Aufbau einer Lageregelung

Alice D.

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Hallo,
Hier eine Frage an alle Regelungsexperten:
Ich werde im Dezember eine Strang- und Rohrpresse mit innenliegender Lochvorrichtung programmieren (vermutlich CPU 414-2DP).
Schmerzen habe ich mit der Lageregelung des Dorns. Hierbei muss der 2. Zylinder (siehe Bild) eine fixe Position halten (+/-1mm),
während der 1. Zylinder geschwindigkeitsgeregelt vorfährt.
Zum Verständniss: wenn der 1. Zylinder vorfährt, fährt der 2. automatisch mit, da er in diesem montiert ist.

Grafik1.jpg

tech. Daten 1. Zylinder:
- Verfahrweg 3000mm
- V-max während der Regelung: 18mm/s
- magnetostriktiver Wegaufnehmer; Auflösung 0.01mm
- analoger Geschwindigkeitsaufnehmer 15Bit+VZ bei 0..36mm/s
- Antrieb über variable Ölmenge per frequenzgeregelter Pumpen

tech. Daten 1. Zylinder:
- Verfahrweg 1440mm
- V-max: ca. 36mm/s
- magnetostriktiver Wegaufnehmer; Auflösung 0.01mm
- Antrieb über fixe Ölmenge per Servoventil

Meine Idee:
- Der 1. Zylinder fährt geschwindigkeitsgeregelt vor (Prozessbedingt ohne Rücksicht auf die Lage des 2. Zylinders)
- Der 2. Zylinder bekommt den Geschwindigkeitsistwert des 1. Zylinders als Führungsgrösse mit überlagerter Postionsregelung
durch Standartregelbaustein FB1 PID_CP, dessen Ausgang direkt auf das Servo wirkt.

Kann man das so machen, oder hat jemand andere Ideen wie z.B. reine Positionsregelung des 2. Zylinders?

Erstmal Dannke fürs lesen. Gruß,

Alice D.
 
Zuletzt bearbeitet:
Während einer gleichförmigen Bewegung ist es eigentlich egal, ob der 2.Zylinder nur mit Positionsregelung oder, in irgendeiner Form, auch mit der Geschwindigkeit des ersten gesteuert wird.
Im ersten Fall hat der Positionsregler eine feste Ölmenge zu liefern, im zweiten die feste Ölmenge von 0. Im eingeschwungenen Zustand des Positionsreglers bei Fahrt des 1.Zylinders würde die feste Ölmenge zur Kompensation vom I-Anteil des PID-Reglers aufgebracht.
Interessant wird es beim Beschleunigen oder Bremsen, da hier der Speicher für den I-Anteil aufgeladen oder entleert werden muß und dies nur mit einer zeitlich limitierten Rate erfolgt. Dabei träte eine Lageabweichung auf. Entscheidend ist, ob sie in oder außerhalb der Toleranz liegt.
Liegt sie außerhalb der Toleranz, kann der Geschwindigkeitsistwert, multipliziert mit einem geigneten Faktor, des 1.Zylinders zusätzlich zum Ausgang des Positionbsreglers auf das Stellglied des 2. Zylinders aufgeschaltet werde. Das heißt dann "Störgrößenaufschaltung" oder "Vorsteuerung".
Das kann man so machen, solange der 2. Zylinder auf Änderungen der Stellgröße hinreichend verzögerungsfrei reagiert. Dazu dürfen zwischen der Stellgröße (Sollwert an die Pumpe) und der Ausgangsgröße (Position) keine "großen" Energiespeicher (Schwungmasse der Pumpe, Druckspeicher) vorhanden sein. Andernfalls müßten deren Verzögerungen durch einen Vorhalt (D-Glied) kompensiert werden.
 
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Hallo Zottel, danke für Deine Antwort.

Zottel schrieb:
Liegt sie außerhalb der Toleranz, kann der Geschwindigkeitsistwert, multipliziert mit einem geigneten Faktor, des 1.Zylinders zusätzlich zum Ausgang des Positionbsreglers auf das Stellglied des 2. Zylinders aufgeschaltet werde.

Das hört sich für für mich etwas kompliziert an, aber es besagt doch das gleiche, was ich mit dem Führungssollwert gemeint habe, gell?

Das heisst für mich, ich dividiere quasi den Geschwindigkeitssollwert des 1. Zylinders durch das Kolbenflächenverhältniss *sacken lassen*
und addiere diesen Wert zum Reglerausgang PV des reinen Positionsreglers des 2. Zylinders.

An dieser Stelle möchte ich darauf hinweisen, dass ich in Regelungen sehr unerfahren bin. Gerade wenn es hochdynamisch wird.
Temperaturregelung von sehr langsamen Strecken habe ich bisher erfolgreich einrichten können.
Mir ist zwar das Prinzip eines P((I)D) Reglers bekannt, leider fehlt mir hierzu allerdings die Erfahrung und evtl. auch ein Semester Regelungstechnik.
Ich habe z.B. noch nicht verstanden, was ich mit der Störgrößenaufschaltung des Reglers (Disturbulence Value) bezwecke.

Habe ich das o.g. richtig vertanden mit der Addition, oder ist da tatsächlich die Störgrößenaufschaltung des Reglers (Disturbulence Value) gefragt?

Nochmals Danke für die Hilfestellung!
 
Absolute Position regeln?

Hallo Alice D.,

Alice D. schrieb:
..Das hört sich für für mich etwas kompliziert an, aber es besagt doch das gleiche, was ich mit dem Führungssollwert gemeint habe, gell?...
Ich denke nicht. Mit einer Führungsgröße veränderst du den Sollwert des Reglers. Eine Störgrößenaufschaltung wirkt hingegen unverzögert auf den Reglerausgang (Zottel hatte es fett geschrieben).

Mein Gedanke wäre, die absolute Position des zweiten Zylinders durch Addition der beiden Wegmessungen zu ermitteln, und diese absolute Position zu regeln. Und zwar unabhängig von der Bewegung des ersten Zylinders. Das erscheint mir zunächst am einfachsten. Da der zweite Zylinder (einschliesslich Stellglied) schneller ist als der erste müsste es auch relativ gut funktionieren. Kleinere Positionsabweichungen während der Bewegung des ersten Zylinders werden sich damit jedoch nicht vermeiden lassen. Die von Zottel erwähnte Störgrößenaufschaltung könnte diese Abweichung verringern.
Eine vergleichbare Anwendung hatte ich allerdings auch noch nicht.


Gruß, Onkel
 
Gut, ich habe das gleiche gedacht, bloß den Begriff Führungsgröße falsch benutzt. Die Addition der beiden Positionen ist sowieso unumgänglich, da das ja im Prinzip die Lage des 2. Zylinders ist, welche es zu regeln gilt.

Habe ich das jetzt korrekt verstanden, dass ich die normierte Geschwindigkeit als Störgröße auf den Positionsregler aufschalte (Disturbulence Value)? Das bewirkt im Prinzip eine Addition zum Reglerausgang?

Wenn Ihr mir da zustimmt, werde ich einfach mal das PLCSim anwerfen. Die "Praxis" bringt da dann mehr als 1000 Worte.

Vielen Dank, Hasta luego
 
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Also ich würde es so angehen. Aber bringe es doch erst einmal ohne Störgrößenaufschaltung zum Laufen. Du kannst sie später jederzeit mit einbauen. Vielleicht ist es auch garnicht notwendig.

Ich überlege gerade, ob die Geschwindigkeit oder die Beschleunigung die Störgröße ist. Je mehr ich darüber nachdenke, glaube ich daß die Beschleunigung die richtige Größe ist. Die konstante Geschindigkeit wird ja eh durch den I-Anteil kompensiert, oder? Unser zottliger Freund lässt in seinem Beitrag wohl dasselbe durchbicken. ( Ich kann ihm immer so schlecht folgen ;) ).


Gruß, Onkel



PS:
Doch die Geschwindigkeit !?
 
Zuletzt bearbeitet:
Also, die Lageregelung greift eigentlich erst dann, wenn der 1. Zyl. auf V-Soll ist.
Demnach wird "Z" doch eher die Geschwindigkeit sein. Grundvorraussetzung ist hier erstmal ein gut eingestellter Regler.

Das Ganze hat ja auch noch etwas Zeit - es ist erst im Dez. soweit.
Es beruhigt mich jedoch sehr, dass ich vor Problemen nicht ganz alleine dastehe...
Ein grosses Lob an dieses Forum und alle die mitwirken!
 
ich würde hier ne TCPU nehmen. Wie willst du sonst die Kennlinie der Hydraulik einbinden? Desweiteren wird das finden der richtigen PID Parameter schwierig sein, da man diese hier wahrscheinlich nicht implizit wählen kann. (Bei TCPU funkt das).
Vielleicht könnte man auch was mit EasyMotion hinbiegen.
Mit PLCSIM kann man kaum was zur Regelung testen, da es hier kein festes Zeitraster gibt.
 
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Also, die "T" gibt es in der 400er Reihe nicht. Ausserdem würde ich in meiner Anwendung nicht von Motion sprechen, da wie gesagt Vmax 18mm/s und die zulässige Lageabweichung mindestens +/- 1mm bei 0,01mm Auflösung. Geringe Stellzeiten sind bei einem Servoventil ebenfalls zu erwarten.
Desweiteren halte ich die "T" CPU ehrlich gesagt sowieso für ein totgeborenes Kind...
Mit PLCSIM kann man kaum was zur Regelung testen, da es hier kein festes Zeitraster gibt.
Aber um zu sehen was der Regler macht, wenn ich eine Störgröße aufschalte, wird es wohl reichen.
Desweiteren wird das finden der richtigen PID Parameter schwierig sein, da man diese hier wahrscheinlich nicht implizit wählen kann.
Natürlich wird das "Jugend forscht", aber wo ein Wille ist, ist auch ein Weg.
Nichts desto trotz freue ich mich über die verschiedensten Vorschläge.

CU, Alice D.
 
Hi

ist nicht direkt zum Thema aber mich würde es schon interessieren!!

Warum Alice aus dem Wunderland die nicht 100% weiß was eine Störgröße ist und noch ein Semester Reglungstechnik braucht
damit Sie hochdynamische Regelungen machen kann eine
CPU mit integrierter Technologie-/Motion Control-Funktionalität
für ein totgeborenes Kind hält ?

netten Gruß
 
http://www.sps-forum.de/showthread.php?t=8582&page=3
Zitat von UniMog
Schade ich finde das Forum eigentlich ganz gut aber wenn ich ehrlich bin
möchte ich mich nicht unbedingt registrieren.

Glaube auch das es die Nervensägen nicht davon abhält hier Ihren Müll zu schreiben.
Bei einem öffentlichen Forum muß man wohl damit leben.

Gruß
Jetzt hast Du Dich selbst als Nervensäge bezeichnet! Wenn Du weiter pöbeln möchtest, kannst Du das gerne per PN tun!
 
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"Desweiteren halte ich die "T" CPU ehrlich gesagt sowieso für ein totgeborenes Kind..."
wieso ist es ein totgeborenes Kind. Ich hab schon ein paar Applikationen damit ganz gut gelöst.
 
@ Alice aus dem Wunderland :confused:

Das ist kein pöbeln ich habe doch nur das wiederholt was Du selber
über Dich geschrieben hast.

Mein Beitrag ist nur ein Denkanstoß das man den Ball etwas flach
halten sollte wenn man so wie Du noch nicht die große Ahnung hat.

Du schreibst so einen Blödsinn und hast 0-Ahnung davon was
man mit einer T-CPU machen kann.

Ich kann Dir gerne helfen wenn Du mir mal Dein Projekt schickst
sowas ist zB. mit Easy Motion Control oder einer T-CPU ganz easy.


netten Gruß

UniMog
 
Okay, hiermit versuche ich meine Aussage zu begründen:

- ich habe eine Kurzteilsäge mit automatischem Nachschubwagen programmiert. Verfahrgeschwindigkeit (Spindel) 400mm/s,
Genauigkeit +/- 0.01mm. Angedacht hatte ich ne "T", jedoch hatten mir 2 unabhängige Leute davon sehr abgeraten da sie zu langsam wäre. (Hat die denn eigentlich einen gesonderten Prozessor für die Lageregelung?)
Eine FM354 hielt ich für teuer und programmieraufwendig. Gelöst habe ich es über ein Modul im Frequenzumrichter, welches seine Sollposition per Profibus bekommt. Ergebnis: positioniert auf 0,0003mm mit geringsten Rampen. Sollte sowas die "T" auch können, so haben mir die 2 Leute Mist erzählt und ich wäre an der Reihe mich zu entschuldigen!

- Des Weiteren habe ich schon diverse Positionierungen gemacht, die im Bereich von 100mm/s verfahren bei einer Positioniergenauigkeit von bis zu 0,1mm. Das habe ich nach dem Prinzip "Regelabweichung=Sollwert" softwaremässig lösen können (Closed loop Drehstrom- bzw. Servomotore).

Das zur Begründung, warum ich diese Aussage gemacht habe - untermauert durch die Aussage von anderen Leuten, obwohl ich selbst noch keine Erfahrungen damit gemacht habe (vermutlich ein Fehler).

Aber Unimog, um das mit dem Pöbeln jetzt zu bereinigen, dass was Du gepostet hast, hat mich an eine Zusammenfassung bei Herzblatt erinnert :). Ich werde mir den Denkanstoß zu Herzen nehmen und bedanke mich für Dein Angebot!

Ich hoffe nun etwaige Unklarheiten beseitigt zu haben und verabschiede mich ebenfalls mit einem

netten Gruß
 
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Das kann die T-CPU schon. Und ja, sie hat einen eigenen Processor, sonst ginge das wohl wirklich nicht :rolleyes: . Ich denke die T-CPU macht nur richtig Sinn mit den entsprechenden Siemens-Servos, die dann die Parameter über einen gesonderten Profibus erhalten. Oder geht das dann auch mit Fremd-Komponenten? Die Bausteine, die Siemens in die T-CPU eingebaut hat sind wirklich Bestens (Positionieren etc.). Der einzige Nachteil, den ich bei der T-CPU sehe, hat man sie im Schrank, ist man an sie gebunden. Sollte sie sich als zu langsam oder zu klein für den Rest der Anlage erweisen, sieht es schlecht mit einem Austausch aus.
 
Die 317T ist (glaube ich jedenfalls) schneller oder genauso schnell wie ne 414. Der LAgeregeltakt liegt beim Takt des Taktsynchronen Profibuses. Unabhängig vom Programmzyklus. Bei DSC kommen wir in den µs Bereich. Bei Fremdantrieben kann man doch das ADI4 nehmen (korriegiert mich falls das nicht stimmt). Aber wir haben schonmal ne Anlage von 414 auf 317 umgestellt. >> ohne Probleme. Zum Regeln ist (glaube ich) nur noch ne FM458, T400 schneller.
 
@redshirt

Ah, danke. Noch eine Nachfrage, ist das ein Extrateil von Siemens, das man per Profibus aus der T-CPU mit den Analogwerten versorgt?
 
die Antriebe und Geber kommen an das ADI4 und das ADI4 kommt an den DP Drive.
ADI4 ist ein Produkt von Siemens. Aber Schrittmotoren kann man nicht mit der TCPU betreiben. Kennt ihr da ne Lösung?
 
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