VII. THC Szabályzás
(plazma pisztoly magasság szabályzása)

Módosítva: 2009. május 20. szerda

Analóg értékek kijelzése a Mach3 képernyőjén
(MBIO bemenet kijelzése)

Ha olyasmit szeretnénk kijeleztetni ami egy MBIO regiszteréből származik (pl. analóg hőmérsékletet, nyomást, plazma ívfeszültsége, számláló állása, stb.), akkor van lehetőségünk saját DRO létrehozására és az értékét rákötni egy MBIO regiszterére, akár úgy is, hogy a kapott értéket matematikailag korrigáljuk!
A legegyszerűbb példa legyen az, hogy közvetlenül ki akarjuk írattatni az AN0 (Analóg0) bemenetét.

Használnunk szükséges az Mach3Screen.exe programot, mely a feltelepített Mach3 könyvtárában megtalálható. Ez a program a Mach3 képernyőjét szerkeszti. A részletekbe nem megyek bele, mert meghaladja a jelenlegi téma kereteit.
A lényeg, hogy a szerkesztővel töltessük be a használni kívánt képernyőt és rakjunk le egy új DRO ablakot!

(új DRO létrehozása a Mach3 képernyőn)

Majd a létrehozott új DRO-n kattintsunk kettőt és módosítsuk a tulajdonságát!

(az új DRO tulajdonságai)

A létrehozott új DRO OEM Code-ja 1000-2255 között lehet. Válasszunk egy még nem használtat! Mentsük le az új képernyőt és a Mach3-ba ezt töltessük be! Majd hozzuk létre a hozzátartozó Brain logikát! A forrás természetesen a megfelelő MBIO 16 bites bemeneti regisztere, a cél az új DRO (USER Code xxxx)!

(AN0 kiíratása DRO OEM 1000-re, változtatás nélkül)

A többi a szokásos lépés (lementés, betöltés, engedélyezése). És láss csodát, működik! :)

(az új DRO)

Természetesen megfelelő matematikai műveletekkel azt csinálhatunk vele, amit csak akarunk! Ezzel hőmérsékletre, nyomásra, feszültségre, stb. korrigálhatjuk a kapott értéket.

THC szabályzás
(plazma pisztoly magasság állítása)

(Touch Height Control)

Más néven: plazma pisztolya magasság kompenzációja, mely a plazma feszültsége, vagy az árama alapján történik. Célja a plazma stabilizálása (szinttentartása). A szabályzás lényege, hogy megfelelő reteszlogikán keresztül mérjük az ívfeszültséget, vagy az íváramot, és ha a plazmának működnie kell (begyújtott), akkor a Z tengely magasság állításával ezt az értéket a kívánt szinten tartassuk!
A szabályzás alapja, hogy ha az ívfeszültséget mérjük, akkor ha a kívánt optimális értéktől nagyobb a feszültség, akkor az ívhosz túl hosszú, ezért lefele kell mozgatni a Z tengelyt. Ha a feszültség túl alacsony, akkor az ívhossz rövid, ezért emelni szükséges a Z-t. Szükséges egy holtsáv létrehozása is, amin belül nem kell mozgatni a Z-t. Ha az íváramát mérjük, akkor az egész logika pont fordítva működik. A Mach3-nak jeleztetni kel, mikor az ív kialakult, stabil és a vágás indítható. Ebből adódik, hogy a Mach3 oldalán összesen 3 bemeneti jel vezérli az egész szabályzást: THC Up, THC Down, THC On.

A Mach3-as a THC szabályzást 3 bemeneten figyeli:

(THC bemenetek)

THC On : a plazma kialakult, és THC szabályzása szükséges, a vágás mehet,
THC Up : túl alacsony a pisztoly, emelése szükséges,
THC Down : túl magason áll a pisztoly, süllyesztése szükséges.

A THC használatához ezeket a bemeneteket engedélyezzük, de ne irányítsuk az LPT portra (Port#0, Pin Number=0)!
További beállítás szükséges:

(THC használatának módja)

Az "Allow THC UP/DOWN..." ne legyen kipipálva! Ellenkező esetben a fel és leszabályzás mindig végrehajtódok, és ez gyújtáskor téves túlszabályzáshoz vezethet! A többit nem használjuk most.

Mivel az MBIO-hoz nem lehet közvetlenül odavezetni a nagyfeszültségű (akár 300V!) plazmavágó kimeneteit, ezért megfelelően illesztett és teljesen galvanikusan leválasztott előtét használata szükséges!

Az előtét kialakítását tekintve kétféle módon is ki lehet alakítani a THC szabályzó elektronikát és a hozzátartozó logikát:

1. Szabályozható paraméterű ablak-komparátorokkal kialakított, és opto-levállasztott kimenetű, aktív analóg kapcsolás, mely a 3 kimenetnek megfelelő jeleket előállítja a mért ívfeszültség (vagy íváram)-ból, és a beállításoknak megfelelően vezérli az MBIO 3db tetszés szerinti INx bemenetét. Ilyenkor célszerűen potenciométerekkel állítjuk be a kívánt szinteket és a megengedett toleranciát. Ez a megoldás kicsit bonyolultabb előtétet kíván (komparátorok, független tápfeszültség, szűrők, potenciométerek, stb.). Előnye, hogy az így kialakított kapcsolás akár az LPT portra is köthető (bár luxus ez a módja).

2. Egy jóval egyszerűbb passzív előtéttel az ívfeszültséget, vagy íváramot lecsökkentjük (állítható jelszinttel) és megszűrjük, majd egy analóg opto-kapuval leválasztva az MBIO ANx analóg bemenetére vezetjük. A Mach-ba logikailag alakítjuk ki az állítható ablak-komparátorokat és azok kimeneteit a  megfelelő THC bemenetekre irányítjuk. Ennek az az előnye, hogy a szabályzási szinteket akár a Mach3 képernyőjére definiált új DRO-kkal is megadhatjuk, az ív feszültségét/áramát akár ott is nyomon követhetjük (közvetlen monitorozás)! Kicsit bonyolultabb programozással, akár a G-kódban is tárolhatjuk a kívánt ívfeszültséget és azt átadhatjuk az MBIO-nak mint kért szabályzási értéket. Ez a megoldás kicsit több programozást, de egyszerűbb előtétet igényel és nagyobb kényelmet biztosít.

A THC szabályzás paramétereit a Mach3 megfelelő ablakában tudjuk felparaméterezni:

(THC szabályzás paraméterei)

Az "Enable THC Tog." gombbal lehet az egész szabályzást be és kikapcsolni.
A "Current correction" DRO mutatja a Z tengely aktuális korrekciós értékét unit-ban. Be kell állítani a Z mechanikát középre (vagy ahova szeretnénk) és a "Calibrat to Zero" gombbal lehet a relatív 0-át felvenni (innét lesz mérva a korrekciós utak le és felfele)!
A "Highest" DRO átírható és a felfele történő max. korrekciós utat állítja be.
A "Lowest" DRO szintén átírható és lefele történő max. korrekciós utat állítja be. A teljes korrekciós út a kettő összege.
A "Correction Speed" a korrekció sebessége a Z tengely max. sebességéhez képest %-ban.
Az "Anti-Dive..." csak sejtem...

1. Megoldás logikai kialakítása:

(a komparátorok kimeneteit invertálva átadjuk az Mach THC bemeneteire)

Gyakorlatilag itt semmi különleges logika nem kell, mindent át kell adni invertálva a Mach-nak. A mért szint kilogikázása az előtétre hárul.

Letölthető logika:

THC.brn

2. Megoldás (profibb):

Először létre kell hozni a Mach3 képernyőjén a megfelelő beállító panelt. A panelen szerepelnie kell az aktuális ívfeszültségnek (vagy az íváramnak), a beállított értéknek és a tolarencia szélességének.
Ehhez (mint fent olvasható) a Mach3Screen.exe programmal meg kell nyitni a használt képernyő set-et és el kell helyezni a megfelelő helyre a megfelelő DRO-kat és Label-eket.

(új DRO-k és feliratok elhelyezése)

Én 3db új értékmezőt (DRO-t) helyeztem el a példában:

Ív : az aktuális ívfeszültség értéke,
Szab. : a kívánt és tartandó ívfeszültség értéke (szabályzott),
Sáv : a tolarencia sáv +-értéke (sávszélesség=2×Sáv).

A feladat a következő: az Ív feszültségét a Szab.+-Sáv értéken kell tartani. A kész felület így néz ki:

(teljes THC felület)

Természetesen a többi feliratot is lehet magyarosítani...

Az új DRO-k rendere OEM 1000, 1001, 1002:

(az új DRO-k rendre User 1000, 1001, 1002)

Az ehhez tartozó Brain logika:

(programozott ablak komparátorok és reteszfeltétele)

Az analóg forrás az MBIO AN0 analóg bemenete.
Az első sor csak a kijelzésért felelős (OEMDRO: 1000-be). A formula a kapott érték feszültségre hozásáért felel, a példában a bejövő érték 6-oda egyenlő az ívfeszültségével (az előtag osztását tükrözi)!
A második sor az analóg bemenet és a Szab+Sáv DRO értékek összegének komparátoros összehasonlítása. Majd az eredmény alapján a THC Down parancs.
A harmadik sor az analóg bemenet és a Szab-Sav DRO értékének összehasonlítása és ha mért kisebb, akkor a THC up parancs kiadása.
Látható, hogy minden esetben a mért értéket formulával a tényleges Voltra hozatom és utána történi a feldolgozása!
A legutolsó sor csak a THC On jelének átadása a Mach3 Torch Lit OK bemenetére (ez a THC On bemenete).

Ha az előtag osztása változna, akkor csak a formula értékét kell hozzá igazítani (kalibrálni)!

Egy éles (szabályozott) helyzet:

(monitorozott THC értékek)

Az ív már kialakult, mert a Torch Li OK=1 (vágási állapot).
Látható, hogy a bejövő ívfeszültség 110.33V, a kívánt max. ívfeszültség 105+2=107V. A szabályzó emiatt kiadja a THC Down (le) parancsot. Amint a pisztoly közelebb megy a fémtárgyhoz, az ív rövidül, az ívfeszültség csökken, az egyensúly visszaáll. A szabályzás képes követni a vágandó tárgy esetleges görbeségét is (a Z tengely kompenzációs úthosszáig)!

A THC helyes működéséhez a plazmavágónak vissza kell tudnia adni az ívfeszültségét (kimenetén) és egy zárókontaktust, mely akkor zár, mikor az ív már felépült!

Letölthető logika:

THC2.brn

Utolsó fejezet: VIII. Tippek, ötletek, lehetőségek