Frequenzumrichter mit absoluter Positionierung und FailOver

[drfunfrock]

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Gibts Frequenzumrichter mit absoluter Positionierung dh. Positionierung auf enen Enkoderwert mit Vorgaben, wie max Beschleunigung etc. und Parallelbetrieb, so dass bei Ausfall eines Motors/Inverters, die anderen Motoren weiterarbeiten? Wir haben haben bis zu 4 Motoren, die parallel eine Maschine antreiben, um die Massen kleiner zu halten.

 

[zako]

Hallo,

zunächst einmal würde ich bei Deinen Steuerungslieferanten nachfragen, ob er auch Umrichter anbietet - dann hast Du eine Lösung aus einer Hand.

Wie ist denn Dein Aufbau? Falls Du Asynchronmotoren verwendest, die starr mechanisch miteinander verbunden sind, sehe ich überhaupt kein Problem. Einfach an einem Leistungsteil anschließen. Entweder es gibt einen Antriebsparameter "Anzahl parallel angeschlossener Motoren", dann einfach Motordaten von einem Motor eingeben, oder falls nicht entsprechend die Motordaten umrechnen.
Falls es sich um starr verbundene Synchronmotoren handelt, dann müssen diese jedoch mechanisch zueinander ausgerichtet werden (wegen Rotorlage / Kommutierung).

Falls Du den Ausfall eines Umrichters auch berücksichten möchtest, dann eben pro Motor einen Umrichter (ggf. AC/AC- Geräte) spendieren. Ein Antrieb läuft mit Positionierer, die anderen erhalten den Drehmomentsollwert des Masters. Am besten hier eine Multiachscontrolunit verwenden, dann hast Du keine Totzeit durch einen Kommunikationsbus zwischen den Leistungsteilen. Falls der Master ausfällt, dann einen Slave mit zweiten Datensatz (mit Positioniermodul) vorsehen. Für jeden Motor hier einen Geber vorsehen (auch wenn man "nur" Drehmomente koppelt).

Falls Du große Leistungen hast (mehrere 100kW), dann gibt es auch Hersteller, die eine "Hardwareparallelschaltung" von Leistungsteilen anbieten. D.h. es werden intern die IGBT`s synchronisiert und die Leistungsteile arbeiten wie ein "ganz großes". Falls eines ausfällt, dann arbeitet man eben mit weniger Leistungsteile (und einen anderen Parametersatz) weiter.

Zako

 

[drfunfrock]

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Das mit dem Master hat das Problem, dass wenn der ausfällt, fällt alles aus. Ich würde gerne von Geschwingskeitsregelung auf Lageregelung umstellen, um nur das Nötigste in die SPS zu bekommen. Zur Zeit ist es so, wenn ein FU ausfällt, läuft alles weiter, aber dann nur mit N-1 Motoren. Das ganze ist, wie du schon bemerkt hast, mechanisch starr gekoppelt, aber die Motoren werden unabhängig voneinander betrieben.

 

[Sinix]

... Das ganze ist, wie du schon bemerkt hast, mechanisch starr gekoppelt, aber die Motoren werden unabhängig voneinander betrieben.

Werden die ausgefallenen Motoren ausgekuppelt oder müssen die verbliebenen Motoren den ausgefallen Motor überwinden (dann wäre der ja auch ein Generator) ?

Ansonsten fallen mir noch die Stichworte "virtuell" , "Gleichlauf" bzw. "Synchron" ein.

Schau dir mal bei SEW hier in Kapitel 3 Beispiel 5 "elektronischer Ersatz für mechanische Königswelle" an. Wehrmutstropfen bei solchen günstigen Lösungen braucht es immer einen Master.

Ein virtuellen Master gibts wahrscheinlich nur mit einer etwas teureren MotionControl-Steuerung SEW MoviPLC, Siemens Simotion, u.a., Beispiel von SEW hier. Die Software lässt sich dafür meist leicht zusammenklicken.

Gruß MK

 

[SUW]

mit der GMC Bibliothek für den SINAMICS S120 gibt es auch einen virtuellen Master
siehe hier http://support.automation.siemens.com/WW/view/de/72839973

 

[doctorVLT]

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Was soll ich sagen? Nahezu jeder Antriebshersteller hat diese Möglichkeit.
Auch Danfoss natürlich.

Als Standard VLT AutomationDrive FC 302 oder mit Option MCO 350 Synchronisieren (Geschwindigkeit, Position/Winkel inkl. einstellbaren Offset usw. oder gar Markersynchron) Bei allen mit virtuellen Master wenn nötig als Festsollwert, Profibus, Potentiometer usw.

Alles möglich.


Also DU musst dich dann halt entscheiden und Angebote einholen.

Viel Spass

 

[zako]

Ich würde gerne von Geschwingskeitsregelung auf Lageregelung umstellen

Bei einer mechanisch starren Kopplung, würde ich mich wundern, wenn alle Antriebe das gleiche Drehmoment erzeugen. Bei einer starren Kopplung würde ich die Slaves in Drehmomentregelung betreiben (oder "Abwandlungen" davon, d.h. sog. Statik oder mit "Ausgleichsregler" zur Drehmomentensynchronisierung). Wenn nun ein Slave ausfällt, ist es im Prinzip kein Problem - je nach Störverhalten kommt es zu einen kurzen Drehzahleinbruch und weiter geht`s.
Falls nun der Master ausfällt, dann müsste ein Slave die Rolle übernehmen. Falls es kurzzeitig zum Stillstand kommen darf, dann ist das kein Problem - einfach auf einen anderen Datensatz umschalten und weiter geht`s.
Falls Du einen SINAMICS verwenden würdest, dann bietet der von SUW genannte SINAMICS S120 mit der GMC Bibliothek folgende Eigenschaften (also es könnte die gesamte Logik auf dem Antrieb laufen):
- alle vier Antriebe können auf einer Control Unit (CU) gerechnet werden. D.h. die gesamte Sollwertkopplung, wie auch die Umschaltlogik kann auf einer CU gerechnet werden (ohne Totzeit durch einen Kommunikationsbus).
- Bei der GMC Bibliothek gibt es den Baustein "POSMC". Dieser Positionierbaustein kann z.B. eine Achse lageregelt fangen - d.h. der Lagesollwertinterpolator kann auf der aktuellen Drehzahl und Lage mit vorgebbaren Dynamikwerten aufsetzen (das kann z.B. der sog. "Einfachpositionierer" der S120 nicht - das kann der nur im Stillstand).
- Oder eben doch den (positionierbaren) virutellen Master einsetzen und die Slaves "übersteuern" (mit Drehmomentbegrenzung) und bei Ausfall des Masters die Übersteuerung für eine Achse dann aufheben.
Ansonsten gibt es auch leistungsfähige "Motioncontroller" am Markt, wie sie Mäuseklavier schon genannt hat. Daher auch eingangs meine Frage, welche Steuerung Du einsetzt. Da gibt es z.T. neben den "Standard-SPS" eine Erweiterung für Motioncontrol.

Viele Grüße
Zako