Schnelle Regelung und Signalverarbeitung SPS Auswahl

[Blockmove]

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@Student
Welche Überdeckung hat dein Ventil?
Bei deiner Anwendung kann es eigentlich nur 0 (keine) oder 1 (25% positiv) sein.
Die Varianten 3 oder 4 passen nicht zur Applikation.
Sollte es Überdeckung 1 sein, dann musst du erstmal die Kennlinie aufnehmen.
25% Überdeckung ist ne ordentliche Hausnummer.

Gruß
Blockmove

 

[illi]

So wie die Kennlinie auf Seite 5 aussieht, ist diese schon relativ gut linear. Ich glaube nicht, dass es mit zusätzlicher Linearisierung viel besser geht.

Gruß Illi

 

[A_Student]

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Hallo

@Blockmove
Habe eine Nullüberdeckung. Die genaue Bezeichnung kann ich euch auch geben. Das Ventil ist ein PRL1-06-16-0-24. Die Dinger kommen aus dem Ausland.

@WinCCTia
Kann ich, jedoch habe ich an der Einstellung kaum was geändert. Habe nur auf bidirektionale Spule umgestellt, aber das hat ja nichts mit der Kennlinie zutun. Mit dem Wago I/O Check kann man so einiges am Modul einstellen.


Wie schon illi angedeutet hat, die Kennlinie ist ja an sich schon ziemlich linear. Deshalb wollte ich nicht zu viel was in den Einstellungen ändern.

 

[Blockmove]

Hallo

@Blockmove
Habe eine Nullüberdeckung. Die genaue Bezeichnung kann ich euch auch geben. Das Ventil ist ein PRL1-06-16-0-24. Die Dinger kommen aus dem Ausland.

@WinCCTia
Kann ich, jedoch habe ich an der Einstellung kaum was geändert. Habe nur auf bidirektionale Spule umgestellt, aber das hat ja nichts mit der Kennlinie zutun. Mit dem Wago I/O Check kann man so einiges am Modul einstellen.

Anhang anzeigen 39488Anhang anzeigen 39489
Wie schon illi angedeutet hat, die Kennlinie ist ja an sich schon ziemlich linear. Deshalb wollte ich nicht zu viel was in den Einstellungen ändern.

Nachdem das mit der Überdeckung klar ist, sieht es schon nicht schlecht aus. Eine 0-Überdeckung macht dir das Leben leichter.
Wenn du deine Analogwerte schnell genug in die Steuerung bekommst, sollte die Regelung in den Griff zu bekommen sein.
Ist es eine Horizontal- oder Vertikalachse?
Falls Vertikal wie ist der Zylinder eingebaut (Hängend oder stehend)?
Bei Zylindern spielt das Kolbenflächenverhältnis in Verbindung mit der Last immer eine Rolle.

Gruß
Blockmove

 

[illi]

Auf den Screenshots sehe ich gerade, dass Wago auch einen Dither implementiert hat. Wenn alles läuft, kannst du mit dem Dither noch etwas rumspielen und schauen, ob du damit das Verhalten bei kleinen Kolbengeschwindigkeiten noch etwas optimieren kannst. Der Dither überlagert der gewünschten Bewegung eine weitere Sinus-Bewegung, so dass das Ventil und der Zylinder nicht infolge der Haftreibung festhängen.

Gruß Illi

 

[A_Student]

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@Blockmove Ist eine Vertikalachse. Zylinder wird hoch und runter gefahren mehr nicht. Der Zylinder ist stehend eingebaut.
@ illi Vielen Dank, werde ich berücksichtigen. Gebe euch spätesten nächste Woche eine Rückmeldung

Bin echt gespannt ob das ganze klappt. Die Analogwerte müssten mit der neuen Karte schnell verarbeitet werden.
Die Frage die sich mir stellt, ist viel eher wie stell ich meine Reglerparameter ein? Ist eine Strecke 8ter Ordnung und ohne Ausgleich. Werde das ganze auf experimentiellen Wege probieren. Spricht erstmal Kp einstellt und und und. Mathematisch ist mir das zu aufwendig. Einstellregeln für Strecken 8ter Orndung ohne Ausgleich finde ich keine.

 

[Wincctia]

Hallo Student,

an was ich scho noch gedacht habe ist jetzt etwas verrückt aber ein Versuch wäre es wert wenn du mich fragst.
Was für Geräte hast du zur Verfügung? Mann könnte ja auch den alten Regler mal „ausmessen“ und so zumindest mal eine Richtung für die Parameter bekommen.
ist jetzt nur wenn du mich fragst ne recht heikle Frage was Mann da Verwendetet habt ihr evtl ein Speicher oszi mit größerer Aufzeichnungsdauer. Mit sps Analysen an einer Ai Karte wär mir zu Heikel könnt mit gut vorstellen das hier eine grobe Parameter
Abschätzung gut möglich wäre. Hier natürlich einen sauberen Anstieg bzw Sprung hinzubekommen wird natürlich nicht einfach.
Muss sagen sowas habe aber ich bis jetzt auch noch nicht gemacht. Aber wie heißt es so schö Versuch macht klug.

Hast du eigentlich grundsätzlich einen Sps Analysen oä der auch mal saubere Zyklische werte liefert?
Muss sagen mit den Siemens Tool habe ich noch nie einen Regler analysiert oder eingestellt.

Mit freundlichen Grüßen tia

 

[A_Student]

Ja, genau das wäre halt der nächste Schritt. Soweit ich weiß haben wir einen Auftrag für den Analayzer aufgegeben, dass dauert aber noch bis wir den erhalten. Mit dem Siemens Tool bin ich auch nicht ganz zurfrieden, viel zu ungenau, aber was besseres habe ich momentan leider nicht.

 

[Wincctia]

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Hallo Student,

kein Stress wollte nur mal fragen. Manchmal sieht Mann halt den Wald vor Bäumen nicht.

Und wie gesagt nicht vergessen die nicht verwendeten Kanäler Ai ausschalten das bringt noch mehr abtastrate.

Mit freundlichen Grüßen tia

 

[Blockmove]

Die Frage die sich mir stellt, ist viel eher wie stell ich meine Reglerparameter ein? Ist eine Strecke 8ter Ordnung und ohne Ausgleich. Werde das ganze auf experimentiellen Wege probieren. Spricht erstmal Kp einstellt und und und. Mathematisch ist mir das zu aufwendig. Einstellregeln für Strecken 8ter Orndung ohne Ausgleich finde ich keine.

Vergiß die Einstellregeln. Die Realität holt dich da bitter ein
Da du bislang den Hydraulikdruck nicht als Eingangsgröße hast, ist bei Inbetriebnahme erstmal ein konstanter Systemdruck wichtig.
Fang mal ganz normal mit einem P-Anteil von ca. 0,4 an und schau was passiert. P-Anteil hochnehmen bis das ganze zu rattern anfängt und dann ca. 20% zurücknehmen.
Dann I-Anteil mal langsam hochnehmen und das Verhalten beim Positionieren anschauen. D-Anteil ist meist wenig notwendig.
Wenn es Teil einer Presse ist, dann ist das Lastverhältnis interessant. Hier haben wir schon Lehrgeld bezahlt. Letztlich waren unterschiedliche Parametersätze für Heben und Senken notwendig.
Üblicherweise bewirkt bei einen stehenden Zylinder das Kolbenflächenverhältnis eine Lastkompensation. Wie weit die ausreicht sieht du bei der Inbetriebnahme. Gute Hydraulikpositionierungen haben an A/B-Seite Drucksensoren und errechnen aus Ist-Druck und Kolbenflächenverhältnis die Last (Ähnlich einem Stromregler bei einer elektrischen Achse).

Frag mal deine Mechaniker ob der Zylinder eine Endlagendämpfung hat. Wenn ja, dann soll sie die für deine Versuche zudrehen.
Das wirkt wie ein Stoßdämpfer und es passiert nichts, wenn du in die Endlage knallst
Im Bereich der Endlage kannst du aber deine Reglerparameter vergessen

Viel Spass und Gutes Gelingen

Gruß
Blockmove

 

[A_Student]

Moin, moin, kurzes Feedback meinerseits.

So gestern konnte ich an die Presse ran. Habe die neuen AI Karte eingestellt, die Kanäle die nicht benutzt werden ausgeschalten und und und. Meinen Test durchlaufen lassen und festgestellt, dass das Ganze immer noch zu langsam ist bzw. ist die Verzögerung unverändert geblieben. Gut diesmal Schwingt der Regler auf meinen gewünschten Sollwert ein, aber er braucht zu lange und hat eine zu große Überschwingweite. Hier mal ein paar Bilder.



Linke Bild ist mit Analogregler, Bild in der Mitte die digitale Regelung mit der langsamen AI Karte und das rechte Bild die digitale Regelung mit schneller AI Karte.

Irgendwo ist noch eine Totzeit. Als nächstes muss ich mit einem Oszilloskop die Geschwindigkeit des Der Profibus Kommunikation zwischen S7 300 Station und meinem D/A Wanlder bzw dem Wago Modul. Kann auch sein, dass mein Wago Modul zu langsam ist.

Was mit gestern aufgefallen ist. Habe ich meinen Kp Wert und schraube an der Integrierzeit, erhöhe ich sie, erkenne ich keinen Unterschied, selbst wenn ich auf 8 Minuten stelle. Stelle ich die Zeit unter 1s oder unter meinen D-Anteil, fängt das ganze an zu schwingen. D-Anteil bewirkt absolut nichts. Der ist unbrauchbar.



Das Übschwingen ist einfach nur brutal.

 

[Wincctia]

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Hallo Student,

könztest du evtl mal einen Screenshot von den Instanz DB des Reglers hier einstellen mit beobachteten aktualwerten?
Evtl haben wir noch irgendwas nich bedacht.
Das mit den Kleinen Offset so das die Achse Sofort in Fährt kommt hast du noch nicht Probiert oder? Gibt es evtl auch ein Bild wo du die Stellgröße mit aufgezeichnet hast? Würde mich mal interessieren.


Mit freundlichen grüßen Tia

 

[weißnix_]

Kannst Du über das Weg-Zeit-Diagramm mal den Ausgangswert des Reglers visualisieren?
Hast Du mal Kp bis zur Rattergrenze erhöht?
Da es das selbe Testsystem ist hast Du ja vermutlich kein hydraulisches Problem (Durchflussmenge oder so).
Ist in der AI-Karte noch ein Filter aktiv (Mittelwert oder sowas)?
Mich stört auch irgendwie der Regelverzug bis augenscheinlich der I-Anteil zur Wirkung kommt.
Ebenso wundert mich die Totzeit nach dem Sollwertsprung. Da sollte der Ausgang des Reglers doch schon lange nahe 100% sein.
Geht die Presse gegen irgendeine Endlage bei 0 und 1000 und ein Puffer (Membran o.ä.) wird schon mit aufgeladen?

Wie war die original Ventilansteueerung? Eventuell mit Übererregung? Ist das Wago-Modul möglicherweise im Sollwertsprung schon an der Stromgrenze bzw. kann das Modul den benötigten Erregungsstrom breitstellen?
Bei Beckhoff gibt es Module mit Übererregung für schnelle Ventile.

PS: Und das letzte: Wie sind die Rampen im Wago-Modul eingestellt oder fürs erste besser deaktiviert?!

 

[A_Student]

@Wincctia Den Screenshot kann ich dir gerne am Samstag bereit stellen. Mit Offset probiere ich noch mal am Samstag
Was mich ein bisschen verwundert, ist das PID Control tool. Der Kurvenschreiber hat eine Erfassungszyklus von 200ms und hat mir meine Sprungantwort ausgegeben.
Die Kurve sieht nicht mal schlecht aus, wie kann das sein?

@weißnix_
Meinst du mit den Kurvenschreiber, kann ich auch am Samstag machen.

Kp habe ich erhöht bis das ganze rattert und dann um 20% gesenkt. I und D-T1 bewirken bei Erhöhung absolut nichts. Sobald ist die Zeiten unter 1s einstelle rattert das ganze. Deshalb habe ich wieder auf die Standard Einstellung umgestellt.
Die Einstellung die der Instanzbaustein vorgestellt hat, also für Ti = 20s, für Tv = 10s und T1 = 2s

AI-Karte stimmt soweit. Mehr kann man da auch nicht einstellen.

Presse geht gegen eine Endlage, da müsste ich noch mal bei den Mechanikern nachfragen für genaue Daten.

Die Karte kann den Erregungsstrom bereitstellen. Rampeneinstellung habe ich übernommen. Wollte da grob nichts ändern.

Mich wundert auch diese Totzeit. Muss rausfinden woher sie kommt. Die ist schon beachtlich. An der AI Karte kann es nicht liegen, an der CPU eigentlich auch nicht. Irgendetwas habe ich falsch eingestellt. Das Überschwingen ist auch nicht normal. Selbst wenn ich den Sollwert auf 50 einstelle, läuft der Istwert auf 100%, also voll aus und dann wieder auf die 50%.

 

[Wincctia]

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Hallo Student,

mir fallen gerade 2 Sachen auf könntest du bitte bei der Analogkarte die Störfrequenz Unterdrückung auf keine schalten weil das ganze ist eine Reine Integrationszeit und das wollen wir ja nicht.
Das 2 ist im Offline DB ist bei dir bei Cycle 1 s drinnen diesen Parameter hast du schon angepasst oder?

wenn ich deine Rampe auch noch so lese verstehe ich das so das der Sollwert sich um 0,1 Prozent pro ms geändert also im Umkehrschluss heist das für mich das hier 1000ms oder halt 1 s benötigt wird das sich der Strom für das Ventil von 0 auf 100 Prozent bei einen Eingansprung ändert und halt auch wieder zurück. Das finde ich eindeutig zu lange!
So kann die Steuerung den Zylinder nicht richtig bremsen wenn du mich fragst ist zwar wahrscheinlich für die Mechanik gut aber halt nicht für die Positionierung.


Mit freundlichen Grüßen Tia

 

[A_Student]

@Wincctia

Danke für den Hinweis. D.h. für mich die Rampen auf 100%/ms einstellen...
Die Störfrequenz kann man nicht abstellen. Wollte das Ganze noch mal morgen testen. Gebe dann wieder eine Rückmeldung.

 

[A_Student]

Sry für Dopprlpost.Noch mal ein kurzes feedback meinerseits.
Integrationszeit ausgeschaltet, Rampen richtig eingestellt und voila


Links die Regelung mit dem Regler FB41 von Siemens, rechts die Regelung mit einem selbst programmierten P-Regler.

Siehst deutlich besser aus. Jetzt muss nur noch das Überschwingen verringert werden. Nochmals vielen Dank euch alle und danke für den Tipp WinccTia.

I-Anteil bewirkt beim FB41 irgendwie nichts. Kann den beliebig erhöhen. Die Kiste fängt nicht an zu rattern.

 

[Wincctia]

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Hallo Student,

das sieht doch deutlich besser aus!
leider ist dein Zeitlineal unten nicht sehr Fein aufgelöst. Warum der I Anteil nicht so richtig in Fahrt kommt würde ich Folgendermaßen einschätzen:
der I Anteil geht ja Rein über Zeit zum verhinder bzw. Ausgleichen der Bleibenden Regeldifferenz.
Aber so wie es bei dir ausschaut ist geht die Pressfahrt mit so einer Geschwindigkeit das hier einfach der I Anteil nicht richtig zum Tragen kommt beim Fahren weil es halt auch irrsinnig schnell geht. Aber du siehst im Idb bei lmn out ja wie sich dein Regler zusammensetzt und zumindest da wo du das Photo gemacht hast war ein I Anteil Aktiv.
Evtl wäre ja auch ein Pd Regler interessant weil dieser ja genau ein Überschwingen verhinder soll weil ja der D durch die Änderungsgeschindikeigit wirkt.


Gruß Tia

 

[A_Student]

So noch mal ein kleines feedback meinerseits. D eingeschalten und rumexperimentiert bringt wenig. D-, P- und I-Anteil eingeschlatet, Kurve ist ziemlich Steil, nur habe ich ein zu größes Überschwingen, dafür regelt er nach dem Überschwingen nahe zu perfekt ein. Vielleicht reicht das Ganze...

Versuche jetzt ein bisschen mit dem Dither der Wago Kiste rumzuspielen. Amplitude erhöhen und Frequenz runter setzen. Gibt es irgendwelche Dinge die ist dabei berücksichtigen muss. Die Amplitude kann ich zwischen 0 und 50% einstellen und die frequenz hat ein Einstelraster von 1hz bis 250 hz.

 

[weißnix_]

Als nicht Regelungsspezi denk ich gerade über TM_LAG, Cycle_Time und die Auswirkungen von T_I nach.
TM_Lag ist auf 20s bei Dir parametriert. Mir scheint, das ist zu viel.
Die Abtastrate scheint mir mit 1s auch zu groß. (Sorry, falsche Spalte. 1ms ist ok )
Schlussendlich die Integralzeit: Ist die zu klein, würde ein nennenswerter Integralanteil schon während der Stellzeit des Zylinders anfallen. In Verbindung mit der Abtastrate würde der Integralanteil das Überschwingen begünstigen und IMHO den Buckel erklären.
50ms für den Differentialanteil schein mir wiederum zu wenig. Ich würde hier mal so mit 0,5...2s experimentieren. TM_Lag dabei höchstens auf die Abtastzeit*5 einstellen. TM_Lag erklärt für mich im übrigen die von Dir berichtete geringe Wirkung des D-Anteils. Der D-Anteil ist richtig wirksam, wenn eine Erhöhung von Td ein Abbremsen der Bewegung bewirkt.

Um den Buckel erstmal zu bekämpfen würde ich auf den I-Anteil komplett verzichten, also erstmal als PD-Regler einstellen. Im Ergebnis sollte ein schöner Verlauf der Kurve mit einer leichten Sollwertabweichung herauskommen. Erst an der Stelle würde ich maßvoll den I-Anteil dazuparametrieren (von großen TI-->kleinem TI!). Wenn dann die Regeldifferenz in akzeptabler Zeit weg ist würde ich wieder einen kleinen Buckel erwarten. Gegen den würde ich dann mit einer Senkung von Kp und eeiner leichten Erhöhung von Ti reagieren.

Kannst Du Dein Zeitaster mal kurz erläutern? Ist das ein Rechteck mit ~8s Periode? Also allee ~4s eine Umschaltung
Nach Durchsicht der Screens halte ich jedenfalls einen Verlauf nahe am Analogregler für machbar.