Automazione_Oggi-381

144 / 160

MAGGIO 2015 AUTOMAZIONE OGGI 381 144
AO MOTION CONTROL
Inambito industriale il controlloabordomacchinadi unprocesso
produttivoèuna caratteristica chegarantisce affidabilità, qualità
eottimizzazionedellaproduzione. Sepoi si entra nell’ambitodel
motion control, in cui il prodotto, durante la sua realizzazione,
viene lavorato utilizzando organi meccanici in movimento, che
possono impiegare motori passo-passo, questa richiesta si amplifica
e acquista un peso specificomaggiore. A completare questo quadro
generale occorreprecisare che alcune applicazioni richiedono, oltre a
un certo gradodi versatilità, anche valide prestazioni a livello sia di af-
fidabilità, sia di precisione, dato che oltre alla gestione dei movimenti
occorre eseguire sincronizzazioni cicliche degli assi. La soluzione PC
based, qui descritta, basata su tecnologia PAC (Programmable Auto-
mation Controllers), è stata sviluppata per il controllo delle parti mec-
caniche di movimento inmacchine da cucire industriali.
Entrando nel dettaglio: hardware e software
L’applicazione è nata da una particolare esigenza di un’importante
realtà industriale del Triveneto, attiva nella produzione di macchine
meccano-tessili, più specificatamente macchine da cucire professio-
nali, che ha deciso di sviluppare un nuovo modello. La soluzione da
sviluppare doveva possedere le seguenti caratteristiche: un’uscita
analogica per il motore della macchina con comando analogico, un
encoder calettato su albero motore, cinque generatori di onde qua-
dre positive/negative necessari per pilotare altrettanti motori step,
40 ingressi digitali 24 V, 30 uscite digitali 24 V e 5 W per canale. In
base a questi vincoli di progetto si è individuato l’hardware adatto
allo sviluppo. La scelta è caduta sul controllore programmabile di
ICP DAS, MP-8743, dotato di sette slot di espansione per alloggiare
moduli di I/O per motion control, un’uscita analogica con relativo in-
gresso encoder e di I/O digitali. È stato proposto un sistema basato
su PAC, perché in grado di implementare efficacemente la soluzione
‘all in one’, in quanto possiede al suo interno un’architettura PC, con
CPU fanless e possibilità di caricare a bordo mediante CF un sistema
operativo. Ciò porta a lavorare a un livello più alto di interpretazione
della logica di comando, con la possibilità di programmare, mediante
i più comuni linguaggi di programmazione, il software che effettuerà
il controllo. Inoltre, si trovano interfacce RS232/485 ed Ethernet che
rendono il sistema aperto, quindi capace di dialogare con il mondo
esterno, senza la necessità di canali di comunicazione creati ad hoc.
Il modello MP-8743 monta a bordo una CPU AMD LX 800 a 32 bit e
clock a 500 MHz, nonché un sistema operativo Windows 6.0
che permette l’utilizzo di utility e librerie orientate al motion control
per applicazioni realtime. Per quanto riguarda il controllo del motore
principale dellamacchina da cucire, si è utilizzata l’uscita analogica in
tensione, come da specifica di progetto, tramite il modulo di ICP DAS
I-8024W-G CR, che è dotato di quattro canali di uscita con una risolu-
zione a 14 bit. Il modulo possiede un elevato ‘sampling rate’, che può
andare da 1.000 a 100.000 campioni al secondo, inbase al software di
controllo che viene impiegato. Il ‘feedback’ sulla posizione del pezzo
di stoffa chedeve essere cucitoe che simuovegrazie almotore, viene
gestito acquisendo il segnale da un relativo encoder. Nel caso speci-
fico, si è sceltodi adottare ilmodulo I-8084W-GCR, sempredi ICPDAS.
Per quanto concerne i 40 ingressi digitali 24 V, sono stati impiegati i
moduli I-8040W-G CR con 32 canali digitali di ingresso e I-8042W-G
CR, che ne ha 16, per un totale di 48. Per le 30 uscite digitali 24 V e
5 W la scelta è caduta sul modulo I-8041W-G CR, che ha a disposi-
zione 32 canali digitali. Impiegando però tale soluzione si è dovuto
introdurre la scheda DN-8K32R, questo perché la massima corrente
in uscita da ciascun canale del modulo I-8041W-GCR è pari a 100mA,
quindi insufficiente per pilotare i relè utilizzati dal cliente (5Wa 24 V).
L’utilizzo di tale scheda ha a sua volta reso necessario l’inserimento
di un controllo sui tempi di risposta dei relè elettromeccanici. Lato
software, per lo sviluppo dell’applicazione, è stata utilizzata la suite
EzProg-I fornita dal costruttore. Essa si compone di numerose utility
e librerie che permettono uno sviluppo agevole del software di con-
trollo. Tale ambiente di sviluppo comprende i seguenti tool: EzCon-
fig, EzGo, EzMake, EzHMI, EzLIB ed EzCore. Utilizzando queste risorse
è stato possibile configurare i vari canali di I/O e moduli di motion
control inmaniera agevole. La struttura EzProg-I può essere integrata
e completata realizzando un software di controllo personalizzato in
linguaggio Visaul C++ in ambiente Visual Studio 2008, che non viene
fornito dal costruttore, ma risulta totalmente compatibile con la suite
di sviluppo fornita da ICP DAS. L’applicazione dimostra come la filo-
sofia ‘PACbased’ mostri, anche in ambito di motion control, di posse-
dere apprezzabili margini di modularità e versatilità di dialogo con le
risorse presenti all’interno dell’applicazione che si deve realizzare. t
Sistemi Avanzati Elettronici -
Simone Gaia
Per la realizzazione di un nuovo
modello di macchina da cucire
industriale sono stati utilizzati
svariati componenti forniti
da Sistemi Avanzati Elettronici
Un controllo ‘PAC based’