Controllo delle vibrazioni mediante l'uso di PAC (Programmable Automation Controller)

Abstract

Con l'espressione `Vibration Control' si intende l'insieme delle tecniche e dei dispositivi che consentono di mitigare in modo rapido, a dabile e preciso le vibrazioni di macchine o strutture, dovute al loro stesso funzionamento o a causa di forze esterne. Nella realizzazione dei sistemi di controllo delle vibrazioni assumono oggi primaria rilevanza sul piano tecnico ed economico l'hardware impiegato. Attuatori elettrici e oleodinamici, dispositivi passivi,sensori, convertitori elettronici e unit a di controllo rappresentano una parte fondamentale di tali sistemi e ne influenzano largamente le prestazioni. Il contributo del singolo componente alle prestazioni complessive del controllo è tuttavia valutato compiutamente solo se ci si pone in un'ottica di sistema, nella quale le mutue interazioni tra componenti elettronici, parti meccaniche e algoritmi di controllo trovano la loro corretta sintesi. Nei sistemi di controllo delle vibrazioni, è decisiva la scelta del `controller'. Scopo del presente lavoro e stato appunto quello di sviluppare un sistema di controllo delle vibrazioni che coniughi le diverse esigenze di precisione, determinismo e elevata velocità di servo-aggiornamento, tipiche di un circuito stampato, alle esigenze di flessibilità ed economicità, tipiche delle soluzioni basate su DSP, e alle elevate capacità di calcolo tipiche di un pc. Per far ciò il ruolo di controller e a dato ad un dispositivo PAC (Programmable Automation Controller) basato su tecnologia FPGA (Field Programmable GateArray) che consente di codifcare, in modo rapido, le funzionalit a richieste al controllo su un dispositivo programmabile di tipo hardware e per questo dalle prestazioni paragonabili a quelle di un circuito stampato. With the expression `Vibration Control' refers to the set of techniques and devices that let you mitigate quickly, reliably and accurately the vibrations of machines or structures, due to themselves operation or due to external forces. In the implementation of vibration control systems today assume pri- mary importance, in the technical and economic terms, the hardware used. Electrical and hydraulic actuators, passive devices, sensors, electronic con- verters and control units are a fundamental part of these systems and they greatly a ects on the performance. In systems of vibration control, is decisive the choice of the controller. The purpose of this work was to develop a system of vibration control which combines the various requirements of precision, determinism and high-speed servo-update, typical of a printed circuit board, the exibility and economy typical of solutions based on DSP, and high computing power of a typical PC. To do this, the role of controller is assigned to a device (PAC programma- ble automation controller) based on technology FPGA (Field Programmable Gate Array) which allows to encode, quickly, the required functionalities to the control, on a programmable hardware device and for this with perfor- mance comparable to that of a printed circuit board. [a cura dell'autore]