pilotage des insertions mécaniques au sein du synchrotron soleil
DESCRIPTION
Tilt Switch. TLC 61x. TLC 61x. TLC 61x. TLC 61x. TLC 61x. TLC 61x. TLCC. Tilt Switch. 7. 1. 3. 9. 6. a,b. c,d. e,f. 8. Moteur pas à pas: BERGER LAHR VRDM3913 – 3 PHASES. 2. a. b. c. d. e. f. Encodeur linéaire absolu - SSI + Inc - TR-Electronic. Firm : TR-Electronic - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
Pilotage des insertions mécaniques au Pilotage des insertions mécaniques au sein du synchrotron SOLEILsein du synchrotron SOLEIL
L. Chapuis, M. Massal, F. Marteau, M. Valléau, C. Benabderrahmane, O. Marcouillé, M.E. CouprieL. Chapuis, M. Massal, F. Marteau, M. Valléau, C. Benabderrahmane, O. Marcouillé, M.E. Couprie
ABSTRACT :Pour le contrôle des insertions motorisées (APPLE 2, Wiggler, Onduleur sous vide), SOLEIL a développé son propre système de motorisation autour d’une solution industrielle. Il est
basé sur des moteurs pas à pas de type VRDM3913 de chez Berger Lahr associés à des contrôleurs PLC et des unités de puissance TLC6. Les moteurs équipés d’un frein de maintien, d’un contrôle de rotation ainsi que d’un contrôle de température, développent chacun une force de 6 kN. Le système de contrôle réalisé est identique pour toutes les insertions motorisées, seul le nombre d’axes à piloter varie.
Ce système permet, de faire varier à la fois la distance en verticale (Entrefer ou Gap) entre les mâchoires, la position longitudinale relative (Phase) entre deux rangées d’aimants sur une même mâchoire ainsi que la position des mâchoires par rapport à l’axe faisceau (Offset).
Les positions de l’entrefer sont données par les encodeurs linéaires absolus LT140S de chez TR-Electronic à lecture optique d’une très grande résolution (0,1µm) fixés entre le bâti et les mâchoires de l’insertion. Ainsi les mouvements des poutres sont mesurés directement en prenant en compte les jeux de la mécanique. La sécurité est aussi accrue en cas de panne de l’alimentation. La relecture des codeurs absolus évite de revenir à une position de référence lors de la mise sous tension. Avec ce système, les mesures de positionnement et de reproductibilité, pour le gap comme pour la phase, sont meilleures que 1µm.
Une correction de type backlash permet d’éliminer les jeux mécaniques différents lors des phases d’ouverture et de fermeture de l’entrefer.
TLC 61xTLC 61x
TLC 61xTLC 61x
TLC 61xTLC 61x
TLCC
Bus CAN pour les encodeurs
Boitîer de sécurité
STOP
Puissance moteur
Encodeur rotatif
Encodeur linéaire absolu
Interface de contrôle
Informations de sécurité
Liaison Ethernet
Module Frein
Programme TLCC
TLCC_Main
Liaison CAN
SSI
Max GAP Limit Switches
Apple 2 U20BERGER LAHR
STEPPER MOTORVRDM 3913 LWC
Absolute Linear Encoder for GAP
TR–Electronic LTS xxx
Max GAP Limit Switches
Min GAP Limit Switches
GSW1 GSW2
GSW3 GSW4
Absolute Rotary Encoderfor GAP without
Vaccum ChamberTR–Electronic CE-65 SSI
LTS1 LTS2
ROT1 ROT2
ROT3 ROT4
OFFSW1
OFFSW2
BERGER LAHRSTEPPER MOTORVRDM 3913 LWC
Limit switches for OFFSET
Absolute Rotary Encoder for OFFSET
TR–Electronic CE-65 SSI
LTS7
M7
LTS8
M8
LTS6
M6
Phase Limit Switch
BERGER LAHRSTEPPER MOTORVRDM 3913 LWC
Tilt Switch
Tilt Switch
Absolute Linear EncoderTR – Electronic LTS xxx
BERGER LAHRSTEPPER MOTORVRDM 3913 LWC
BERGER LAHRSTEPPER MOTORVRDM 3913 LWC
BERGER LAHRSTEPPER MOTORVRDM 3913 LWC
Max GAP Limit Switch
Absolute Linear EncoderTR – Electronic LTS xxx
Phase Limit Switches
Absolute Linear EncoderTR – Electronic LTS xxx
Absolute Linear EncoderTR – Electronic LTS xxx
Min GAP Limit Switches
GSW1 GSW2
GSW3 GSW4
GSW5 GSW6
GSW7 GSW8
PSW1 PSW2
PSW3 PSW4
TSW1
TSW2
LTS1 LTS2
LTS3 LTS4
LTS5
M1 M2
M3 M4
M5PSW5 PSW6
PSW7 PSW8
1
2
36
7
8
9
a,b c,d e,f
a b c d e f
1. Contrôleur multiaxes (TLCC)
2. 2 à 8 unités électronique de puissance (TLC6)
3. Alimentation 24V continu
4. 1 à 4 filtres pour le secteur, implantés sur la face arrière
5. 2 à 6 modules de puissance pour commander les freins des moteurs (face arrière)
6. Relais temporisé pour activer les freins en cas d’urgence
7. 3 interrupteurs pour le secteur 220V (2 axes par interrupteur : a,b c,d e,f)
8. Interrupteur pour l’alimentation 24V du contrôleur TLCC (Reset)
9. Bornier pour le raccordement et l’alimentation des sécurités
Platine de commande
Initialisation des différentes Insertions
Programme TLCC
Toutes les insertions peuvent être initialisées avec leur propre fichier de configuration, implanté dans l’automate TLCC. Il permet de choisir pour chaque onduleur son nombre d’axes, les valeurs de sécurité, les différents paramètres des variateurs, etc.
1
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3
1. Liste des fonctions du programme de l’automate TLCC
2. Liste des commandes de pilotage
3. Principe de fonctionnement du programme
-1
-0,5
0
0,5
1
50000 100000 150000 200000 250000 300000
Diff
éren
ce g
ap d
eman
dé-
gap
lu e
n en
trée
(µm
)
Gap demandé(µm)
Différence entre les valeurs d'encodeurs et la consigne de gap en fermeture
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50000 100000 150000 200000 250000 300000
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(µm
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Gap demandé(µm)
Différence entre les valeurs d'encodeurs et la consigne de gap en fermeture
Mesures de reproductibilité réalisées sur l’onduleur U18 Cryogénique (3 axes). Différence entre le gap demandé à l’automate et le gap obtenu sur 5 cycle de fermeture par pas de 1mm. La mesure de l’entrefer s’effectue sur les encodeurs linéaire avec une résolution de 0,1µm.
Encodeur linéaire absolu - SSI + Inc - TR-Electronic
Firm : TR-ElectronicType : LT140-SResolution : 0.1µmInterface : SSI – 24 bits
Moteur pas à pas: BERGER LAHR VRDM3913 – 3 PHASES
Ecarts de positionnement de l’entrefer pour un onduleur HU64 à 8 axes. La mesure a été effectuée pour un mouvement de fermeture du gap maximum au gap minimum, avec un pas de 500 µm. Les résultats sont obtenus à l’aide des 4 encodeurs du gap placés respectivement en entrée et sortie sur la poutre haute et la poutre basse.Les écarts varient entre -0,5µm et 0,5µm ce qui donne une précision du mouvement de l’ordre de 1µm.