alex_avr (alex_avr2) wrote,
alex_avr
alex_avr2

Category:

Про подъемники

Работал я год назад над одним проектом, где нужен был подъемный механизм с такими характеристиками: поднимаемый груз - куб размером примерно 1х1х1 метр, масса около 60 кг, высота подъема около 1 метра. Груз не менялся, поднимать и опускать его надо было примерно за минуту.

Не трудно посчитать, что для совершения подобной работы нужен двигатель мощностью 10Вт, ну с учетом КПД, всяких потерь на трение, запаса и прочего пусть будет 50-100Вт с лихвой. Однако, разработчики пошли своим путем и поставили автомобильную лебедку мощностью около 1500 Вт с тяговым усилием что-то в районе 3-5 тон. Автомобильная лебедка как водится питается от 12В и кушает что-то в районе 130 Ампер, так что под это дело был закуплен еще и огромный черный гроб - блок питания 12В и кажется 80А.

Тут надо отметить, что я в том проекте делал лишь часть работ связанную с платами управления, в режиме аутсорса, никак не взаимодействуя с механикой и не принимая ключевых решений по электронике, выходящих за пределы моих плат.

При этом, незадолго до этого для этого же проекта я разработал и изготовил умные платы управления двигателями постоянного тока до 10А (по разъемам до 5А, что потом себя, конечно проявило, но такие разъемы были волей заказчика, но это другая история).



Соответственно товарищ главный электронщик решил использовать такую же плату для управления той самой лебедкой (так как лебедкой нужно было управлять с разной скоростью - просто включать/выключать ее нельзя было, нужен был умный контроллер). Я сказал, что мне эта идея не нравится изначально, но если есть такое желание, то делайте что хотите, я за это не отвечаю. И ключи на нужный ток сами паяйте.

Через несколько дней товарищ присылает мне схему дополнительной внешней платы с необходимыми ключами на проверку. На простейшей схеме H моста оказались перепутаны сток и исток Р транзисторов, ну а сами транзисторы были подобраны некорректно. Пришлось искать более подходящие транзисторы самому. В конечном счете плата с ключами была спаяна, подключена к моей плате, подключена к лебедке и запущена. Электроника отработала прекрасно и было решено ставить все на место.

Тут нужно упомянуть про концевики. Изначально моя плата проектировалась для устройства, в котором двигатель двигал зубчатую рейку Когда рейка доезжала до одного из упоров двигатель должен был остановиться. Моя плата позволяла подключить два датчика холла/кнопки/геркона и установить их в качестве концевиков с каждой стороны рейки. Кроме того там была реализована схема измерения тока и она могла остановить двигатель по перегрузке, однако порог срабатывания нужно было подбирать для каждого конкретного типа двигателя и случая.

Вернемся к нашей лебедке. Товарищи решили в качестве концевиков установить два датчика холла на одну из неподвижных опор, магнитик на сам груз и этим ограничиться. Я при этом отметил, что такая схема не является безопасной. Во-первых датчики банально маленькие и нежные и могут быть легко повреждены. Во-вторых при такой схеме в случае обрыва провода датчика система об этом ничего не узнает и датчик не сработает когда нужно. В-третьих нельзя исключать того, что управляющий контроллер может, например зависнуть или в прошивке может быть ошибка. В-четвертых, контроллер можно штатно(извне, по сети, в любой момент) настроить так, чтобы он не реагировал на датчик (необходимо для некоторых применений). В общем резюмируя - абсолютно точно нужна независимая аппаратная система защиты отрубающая нафиг все при выходе груза за крайние положения, иначе 100% будет вот так:



На что товарищ махнул рукой в духе "и так сойдет". Систему установили, при этом груз подвесили через довольно хитрую систему из десятка роликов, погоняли туда сюда и на этом успокоились, оставив до лучших времен.

Прошел месяц. И что бы вы думали? :)

На объекте в тот вечер собралась куча народу, почти вся команда разработчиков, в том числе главный заказчик и программист, который писал компьютерную программу управляющую всеми устройствами, включая контроллер той самой лебедки. И вот, программист торжественно нажимает кнопку на своем ноутбуке, груз начинает опускаться, все вокруг стоят смотрят и тут на середине пути внезапно происходит странное. Груз резко меняет направление и начинает ехать вверх. Доезжает до верхнего упора, но лебедка не останавливается и продолжает работать. Трос натягивается как струна, все инстинктивно отходят подальше. Потом как в замедленном кино начинает гнуться металл, к которому прикручены ролики, отрывается сварка, а лебедка потихоньку вырывает из пола анкеры крепления. Продолжается это все секунд 10-15, после чего под торжественное пип-пип с моей платы лебедка вырубается - сработала защита от перегрузки. К счастью лебедка все-таки удержалась на двух из четырех анкеров, но встала под углом 45 гардусов относительно горизонта. Также, к счастью выдержал трос и крепление роликов, иначе весьма ценный груз упал бы с высоты метра. К сожалению видеозаписи нет :(

Все в шоке, главный заказчик больше всех, все смотрят на вывернутую лебедку, натянутый трос оторванную сварку и выгнутые стальные профили. Что произошло? Все банально, случилось "в-пятых", не предусмотренное изначально. Из-за кривой механической части, а именно криво поставленных роликов, трос, разматывавшийся с барабана лебедки так перекрутился и зацепился, что стал обратно на нее наматываться. Направление вращения барабана лебедки при этом не менялось. Управляющая плата ждала сигнала от нижнего датчика-концевика, но груз до него просто не доехал, так что электроника честно продолжала крутить лебедку, в то время как груз ехал вверх. У контроллера есть возможность ограничить время движения, но этот параметр просто еще не был настроен программистом на нужное значение. Аналогично и с ограничением по нагрузке, впрочем я на него изначально не рассчитывал в данном случае ибо нагрузочная характеристика у лебедки поганая, далекая от идеального двигателя. Программист остановить лебедку просто не успел, ему нужно было вбить длинную команду для этого. А отключить питание ей тоже никак нельзя было, ибо красную аварийную кнопку никто, конечно, не предусмотрел, а до щитка бежать далеко, а автоматы, конечно, не подписаны.

В следующий раз, когда я был на объекте - вокруг груза уже стояло восемь концевиков со всех сторон и дополнительный контактор, отрубающий питание всей лебедки :)
Tags: Идиоты, Электроника
Subscribe

  • Снежные Ловозёрские тундры

    В Москве снега до сих пор нет, между тем я ещё больше месяца назад успел по нему накататься, заехав наверх Ловозёрского горного массива, что на…

  • Каменоломня Водяная, Орел

    Скатались на выходных в Орел с Лизой, svi4ka и Денисом. Главной целью была каменоломня Водяная, отличающаяся тем, что практически вся…

  • Фотографии с выставки Москва НЕ провалится

    Я уже рассказывал про выставку Москва НЕ провалится, которая прошла в Бункере 703 - Музее современной фортификации в Москве. Теперь же я подумал и…

promo alex_avr2 july 2, 2018 13:00 41
Buy for 200 tokens
Думаю многие слышали рассказы про огромные бункеры под Москвой, подземные города, секретное метро на случай ядерной войны. Многое в этих рассказах очевидно преувеличено, что-то придумано, но безусловно, основаны они не на пустом месте. Совсем недавно небольшой кусочек этих подземных тайн был…
  • Post a new comment

    Error

    Anonymous comments are disabled in this journal

    default userpic

    Your reply will be screened

    Your IP address will be recorded 

  • 23 comments

  • Снежные Ловозёрские тундры

    В Москве снега до сих пор нет, между тем я ещё больше месяца назад успел по нему накататься, заехав наверх Ловозёрского горного массива, что на…

  • Каменоломня Водяная, Орел

    Скатались на выходных в Орел с Лизой, svi4ka и Денисом. Главной целью была каменоломня Водяная, отличающаяся тем, что практически вся…

  • Фотографии с выставки Москва НЕ провалится

    Я уже рассказывал про выставку Москва НЕ провалится, которая прошла в Бункере 703 - Музее современной фортификации в Москве. Теперь же я подумал и…