una serie di approcci tecnici per la generazione automatica di schemi. Uno di questi è il software eBuild, basato su cloud, con il quale gli utenti possono generare i loro progetti con un semplice...
-
Monitoraggio degli asset sul campo con trasmettitore wireless Emerson
Emerson annuncia il rilascio del trasmettitore di ingresso/uscita multi-discreto wireless Rosemount 802, dotato di otto canali di ingresso/uscita (I/O) discreti, ciascuno configurabile come ingresso o come uscita, per offrire una flessibilità senza precedenti nel controllo e monitoraggio...