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Specifiche Alimentatore di Telaio ZEUS
Prototipo ZEUS

NOTA BENE: non produciamo ne' possiamo fornire l'alimentatore di telaio ZEUS e/o ricambi

Quella che segue è la specifica finale generata da PRECMA S.r.l. dell'alimentatore di telaio ZEUS, la cui elettronica è stata sviluppata interamente da PRECMA S.r.l. per conto della Tecnomatex S.A.
La specifica e' qui presentata esclusivamente come esempio di nostra progettazione e documentazione

La specifica non viene riportata integralmente per motivi di riservatezza industriale, ma è indicativa per evidenziare la metodologia di studio e soluzione dei problemi.

L'elettronica dell'alimentatore di telaio ZEUS contiene alcuni circuiti ibridi e due microcontrollori MCS-51, in particolare:

Un ibrido power switching per alimentazioni 12V e 5V
Un ibrido watch dog e phase doubler
Un ibrido per la sensorizzazione magnetica
Un ibrido driver per stadi finali
Un microcontroller per la produzione della trifase controllata in frequenza e tensione
Un microcontroller per la gestione della sensorizzazione, la decisione della velocità adeguata e l'interfaccia con l'ambiente

Lo sviluppo del sistema di controllo automatico della velocità del motore è avvenuto utilizzando per le prove di laboratorio il simulatore di telaio PRECMA STA-3.
 
 


Sommario
Descrizione
Pannello di Controllo
Condizioni Possibili dell'Alimentatore
Tasto RUN
Tasto STOP
Tasto S/Z
Tasto PROG
LED di Segnalazione Allarme
Sensore Proporzionale
Specifiche
Alimentazione
Connettore Principale
Limiti di Velocità e Lunghezza del Telaio
Aree di Funzionamento



Descrizione
ZEUS-Ø1 è un alimentatore di telaio generico, adatto quindi per vari tipi di filato, telaio e modalità di tessitura:
Telaio da 0 a più di 6 m di lunghezza
Funzionamento monocolore e mischiatrama
Ampio range di funzionamento: da 80 m/min. a 1600 m/min. di velocità tessile
Possibilità di avvogere sia filati leggeri e delicati che pesanti e robusti
Questo ampio range di funzionamento è raggiunto anche grazie alla possibilità data all'utente di scegliere tra quattro tipi di programmi di tessitura predefiniti, a seconda del tipo di filato, modalità di tessitura e velocità del telaio.

Programma 1
Velocità massima: 560 m/min.
Velocità tipica: 350 m/min.
Consumo tipico: 0.6 A con Velocità 350 m/min.; Passo 1 mm; Telaio 0.9 m
Frequenza massima: 80 Hz
Accelerazione 0 - 1000 rpm: 0.25 s
Frenatura 1000 - 0 rpm: 0.25 s
Programma ideale per filati molto delicati, passo piccolo, telai lenti e/o mischiatrama.

Programma 2
Velocità massima: 900 m/min.
Velocità tipica: 700 m/min.
Consumo tipico: 1.0 A con Velocità 700 m/min.; Passo 1 mm; Telaio 0.9 m
Frequenza massima: 120 Hz
Accelerazione 0 - 1000 rpm: 0.20 s
Frenatura 1000 - 0 rpm: 0.25 s
Programma ideale per filati delicati, passo medio/piccolo, telai lenti e/o mischiatrama.  
Programma 3
Velocità massima: 1400 m/min.
Velocità tipica: 1200 m/min.
Consumo tipico: 1.7 A con Velocità 1200 m/min.; Passo 1 mm; Telaio 0.9 m
Frequenza massima: 180 Hz
Accelerazione 0 - 1000 rpm: 0.18 s
Frenatura 1000 - 0 rpm: 0.18 s
Programma ideale per filati normali, passo medio/grande, telai monocolore o mischiatrama.

Programma 4
Velocità massima: 1600 m/min.
Velocità tipica: 1400 m/min.
Consumo tipico: 2.0 A con Velocità 1400 m/min.; Passo 1 mm; Telaio 0.9 m
Frequenza massima: 200 Hz
Accelerazione 0 - 3000 rpm: 0.45 s
Frenatura 3000 - 0 rpm: 0.35 s
Accelerazione 0 - 1000 rpm: 0.10 s
Frenatura 1000 - 0 rpm: 0.12 s
Programma ideale per filati robusti, passo grande, telai monocolore.
Pannello di Controllo
Il pannello di controllo, posto sul lato posteriore, è composto da:
Un grosso tasto verde "RUN" per l'avvio del motore
Un grosso tasto rosso "STOP" per l'arresto del motore
Un piccolo tasto "S/Z" per la selezione del senso di rotazione
Un LED giallo sopra il tasto "S/Z" che indica il senso di rotazione (acceso = S)
Un piccolo tasto "PROG" per la selezione del programma di funzionamento
Quattro LED gialli sopra il tasto "PROG" che indicano il programma di funzionamento selezionato, la condizione attuale dell'alimentatore (STOP, LOAD, RUN, ALARM) e la presenza dell'alimentazione (Power On)

Condizioni Possibili dell'Alimentatore
I quattro LED gialli sopra il tasto "PROG", oltre al programma di funzionamento selezionato, indicano anche la condizione attuale dell'alimentatore (STOP, LOAD, RUN, ALARM) e la presenza dell'alimentazione (Power On):

Nella fase di LOAD i LED si accendono in sequenza, seguendo il senso di rotazione del motore.

Condizione
Indicazioni
Power On Almeno uno dei LED è acceso o lampeggia
STOP Il LED che indica il programma selezionato lampeggia
RUN Il LED che indica il programma selezionato è acceso
LOAD I LED si accendono in sequenza
ALARM I LED lampeggiano tutti contemporaneamente

Tasto RUN
Premendo il tasto RUN, l'alimentatore entra nella modalità RUN: se il tamburo è vuoto (manca il filato) inizia la fase di LOAD; se il tamburo è già pieno, l'alimentatore si prepara a partire. Successive pressioni del tasto RUN non provocano alcuna modifica del funzionamento. Quando l'alimentatore è nella modalità RUN non è possibile apportare modifiche al senso di rotazione e/o al programma di funzionamento.

Tasto STOP
Premendo il tasto STOP, l'alimentatore entra nella modalità STOP: se il motore sta girando si ferma; se il motore è già fermo perché la riserva di filo sul tamburo è completa, entra semplicemente nella modalità STOP; se l'alimentatore è in condizione di ALLARME, ne esce ed entra in modalità STOP. Successive pressioni del tasto STOP non provocano alcuna modifica del funzionamento. Quando l'alimentatore è nella modalità STOP è possibile apportare modifiche al senso di rotazione e/o al programma di funzionamento.  
Tasto S/Z
Premendo il tasto S/Z quando l'alimentatore è in modalità STOP, si modifica il senso di rotazione dell'alimentatore. Il senso di rotazione è indicato dal LED giallo sopra il tasto S/Z: acceso = rotazione S.

Tasto PROG
Premendo il tasto PROG quando l'alimentatore è in modalità STOP, si modifica il programma di funzionamento dell'alimentatore. Il programma in uso è indicato dal LED lampeggiante tra quelli posti sopra il tasto PROG.
LED di Segnalazione Allarme
Sul fianco destro dell'alimentatore è presente un LED rosso che, quando acceso, segnala all'utente che si è verificata una condizione di allarme tale da fare arrestare automaticamente l'alimentatore (Lost Yarn, Stop Motion, Sovraccarico, Motore Bloccato). Tale condizione è segnalata anche dal lampeggio contemporaneo dei quattro LED di selezione programma, sul pannello posteriore.

Quando interviene un allarme di questo genere, il motore si arresta rallentando dolcemente e viene segnalato al telaio di fermarsi tramite il segnale Stop Motion.

Per eventuali prove sugli alimentatori per cui dovesse essere necessario, è possibile disabilitare gli allarmi di Stop Motion e Lost Yarn tramite l'uso di un pin sul connettore principale.
 

Allarme Lost Yarn

L'allarme di "Lost Yarn" (Filo Perso) si verifica quando l'alimentatore è nella modalità RUN e il tamburo rimane vuoto (tasto proporzionale completamente alzato) per più di circa 8 secondi.

L'allarme Lost Yarn non è abilitato durante la fase di LOAD.
 

Allarme Stop Motion

L'allarme di "Stop Motion" si verifica quando l'alimentatore è nella modalità RUN e viene segnalato dal sensore apposito di Stop Motion (situato all'ingresso posteriore del filo) una rottura del filo. L'allarme Stop Motion non è abilitato durante la fase di LOAD.
 

Allarme Sovraccarico

L'allarme di "Sovraccarico" si verifica quando l'alimentatore è nella modalità RUN e il motore sta girando con la coppia massima da più di circa 20 secondi. La coppia massima disponibile è sovradimensionata rispetto alle possibilità del motore, in modo da poter fornire accelerazioni violente, ma non può essere mantenuta durante il funzionamento regolare. Se a causa di un carico eccessivo ciò accade l'alimentatore entra in allarme.
 

Allarme Motore Bloccato

L'allarme di "Motore Bloccato" si verifica quando l'alimentatore è nella modalità RUN, il motore sta girando e viene bloccato da un agente esterno. In questo caso l'alimentatore tenta di riprendere a girare dando dei piccoli strappi di avviamento per qualche secondo, dopodiché entra in allarme.


Sensore Proporzionale
Il controllo della velocità del motore avviene tramite il sensore proporzionale di presenza filo sul tamburo ("Tasto Proporzionale" o "Dito Proporzionale"). Lo stato del sensore viene segnalato da due piccoli LED a cui si può accedere dal lato superiore dell'alimentatore attraverso un foro dotato di un tappo. Uno dei due LED è rosso (quello anteriore), l'altro è giallo; la combinazione di accensione dei due LED indica la situazione del sensore e quindi della riserva di filo sul tamburo:
 
LED Rosso
LED Giallo
Sensore
ON
OFF
Riserva completa (tamburo pieno)
OFF
ON
Riserva assente (tamburo vuoto)
OFF
OFF
Riserva in zona proporzionale (di lavoro)
ON
ON
Condizione impossibile

Quando la riserva di filo sul tamburo è completa, l'alimentatore ferma il motore; quando la riserva è assente, l'alimentatore porta il motore alla massima velocità consentita dal programma selezionato; quando la riserva è nella zona proporzionale l'alimentatore regola la sua velocità in base a quella del telaio, cercando di mantenere la riserva il più possibile vicina al limite anteriore del tamburo.

Oltre a regolare automaticamente la velocità, l'alimentatore ZEUS-Ø1 controlla la coppia motrice in modo da avere sempre un consumo minimo in base al carico applicato. Questa funzione, oltre a ridurne i consumi, ne riduce anche la sopraelevazione di temperatura.

Il controllo della coppia avviene tramite il sensore tachimetrico. La presenza di tale sensore permette anche di avere rampe di accelerazione e frenatura controllate e quindi ottimizzate.


 
 


 
 



CH1 = + 48V
10 V/Div.
CH2 = Velocità di rotazione del motore
1 V = 1000 rpm
1 V/Div.
Timebase 200 ms.
Misure effettuate con lettore tachimetrico elettromeccanico accoppiato all'asse del motore
 

Taratura del Sensore Proporzionale

A sensore alzato tarare il trimmer corrispondente al LED giallo per avere una tensione in uscita dal pin n° 21 del connettore principale 25 poli pari a 0.2 V.

A sensore totalmente premuto tarare il trimmer corrispondente al LED rosso per avere una tensione in uscita dal pin n° 21 del connettore principale 25 poli pari a 6.0 V.

Il LED rosso si accende per tensioni maggiori di 5 V, il LED giallo per tensioni minori di 1 V.


Specifiche
Le specifiche seguenti si riferiscono ad un alimentatore ZEUS-Ø1 che monta elettronica della 2° preserie prodotta in Novembre 1997, con a bordo Master Ver. 1.4 + Slave Ver. 1.1.
Lunghezza tamburo: 11 cm
Tamburo utile in accelerazione: 8 cm
Circonferenza tamburo: 43 cm
Lunghezza del trasporto attivo: 9.5 cm


Alimentazione

Cassetta elettrica SAVI da:
525 o 850 o 1000 VA
48V
Consumo tipico a motore fermo: 0.08 A

Protezione fusibile interno ZEUS da 10 A
 
 


Connettore Principale
Sul lato sinistro dell'alimentatore è presente un connettore SUB-D 25 poli maschio che porta sia l'alimentazione principale che alcuni segnali logici.
 
Nome
I/O
Descrizione + Destinazione e/o Provenienza
1
SLYE
I
Non compilato per riservatezza
2
OIL
O
Non compilato per riservatezza
3
    Non compilato per riservatezza
4
    Non compilato per riservatezza
5
    Non compilato per riservatezza
6
    Non compilato per riservatezza
7
    Non compilato per riservatezza
8
GND   Non compilato per riservatezza
9
GND   Non compilato per riservatezza
10
0P
I
Non compilato per riservatezza
11
0P
I
Non compilato per riservatezza
12
+48V
I
Non compilato per riservatezza
13
+48V
I
Non compilato per riservatezza
14
SOM
O
Non compilato per riservatezza
15
NC
O
Non compilato per riservatezza
16
GND   Non compilato per riservatezza
17
NA
O
Non compilato per riservatezza
18
R10 Ohm   Non compilato per riservatezza
19
C
O
Non compilato per riservatezza
20
+12V
O
Non compilato per riservatezza
21
USA1
O
Non compilato per riservatezza
22
ONI
O
Non compilato per riservatezza
23
0L   Non compilato per riservatezza
24
    Non compilato per riservatezza
25
    Non compilato per riservatezza

 

Connessioni sul Cavo di Alimentazione

Il cavo di alimentazione porta ad un capo un connettore maschio a 3 poli per cassette elettriche SAVI, dall'altro un connettore SUB-D 25 poli femmina da accoppiare al connettore maschio sull'alimentatore.

(Omesse connessioni per riservatezza)

Specifiche Segnale Stop Motion

(Omesse specifiche per riservatezza)


Limiti di Velocità e Lunghezza del Telaio
I limiti seguenti sono stati verificati al simulatore di telaio PRECMA STA-3 presso PRECMA S.r.l., con cassetta elettrica SAVI, alla tensione nominale di 48 V DC.

Il passo del filato, in queste prove, è considerato costante su tutto il tamburo. L'alimentatore è completo di ogni parte meccanica e senza carico esterno.

Per limite di velocità massima si intende la velocità del telaio alla quale, in partenza, il filo non viene perso (il tamburo non si svuota). Per limite di velocità minima si intende la velocità del telaio minima alla quale l'alimentatore riesce ad adeguare la propria velocità funzionando in modo regolare (senza variazioni continue di velocità oppure arresti e partenze).

La lunghezza effettiva (utile) del tasto proporzionale è stata considerata 30 mm (da 50 mm a 80 mm dall'inizio del tamburo).

I limiti generali rilevati sono:

Passo teorico da 0.5 mm a 6 mm
Velocità da 80 m/min. a 1600 m/min.
Lunghezza telaio da Roccatrice a 6.5 m
Tempo medio di adeguamento al raddoppio di velocità (passaggio mischiatrama-monocolore): 3 s

Tempo medio di adeguamento al dimezzamento di velocità (passaggio monocolore-mischiatrama): 3 s


Aree di Funzionamento
Seguono alcune rilevazioni al simulatore di telaio PRECMA STA-3 che illustrano le possibilità di funzionamento in varie condizioni di tessitura. All'interno dell'area di funzionamento l'alimentatore ZEUS-Ø1 si comporta in modo regolare.
 
 
 
 
ZEUS Ø1 conTelaio da 1.3 m

 
 
 
 
 
Passo (mm)
da m/min
a m/min
6
150
1100
5
150
1250
4
150
1350
3
80
1600
2
80
1600
1
80
1600

Programma 4
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 


ZEUS Ø1 con Telaio da 2.6 m

 
Passo (mm)
da m/min
a m/min
6
400
1000
5
250
1200
4
150
1350
3
80
1500
2
80
1600
1
80
1600

Programma 4
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 


ZEUS Ø1 con Telaio da 3.5 m

 
 
 
Passo (mm)
da m/min
a m/min
6
550
1000
5
450
1200
4
450
1400
3
250
1600
2
150
1600
1
80
1600

Programma 4
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 


ZEUS Ø1 con Telaio da 4.3 m

 
 
 
 
 
 
 
Passo (mm)
da m/min
a m/min
6
700
950
5
650
1100
4
600
1300
3
300
1500
2
150
1600
1
80
1600

Programma 4
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 


ZEUS Ø1 con Telaio da 5.2 m

 
 
 
Passo (mm)
da m/min
a m/min
6
1000
1000
5
850
1000
4
800
1100
3
550
1500
2
150
1600
1
80
1600

Programma 4
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 


ZEUS Ø1 con Telaio da 6.0 m

 
 
 
Passo (mm)
da m/min
a m/min
6
-
-
5
-
-
4
1000
1200
3
800
1400
2
400
1600
1
300
1600

Programma 4
 
 


 
 

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