Комментарии 80
Хорошая работа. Только вот зачем же такие дорогие МК? Тут вполне хватило бы Atmega 8. У меня он работал, управляя оборотами токарного станка. Один дросель и пара конденсаторов на питание и все было хорошо. На мой взгляд плата с Arduino Mega 2560 слишком дорога для подобных устройств. Но если устройство единично, то ничего страшного. Спасибо за статью.
Помехи могу идти не только через питание — они могу наводиться от соседнего оборудования и проводов.
Спасибо. Но я не думаю что NUCLEO дорого стоит. А вот почему Atmeg'у колбасит от ЭМИ, а STM32 нет? Фильтр по питанию стоит (на видео белая коробка с молнией).
Статика + наводки?
Наводки однозначно. Нагрев идёт через пускатели. Искрогасящие RC цепи не помогли. Экранирование тоже.
Да, пускатели — зло. До сих пор помню один такой, киловатт на 10, коммутирующийся в полуметре от меня. Аж уши закладывало чуток от хлопка. теперь там стоит частотник :)
Правильное решение. Нужно менять старое на более управляемое новое. А на счёт Arduino vs NUCLEO вы видели в тексте код? Видите как просто и легко в mbed работать с сигналами вход/выход и с таймерами? Мне очень понравилось. Спасибо публикациям на Хабре про NUCLEO.
Насколько велик оверхед от кода mbed? То есть насколько долго один цикл выполняется?
На видео видно как часто обновляются значения таймеров. У меня применен сквозной основной цикл. По событиям выполняются действия. Через каждые 50 циклов изменяется состояние светодиода (зеленого) на NUCLEO. Плюс сервисная информация через СОМ порт на скорости 115200, да еще и с применением псевдографики показания выводятся в таблице. В общем производительности хватает с лихвой. Про оптимизацию кода не думаю пока )) Да и к тому же это тестовый проект собранный на коленке куске оргстекла ))
Вот в это то и подвох. В таких системах никогда не знаешь сколько времени что будет выполняться.
Для макетирования на коленке они замечательны, для реальных помехоустойчивых промышленных приложений ардуины использовать нельзя. Проблемы пойдут во всём начиная от медленной и непредсказуемой работы библиотек и заканчивая трассировкой, не слишком приспособленной к работе в условиях повышенной помехоустойчивости.
Для макетирования на коленке они замечательны, для реальных помехоустойчивых промышленных приложений ардуины использовать нельзя. Проблемы пойдут во всём начиная от медленной и непредсказуемой работы библиотек и заканчивая трассировкой, не слишком приспособленной к работе в условиях повышенной помехоустойчивости.
Делал на меге 2560 блок управления локацией для реалити-квеста (диммеры, анимация, события, звук, задержки). Поначалу было весело. Самопроизвольные срабатывания всего и вся, и прочие подобные прелести.
После пары сожжённых ардуин были зашунтированы высоковольтными конденсаторами все электромагнитные замки и стало сильно легче.
В итоге были зашунтированы все силовые цепи и проблемы прошли полностью.
После пары сожжённых ардуин были зашунтированы высоковольтными конденсаторами все электромагнитные замки и стало сильно легче.
В итоге были зашунтированы все силовые цепи и проблемы прошли полностью.
У вас там рядом проходили силовые кабели 380В с током от 100А? Рядом стояли пускатели на токи от 30А? Если нет, то у вас не было наводок на самой плате. А с такими источниками помех наводки будут везде, если только весь девайс не упаковать в металлический заземленный ящик, что в условиях тестов и наладки невозможно — требуется постоянный доступ к плате.
В тысячах видов промышленного оборудования ставят атмеги, а зубы остаются мягкими и шелковистыми. Правильное питание и опторазвяка — секрет успеха
Очень зависит от количества произведенных экземпляров.
Если это штучное производство, то сэкономив на МК, можем намного больше потерять на человеко-часах разработчика.
Если это штучное производство, то сэкономив на МК, можем намного больше потерять на человеко-часах разработчика.
Перед тем как начать крафтить что-то своё я порыл интернет на предмет готовых решений. Нашёл варианты. Siemens LOGO, разные программируемые реле и даже готовый контроллер для данного станка! Но моё решение стоит в двадцать раз дешевле самого дешевого промышленного варианта. А ещё «оно полностью подвластной мне» )))
То есть вы уходите с завода и всю вашу электронику можно выкинуть на помойку.
Сегодня (02/03/2023) я перестроил на этот простой контроллер не мало станков того же типа по России. Работают годами. В основном решаемо всё обычным звонком с сообщением состояния станка при котором он "встал". Во всех обращениях это только концевики или сгорел моторчик. На экране имеется все состояния концевиков, которые можно подёргать и клапанов, которыми можно управлять принудительно с контроллера. Ну иногда оптосемистор вылетает (меняют без выключения фишки на электроклапанах, можно было и не звонить, а помотреть на экран контроллера, там вся инфа). Электронника работает без замечаний!. Часы с календарем глючить начинают из-за севшей батарейки 2032, нужно менять но они там просто мебель. Сейчас пребрираю очередные три станка - пострадали от пожара, пожарные залили всё химией, ну а электрик включил, типа и так всё заработает. Это единственный случай, который потребовал моего непосредственного участия из всех моих работах после запуска в эксплуатацию, т.е. сдачи своей работы заказчику. Ещё остались платы в запасе, заказанные из Китая. Платят хорошо )) А работаю я на совсем другой работе, обычным программистом. Отдыхал всей семьёй на о. Тенерифе 5 недель в 2012-м году. В общем неплохая прибавка к зарплате :-) Недавно сдал экзамены и получил позывной R4AEA ))
Право дело смешно. О чём вы говорите — дорогие МК! Это штучная работа стоимость микроконтроллера в которой не составляет и одной сотой процента. В таких условиях даже если альтеру применить разницу в цене проекта не заметишь. Главное удобство программирования.
Цена это не первое условие моего проекта. Приоритетом было удобство и безотказность работы старых механизмов. Я рад тому что сейчас есть выбор инструментов и качественное их описание для все возможного применения.
Жаль, что поздновато увидел статью и уже не могу проголосавать за неё. Но есть и другие способы отблагодарить автора.
Собираетесь ли заменить оборудование и на других станках? Что скажете для применения ПЛИС для подобных задач? Насколько вообще реально построить бизнес по замене устаревшей электроники на современные микроконтроллеры? Как Ваше руководство отнеслось к идее замены электроники — пришлось уговваривать, с энтузиазмом или Вы сами руководитель?
Собираетесь ли заменить оборудование и на других станках? Что скажете для применения ПЛИС для подобных задач? Насколько вообще реально построить бизнес по замене устаревшей электроники на современные микроконтроллеры? Как Ваше руководство отнеслось к идее замены электроники — пришлось уговваривать, с энтузиазмом или Вы сами руководитель?
Спасибо. На других станках тоже поменяю вскоре.С ПЛИС не работал. Бизнес по замене устаревшей электроники вижу весьма реальным. У меня есть огромное желание принять участие в нем. Думаю, что работы в этой области «непочатый край». Руководству нужен только конечный результат, а каков путь к нему его не интересует. Покупал всё сам за свои деньги — периодически мне компенсируют затраты. Электроника на предприятии «висит» на мне одном, поэтому решения по поддержанию работоспособности её принимаю сам. Одна из причин модернизации, как я и писал уже, это более полный контроль за работоспособным состоянием автоматических машин.
Применяйте промышленные ПЛК. Да, это дороже. Вот только времени на разработку уходит в разы меньше, чем у автора.
Ради этого комментария читал комментарии. Если можно, в кратце — плюсы и минусы ПЛИС для подобных проектов.
Поставили бы что-то из промышленных ПЛК — тогда б узнали, что такое дорогие контроллеры :)
Каждый раз, когда я вижу фразу «тут бы хватило Atmega» я вспоминаю «640 кб хватит всем».
Зачем искусственно ограничивать себя если стоимость одинаковая, а мощи на порядок больше? А если надо будет потом что-то еще запихнуть? А если захочется ethernet туда подцепить (например)?
Кроилово ведет к попадалову.
Зачем искусственно ограничивать себя если стоимость одинаковая, а мощи на порядок больше? А если надо будет потом что-то еще запихнуть? А если захочется ethernet туда подцепить (например)?
Кроилово ведет к попадалову.
У нас на производстве передо мной стоит аналогичная задача — надо перевести всю электронику самой старой производственной линии хотя бы на простые микроконтроллеры. Сейчас там стоят платы с транзисторами, компараторами и мелкой логикой — около 10 шкафов… Вся проблема заключается в приводах — часть из них идут на постоянном токе и вся проблема в них и сосредоточена. Ведь надо не просто крутить их, а еще и регулировать скорость и положение некоторых.
У нас тоже привод станка это машина постоянного тока мощностью 22 кВт. Я убрал старый выпрямитель и поставил новый на PIC контроллере. Выпрямитель купленный, российский.
Ясно. Руководство требует не использовать сторонних компонентов, поэтому придется даже выпрямитель самому собирать, видимо.
В нете решений много можно найти. Есть готовые мостовые тиристорные сборки (в обычных частотниках стоят). А управлять программно не трудно.
Странный подход у вашего руководства.
Такой переход напомнил эволюцию машинных залов в 70-80х в компактные системные блоки в конце 90х. Машинная эволюция.
Мощная работа произведена. Премию дали за экономию? :)
Мощная работа произведена. Премию дали за экономию? :)
А как отлаживали код?
В mbed отладки нет.
Через терминал?
В mbed отладки нет.
Через терминал?
Присоединяюсь к вопросу. Недавно отлаживал приложение на STM, которое управляло коллекторным двигателем. Сама плата работала устойчиво, а вот дорогущий фирменный STлинковский отладчик, гальваноразвязаный кстати, слетал в момент пуска двигателя. Не помогло даже то, что запускал двигатель через оптопару.
Отладка в уме (по старинке) + инфа через СОМ порт. А если полноценная отладка нужна была то оффлайн CooCox. В одном из доков на Хабре есть перевод из онлайн в оффлайн компилятор для NUCLEO. Я пробывал — пошаговое выполнение идет нормально.
Т.е. проект не в одном только mbed делался?
По моим прикидкам такая работа требует не меньше года знакомства со станком.
Сколько времени потратили на изучение станка если не секрет?
По моим прикидкам такая работа требует не меньше года знакомства со станком.
Сколько времени потратили на изучение станка если не секрет?
Обычное наблюдение за циклом, плюс наличие примерной диаграммы цикла. Исследование датчиков (концевиков). Вспоминание Си. Чтение Хабра про mbed и STM32 NUCLEO. Вспроизведение цикла в программе. Немного оптимизации и дооооолгое ожидание деталек с Алиэкспресс )))) Увидел станок в декабре. Потом перебор деталей — поиск подходящих. На момент записи видео всё уже работало «как часы». Если проект повторять (даже для совсем другого по функциям станка) то месяц-два и станок в работе на новой элементной базе.
Просто электрически (не электромагнитно) экранировать сигнальные цепи (или электрически развязывать оптронами) хорошо, но недостаточно, т.к. спектр силовых коммутационных помех чрезвычайно широк (межконтактная дуга вроде дает до десятков МГц), а большая протяженность силового контура и высокие токи в нем порождают быстроменяющееся магнитное поле большой величины, которое соответственно, наводит заметный ток в сигнальном проводе, несимметричном относительно экрана.
Лучше пускать в экран витую пару, экран соединять с корпусной землей, а один из проводов витой пары — с сигнальной. Еще лучше пускать сигнальные цепи в магнитном экране — хоть в шланге от душа :)
Кроме того, входное сопротивление сигнальной цепи и ее полоса пропускания должны быть минимально возможными — то есть, желательно зашунтировать начало и конец линии резисторами, например, по 200-300 Ом — тогда наведенный магнитным полем ток внесет меньшее изменение напряжения. Входы и выходы всех линий (включая питающие, и неважно, развязанные оптронами или нет) в цифровой блок хорошо пропускать через ВЧ феррит, и затем еще шунтировать ВЧ конденсатором — а еще лучше ставить проходные конденсаторы, корпус цифрового блока делать из магнитного материала (хоть из жести), и пропускать провод через ВЧ ферриты еще и внутри корпуса — эта мера на порядок эффективнее, чем просто шунтирование цепей конденсаторами
Насчет того, чтобы присечь помехи в месте их возникновения — тут хороши способы, затягивающие коммутационные фронты (RC и LC-фильтры) и ограничители амплитуды коммутационных помех (суппрессоры), но для мощностей в пару десятков кВт я ничего конкретного предложить не рискну :)
Ну и конечно, прокладывать трассы сигнальных проводов нужно максимально далеко и перпендикулярно трассам силовых — это банально, но редко когда выполнимо из компоновочных соображений и в силу того, что датчики (к которым сигнальные провода и тянутся) обычно облепляют механизм со всех сторон :)
Лучше пускать в экран витую пару, экран соединять с корпусной землей, а один из проводов витой пары — с сигнальной. Еще лучше пускать сигнальные цепи в магнитном экране — хоть в шланге от душа :)
Кроме того, входное сопротивление сигнальной цепи и ее полоса пропускания должны быть минимально возможными — то есть, желательно зашунтировать начало и конец линии резисторами, например, по 200-300 Ом — тогда наведенный магнитным полем ток внесет меньшее изменение напряжения. Входы и выходы всех линий (включая питающие, и неважно, развязанные оптронами или нет) в цифровой блок хорошо пропускать через ВЧ феррит, и затем еще шунтировать ВЧ конденсатором — а еще лучше ставить проходные конденсаторы, корпус цифрового блока делать из магнитного материала (хоть из жести), и пропускать провод через ВЧ ферриты еще и внутри корпуса — эта мера на порядок эффективнее, чем просто шунтирование цепей конденсаторами
Насчет того, чтобы присечь помехи в месте их возникновения — тут хороши способы, затягивающие коммутационные фронты (RC и LC-фильтры) и ограничители амплитуды коммутационных помех (суппрессоры), но для мощностей в пару десятков кВт я ничего конкретного предложить не рискну :)
Ну и конечно, прокладывать трассы сигнальных проводов нужно максимально далеко и перпендикулярно трассам силовых — это банально, но редко когда выполнимо из компоновочных соображений и в силу того, что датчики (к которым сигнальные провода и тянутся) обычно облепляют механизм со всех сторон :)
У меня движок слаботочный, кондюк на нём висит, земля отдельная, вообще от отдельного источника питания подаю напряжение на него. Подвод к нему — витая пара. Ради прикола ещё через дроссели подавал на него питание. Ничего не помогает. Сама программа работает отлично. Отладчик слетает чего не делай! Просто экзотерика какая то!
Спасибо за разъяснения. Хочу добавить про оптическую развязку входа. В левой части оптопары (т.н. силовой) возможна любая схема, любые методы, цифра, налог, ОУ, триггер, модифицированная фаза 220В. Но у меня на контроллер идет сигнал с фотодатчика оптрона, я «смотрю» свет. У меня нормальная гальваническая развязка у контроллера. В данном проекте у меня на концевики идет отдельное стабилизированное напряжение 5В. Оно и включает светодиод оптрона. Вот я так решил. Если бы это было не стабильно (в моем случае) то нашел бы другое решение. Самое главное что чип STM32 в NUCLEO не плющит от ЭМИ как Atmel.
Согласен. Для подобных применений хороши микрочипы и стмки. Но микрочипы подустарели всё таки уже.
Вот здесь наглядно показаны способы борьбы с помехами в сигнальных цепях
Вопрос автору. А что побудило ваше начальство начать реорганизацию? Слишком часто приходилось электронику ремонтировать или просто из любви к высоким технологиям?
Ответы в вашем втором вопросе ))) Вот Вы сами подумайте, что движет человеком для такого решения? Я например не хочу каждый раз после какого либо глюка электроники станка вычислять что с ним. По мне проще посмотреть на светодиоды (первичная диагностика) или терминал через ком порт (можно мониторить всё). У меня есть данные, выдаваемые датчиками чтобы на их основе управлять исполнительными устройствами. Алгоритм станка я тоже модифицировал: убрал ненужные регулировки для наладчика-оператора, заменив константами, и теперь вместо восьми переменных он управляет циклом с помощью четырех. Константы я могу изменить в любое время програмно, но пока (более ста тыс циклов) этого не портебовалось.
можно использовать и пару MOC3041 + BT138
MOC3051, ибо MOC3041 официально предназначены для сетей 115 VAC.
«Off–State Output Terminal Voltage VDRM 400 Volts»
Это из PDF'ки ссылка в тексте. У меня эта связка применяется и работает отлично. МОС3041 открывает свой семистор при прохождении синусоиды волна фазы через 0 — для ламп накаливания самое то.
Это из PDF'ки ссылка в тексте. У меня эта связка применяется и работает отлично. МОС3041 открывает свой семистор при прохождении синусоиды волна фазы через 0 — для ламп накаливания самое то.
Это напряжение пробоя, которое принято выбирать с запасом. Для 240 VAC правильным запасом у полупроводниковых приборов — диодов, симисторов, опторазвязок — считается 600 В пробоя.
Посмотрите в том же даташите первую страницу — MOC304x рекомендуется использовать в цепях 115 VAC, а для MOC305x упоминаются и 115 VAC, и 240 VAC.
Посмотрите в том же даташите первую страницу — MOC304x рекомендуется использовать в цепях 115 VAC, а для MOC305x упоминаются и 115 VAC, и 240 VAC.
Точнее будет «MOC304x рекомендуется использовать в цепях ОТ!!! 115 VAC»
Первый же попавшийся в гугле даташит авторства компании Motorola на первой же странице опровергает ваш тезис:
То есть, конечно, вы можете продолжать ставить MOC3041 в цепи 220 В — с вероятностью 99,9 % работать будет, а в оставшихся 0,1 % гавкнется ваш станок, не мой.
Остальным же напоминаю лишний раз: для цепи переменного тока 220 В все полупроводниковые компоненты и плёночные конденсаторы должны быть рассчитаны на напряжение пробоя от 600 В.
The MOC3041, MOC3042 and MOC3043 devices consist of gallium arsenide infrared emitting diodes optically coupled to a monolithic silicon detector performing the function of a Zero Voltage Crossing bilateral triac driver. They are designed for use with a triac in the interface of logic systems to equipment powered from 115 Vac lines, such as solid–state relays, industrial controls, motors, solenoids and consumer appliances, etc.
The MOC3051 Series consists of a GaAs infrared LED optically coupled to a non–Zero–crossing silicon bilateral AC switch (triac). The MOC3051 Series isolates low voltage logic from 115 and 240 Vac lines to provide random phase control of high current triacs or thyristors. T
То есть, конечно, вы можете продолжать ставить MOC3041 в цепи 220 В — с вероятностью 99,9 % работать будет, а в оставшихся 0,1 % гавкнется ваш станок, не мой.
Остальным же напоминаю лишний раз: для цепи переменного тока 220 В все полупроводниковые компоненты и плёночные конденсаторы должны быть рассчитаны на напряжение пробоя от 600 В.
Ваше право принимать информацию так как Вы хотите. Погуглите связку MOC3041+BT138. Это простейшая схема комутации нагрузки 220В с оптической развязкой. И я думаю, что если бы этот вариант был нерабочим то его бы не использовали. И откуда у меня может взяться на одной фазе более 400В? И ещё, МОС3041 и ВТ138 у меня подключено так как это нарисовано на рис.8 даташит на МОС3041, но резистор с ножки 4 у меня раменен на 1Вт 470к. Поэтому причин выхода из строя оптосемистора с вероятностью 0,1% я не вижу. Думаю спорим мы ни о чем потому, что вариантов много и выбор из чего и как делать тоже есть.
Информацию из даташита производителя устройства лично я принимаю дословно — и других вариантов не вижу.
в данном случае в даташите есть фраза «Recommended for 115/240 Vac(rms) Applications» — хотя для 240 V она противоречит другой фразе в заголовке — «400 Volts Peak», так как Vp-p для 240 Vac(rms) равно 2 * 330, то есть 660 V. Видимо во фразе «400 Volts Peak» под словом Peak имеется в виду не Vp-p, а максимальное действующее значение синусоиды питающей сети. Такая же неопределенность, кстати, бывает в маркировке конденсаторов, предназначенных для работы в устройствах сетевого переменного тока (например, фазосдвигающих для асинхронных двигателей) — там может быть указано действующее значение рабочего напряжения
И откуда у меня может взяться на одной фазе более 400В?
Обрыв нуля и несимметричная нагрузка.
Я приношу свои глубочайшие извинения за то, что вводил Вас в заблуждение. Я был не внимателен.
На самом деле мной было заказаны и применены MOC3061.
В основном тексте исправил.
На самом деле мной было заказаны и применены MOC3061.
Фото заказа на ebay
В основном тексте исправил.
Работа проведена огромная и вызывает уважение. И удивление: есть же специальные аппаратные решения для технологического оборудования. Понятно, что на коленке дешевле. Но как с документированием, ЗИПом, сопровождением и прочим?
А уж паять разъёмы — это за пределами моего понимания. Пайка заканчивается клеммниками на плате. Дальше — провода под винт (или пружину, это уже дело вкуса).
А уж паять разъёмы — это за пределами моего понимания. Пайка заканчивается клеммниками на плате. Дальше — провода под винт (или пружину, это уже дело вкуса).
Зарегистрируйтесь на Хабре, чтобы оставить комментарий
Публикации
Применение STM32 в промышленных станках на примере выдувного автомата CHODOS (Чехия)