Print

Vývoj systému reálného času pro řízení univerzálního testovacího stroje

-- 10.10.14

„Rozhodli jsme se použít kompletní hardwarovou platformu NI PXI spolu s LabVIEW Real‑Time Modulem, a to kvůli dobré integraci hardwaru a softwaru, a také kvůli nabízené flexibilitě a škálovatelnosti," uvedl Tomu Savu.

Zadání

Řízení síly a polohy na 60tunovém univerzálním testovacím stroji Schenck, který se používá pro statické a dynamické testy letadel a velkých struktur či vzorků pro aerokosmické či jiné aplikace.

Řešení

Vyvinout systém NI PXI s NI LabVIEW Real‑Time Modulem, který dokáže provozovat 8 paralelních smyček pro PID řízení.

Co bylo potřeba udělathttp://controlengcesko.com/fileadmin/grafika/Barca_Karchova/casopis_rijen_2014/NI1.JPG

Společnost DOLSAT Consult, založená v roce 2005, je partnerem NI a  specializuje se na vývoj měřicích a řídicích systémů na bázi hardwaru a softwaru NI pro širokou škálu odvětví. Institut pro teoretickou a experimentální analýzu aerokosmických struktur (STRAERO) se sídlem v Bukurešti v Rumunsku oslovil společnost DOLSAT, aby nahradila jejich zastaralý hydraulický PID systém Schenck (obrázek 1), který řídí dva testovací stroje Schenck Hydropuls (obrázek 2) a šest servohydraulických aktuátorů. V institutu http://controlengcesko.com/fileadmin/grafika/Barca_Karchova/casopis_rijen_2014/NI2.JPGSTRAERO chtěli mít možnost provádět komplexnější a spolehlivější testy struktur a vzorků, navíc s větší přívětivostí vůči uživatelům.

Jako poskytovatel služeb pro aerokosmický výzkum a vývoj nabízí STRAERO specifické zátěžové testy mechanických struktur, včetně tahové a kompresní zátěže, únavy materiálu, povolení materiálu pod tlakem a včetně nárazových testů se zátěží až 60 tun. Hydraulický systém Schenck pro řízení pozice představoval v průběhu posledních 20 let spolehlivé řešení. Byl také průběžně vylepšován, například pomocí generátoru průběhů Rigol s vysokou stabilitou či užitím systému pro sběr dat HBM MGCplus. Nicméně omezení řídicího systému PID spolu s náročností integrace nových hardwarových vylepšení z hlediska softwaru začaly představovat zjevné problémy, dokonce i při provádění jednoduchých testů.

Nové řešení

http://controlengcesko.com/fileadmin/grafika/Barca_Karchova/casopis_rijen_2014/NI3.JPGPotřebujeme, aby nový automatizační systém (obrázek 3) zahrnoval PID pro řízení osmi hydraulických servoventilů, které ovládají stroje Hydropuls a aktuátory, a aby nahradil starý řídicí a monitorovací systém na bázi relé. Zvažovali jsme řešení od MoogInc. a od Parker Hannifin, ale rozhodli jsme se použít kompletní hardwarovou platformu NI PXI (obrázek 4) spolu s LabVIEW Real‑Time Modulem, a to kvůli dobré integraci hardwaru a softwaru, a také kvůli nabízené flexibilitě a škálovatelnosti.

http://controlengcesko.com/fileadmin/grafika/Barca_Karchova/casopis_rijen_2014/NI4.JPGPro měření polohy se ve strojích Hydropuls používají měřicí transformátory LVDT řady HBM W, což jsou induktivní převodníky s polovičním můstkem. Kvůli kompatibilitě jsme použili modul pro přizpůsobení signálu HBM Clip AE501 s výstupem ±10 V. Abychom překonali některá omezení analogově digitálních převodníků typu sigma‑delta při jednobodovém sběru dat s hardwarovým časováním, použili jsme měřicí zesilovač HBM‑AE101, také s výstupem ±10 V.

Pro měření signálů ±10 V z modulů HBM jsme použili osm diferenciálních analogových vstupních kanálů na multifunkční DAQ desce NI PXI-6220 z řady M, která se ukázala být pro tento účel nejvhodnější. Pro řízení servoventilu jsme použili servozesilovač PEES COMPONENTS AN405 se standardním vstupem ±10 V, který dokáže poskytovat proud ±100 mA. Ačkoli systém pracuje v prostředí se silným elektrickým rušením, při použití izolovaného modulu NI PXIe-4322 s analogovými výstupy jsme dokázali ovládat zesilovač pro servoventily bez problémů s diferenciálním napětím. To byl klíčový faktor pro vývoj spolehlivé a deterministické řídicí aplikace. Pro měření logických signálů s úrovní 24 V z hydraulické monitorovací jednotky Schenck, které zahrnovaly limity pro teplotu oleje, výpadky tlaku a funkci ohřevu, jsme použili izolovaný digitální vstupní modul NI PXI-6511.

Pro ovládání čerpadel a bezpečnostních signálů byla použita polovodičová relé z řady ABB R600, která jsou řízena izolovaným digitálním výstupním modulem NI PXI-6513. Od začátku projektu byl vývoj softwarové aplikace přímočarý proces.

Nový ukázkový projekt LabVIEW Real‑Time Control spolu s vyčerpávající dokumentací nám pomohl s rychlým vývojem plně funkčního prototypu aplikace (obrázek 5).

Aplikace reálného času používá čtyři paralelní smyčky. Jedna časovaná smyčka slouží pro správu kritických procesů souvisejících se sběrem dat s hardwarovým časováním. Další tři smyčky spravují komunikaci s hostitelským PC, záznam dat  a monitoring systému. Implementovali jsme komunikaci mezi aplikací reálného času a hostitelským PC pomocí síťových streamů, a to jak pro komunikaci s vysokou propustností, tak pro běžnou komunikaci pomocí zpráv.

Závěr

S použitím hardwarové a softwarové platformy od NI a s podporou týmu NI jsme začali s implementací škálovatelného a spolehlivého řešení, které nahradí 20 let starý a prověřený systém Schenck Hydropuls. S‑Monitoring je systém, jenž umožňuje postupně budovat infrastrukturu monitoringu a měření spotřeby energií v malých krocích, a proto není náročný na počáteční velké investice.

National Instruments (Czech Republic), s. r. o.
Sokolovská 136D, 186 00 Praha 8, Česká republika
Tel: +420 224 235 774, Fax: +420 224 235 749, E‑mail:
ni.czech@ni.com 
czech.ni.com

Autor: Tom Savu, Daniel Cazacu DOLSAT Consult, Rumunsko


Sponzorované odkazy

 
Aktuální vydání
Reklama

Navštivte rovněž

  •   Události  
  •   Katalog  

Události

Automatizace, modernizace a údržba v plastikářském průmyslu
2017-11-22 - 2017-11-22
Místo: Hotel Baltaci Atrium *****, Zlín
NI Days
2017-11-23 - 2017-11-23
Místo: Clarion, Praha
LOGISTIKA NÁKUPU A ŘÍZENÍ ZÁSOB
2017-11-23 - 2017-11-24
Místo: Křenová 409/52, 602 00 Brno
WEBINÁŘ: Simulace ve výrobě
2017-11-23 - 2017-11-23
Místo: webinář
1. ročník soutěžní přehlídky „SMART SPACE & LIVING“
2017-11-30 - 2017-11-30
Místo: soutěžní přehlídka

Katalog

B+R automatizace, spol. s r.o.
B+R automatizace, spol. s r.o.
Stránského 39
616 00 Brno
tel. +420 541 4203 -11

Schneider Electric CZ, s. r. o.
Schneider Electric CZ, s. r. o.
U Trezorky 921/2
158 00 Praha 5
tel. 00420737266673

BALLUFF CZ s.r.o.
BALLUFF CZ s.r.o.
Pelušková 1400
19800 Praha
tel. 724697790

Mitsubishi Electric Europe B.V.
Mitsubishi Electric Europe B.V.
Pekařská 621/7
155 00 Praha 5
tel. +420 251 551 470

COGNEX
COGNEX
Emmy-Noether-Str. 11
76131 Karlsruhe
tel. 737 489 292

všechny firmy
Reklama


Tematické newslettery




Anketa


Ano, proto se je snažíme minimalizovat
Ne, jsou na odpovídající úrovni
Nejsou vysoké, ale rychle rostou

O nás   |   Reklama   |   Mapa stránek   |   Kontakt   |   Užitečné odkazy   |   Bezplatné zasílání   |   RSS   |   
Copyright © 2007-2017 Trade Media International s. r. o.
Navštivte naše další stránky
Trade Media International s. r. o. Trade Media International s. r. o. - Remote Marketing Továrna - vše o průmyslu Control Engineering Česko Řízení a údržba průmyslového podniku Inteligentní budovy Almanach produkce – katalog firem a produktů pro průmysl Konference TMI