Sehr Schnelle Regelung -> Steuerungskonzept

plc_typ

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Wir haben momentan die Anfrage für eine Druckregelung einer Hydraulik. Die Maschine hat Magnetventile mit Öffnungszeiten
zwischen 10 und 80ms, die Anzahl der geöffneten Ventile kann auch stark Variieren. Das Heißt der Druckabfall ist immer Individuell.

Plan war es nun einen Beckhoff CX Controller einzusetzen und über Ethercat Servoventile anzusteuern (Stellzeit 0-100% ca 8ms).
Kommunikation zur übergelagerten Steuerung via Profinet per Schnittstellenmodul (EL6631).
Ein sehr Schneller Task soll die Regler (2x PID) und die Kommunikation zu den Ventilen ausführen, Angedacht waren 200µs. In einem
etwas langsameren Task (500µs) soll noch etwas andere Logik bearbeitet werden, pro Zyklus ca. 20x 16bit Vergleiche und 50 bit Operationen.
Der Dritte Task (5ms) soll die Kommunikation zur SPS abwickeln (256byte in/out).

Ich hatte schon eine ähnliche Anwendung gesehen bei der Regelung eines Pressen- Ziehkissens. Ebenfalls mit Beckhoff.
Hier war allerdings ein IPC verbaut welchen das Budget nicht hergibt.

Die Frag ist nun, welcher Controller für diese Aufgabe Leistungsmäßig reichen sollte.
Als Software soll TwinCat 2 genutzt werden.
 
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Moin
Schau mal Bosch Rexroth. Die haben da servoventile mit Netzwerksnschluss ( Sercos Ethercat Profinet usw.) sogar mit Codesys Onboard


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Bei den Zykluszeiten und TwinCAT 2 brauchst du eine hohe SingleCore Performance. Da wäre eine CX2020 evtl. eine gute Lösung. Aber ob die wirklich ausreicht, kann ich dir nicht versichern. Am besten, du wendest dich deswegen direkt an Beckhoff. Wenn ihr euer Programm schon fertig habt, könnt ihr ja mal euren Vertriebler nach einem Evaluierungsgerät fragen das ihr dann 4 Wochen ausleiht.

PS
auf meinen Notebook mit Core i7 6600U mit 2,8GHz komme ich unter TC3 mit einer 200µs und einer 400µs Task, die einfach nur ein paar Zahlen aufaddieren, auf 10% - 17% Echtzeitauslastung.
 
Zuletzt bearbeitet:
Hack schrieb:
bei den Anforderungen würde ich als erstes einen CX51xx probieren.
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Wird Kostenmäßig wahrscheinlich nicht drin sein, Der Beckhoff Controller ist als kleine Zusatz CPU vorgesehen die nur sehr wenig Code auszuführen hat,
aber eben mit sehr hoher Geschwindigkeit. Leistungsmäßig sind wir eigentlich gut aufgestellt, haben eine S7 319 verbaut die nicht wirklich viel zu tun hat.
Leider sind Weckalarme unter 1ms nicht möglich in der Siemenswelt.
Ich denke, das höchste was wir genehmigt bekommen ist die CX1010. Mal sehen ob Beckhoff uns ein Leihgerät gibt, damit wir die Umsetzbarkeit Testen können.
 
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Ich hab mal Compax3F-Regler von Parker eingesetzt. Die haben Codesys OnBoard und sind speziell für Hydraulik geeignet. Unterstützung vom Hersteller hatte ich ebenfalls, das lief alles recht gut ab.
Kommt natürlich immer auf den Spezialfall an, aber anfragen kann man das.
 
CX1xxx -> gibt es seit 10 Jahren "as is". Würde ich nicht nehmen. Ich glaube auch nicht das diese preislich interessanter sind als der CX51x0 weiss das aber nicht.
Um 200µs Zykluszeit zu erreichen braucht es einen CX51x0 oder equivalent. Die kleineren Varianten (CX8xxxx bzw. CX9020) verbrennen beim Umschalten zwischen Echtzeit<->Windows so viel Zeit dass du keine 200µs hinbekommst.


Guga
 
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rostiger Nagel schrieb:
In Sinn währe mir da dieser gekommen.

https://www.zander-aachen.de/de/aut...ticles/automation-high-speed-steuerungen.html

Der kennt ja keine Zykluszeit.
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Hochinteressant, kannte diese Steuerungen bisher nicht. Denke aber nicht, dass der Kunde diese akzeptieren würde. Die Lösung ist für
eine Standard- Maschine von dehnen >30 Stück/ Jahr gebaut werden. Ich kann mir vorstellen, dass bei solch einem "Exotischen" Controller,
die Instandhalter des Endkunden not amused sein werden.

Der CX5010 Controller ist doch Günstiger als gedacht. Ein Spezielles Netzteil wie bei den CX10xx entfällt ebenfalls, das ist gut.
Ich frage mich momentan ob es für diese sehr schnelle Anwendung ein Twincat gibt, welches man bevorzugen sollte (2 oder 3).
Ebenso ob sich das Betriebssystem bei TwinCat3 auf die Geschwindigkeit auswirkt (32bit vs 64bit).
 
Hi,

wir haben mal für ein Projekt mit schnellen Schaltzeiten eine Baugruppe von Siemens eingesetzt.
- High Speed Boolean Processor FM 352-5

Gruß Volker
 
Nur 8DO und kein EtherCat, das reicht für unsere Anwendung nicht aus. Und so wie es aussieht kann das Teil bloß KOP und FUP, damit einen PID zu Programmieren stelle ich mir
spannend vor :p
 
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plc_typ schrieb:
Wird Kostenmäßig wahrscheinlich nicht drin sein, Der Beckhoff Controller ist als kleine Zusatz CPU vorgesehen die nur sehr wenig Code auszuführen hat,
aber eben mit sehr hoher Geschwindigkeit. Leistungsmäßig sind wir eigentlich gut aufgestellt, haben eine S7 319 verbaut die nicht wirklich viel zu tun hat.
Leider sind Weckalarme unter 1ms nicht möglich in der Siemenswelt.
Ich denke, das höchste was wir genehmigt bekommen ist die CX1010. Mal sehen ob Beckhoff uns ein Leihgerät gibt, damit wir die Umsetzbarkeit Testen können.
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... ich kann 250µs bei einer S7-319 einstellen (das auch taktsynchron). Deine Beckhoff - Klemme ich doch nicht mal taktsynchron oder?
 
zako schrieb:
... ich kann 250µs bei einer S7-319 einstellen (das auch taktsynchron). Deine Beckhoff - Klemme ich doch nicht mal taktsynchron oder?
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Das ist mir noch nie aufgefallen, dass man bei der 319 auch µs einstellen kann. Leider setzen wir zum Teil auch RTX ein, da ist das umstellen auf µs nicht möglich :?

Gerade getestet, das kleinst möglichste was akzeptiert wird sind 500µs. Man kann die 250µs zwar eingeben, aber sie werden bei dem bestätigen per OK angemeckert.
 
Zuletzt bearbeitet:
Denke bitte an deinen Drucktransmitter. Der sollte auch die benötigte Bandbreite dafür haben.

Ich habe gerade mal nachgeschaut: Wika Standard hat 500 Hz 3dB Bandbreite. Als Option 1000 Hz. siehe Seite 3 http://de-de.wika.de/upload/DS_PE8161_D_49134.pdf

Wir setzen Servo-Ventile (Moog 760 Serie:http://www.moog.de/produkte/regelventile/servo-proportionalventile/ohne-elektronik/760/) zur Regelung (Weg/Kraft) von Hydraulikzylindern ein. Allerdings machen wir die Regelung nicht selbst, sondern diese übernimmt ein Prüfstandscontroller als einfacher PI-Regler. Das klappt im Prinzip sehr gut, allerdings lässt der Regelkreis bei Weg-Regelung viel größere (Faktor 5-10) P-Verstärkungen zu als bei Kraftregelung. Dies liegt daran, dass die Ventile selber schon einen Regelkreis eingebaut haben, der den Quierschnitt/Druchfluss regelt und dieser koppelt besser mit dem Weg als mit der Kraft.

Vielleicht gibt es ja auch Servo-Ventile, deren interner Regelkreis den Druck regelt.

Gruß Illi
 
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plc_typ schrieb:
Das ist mir noch nie aufgefallen, dass man bei der 319 auch µs einstellen kann. Leider setzen wir zum Teil auch RTX ein, da ist das umstellen auf µs nicht möglich :?

Gerade getestet, das kleinst möglichste was akzeptiert wird sind 500µs. Man kann die 250µs zwar eingeben, aber sie werden bei dem bestätigen per OK angemeckert.
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Zum Thema Taktsynchonität folgender Link
https://support.industry.siemens.com/cs/ww/de/view/109480489

Liegt es evtl. schon an Deiner GSD/GSDML- dass es nicht schneller geht - aber dann hast Du mit Deinen geplanten Aufbau auch keine Vorteile.

Schau Dir mal die Ti/To- Zeiten an.
Bei den SIEMENS- Slave Baugruppen steht z.B. die Eigenschaften dabei (IRT: Bustakt 250µs).

Falls Du Beckhoff einsetzen willst, dann würde ich zumindest die EL6632 nehmen (und nicht die EL6631).

PS.: Die Frage ist ohnehin, ob bei Deiner genannten Konfiguration ein so schneller Bustakt überhaupt sinnvoll ist. Bei Hydraulik, Pneumatik etc. wird man durch die Peripherie entsprechend dynamisch begrenzt. Selbst bei Servomotoren bringt oft ein schneller Regelungstakt oft gar keine Vorteile mehr (ganz im Gegenteil, man regt dann sogar noch Resonanzen an, die man bei einen Standardabtasttakt gar nicht hätte).
 
zako schrieb:
Liegt es evtl. schon an Deiner GSD/GSDML- dass es nicht schneller geht
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Habe soeben HW- Updates geladen, <500µs geht dennoch nicht

Ausführung/OB35: Wert 250µs liegt nicht im
Wertebereich [500µs ... 60000ms].
Zum Vergrößern anklicken....



zako schrieb:
aber dann hast Du mit Deinen geplanten Aufbau auch keine Vorteile.
Zum Vergrößern anklicken....
Ich verstehe nicht ganz wie das gemeint ist. Mir ist der Takt der Übergeordneten Steuerung ziemlich egal. Die Daten die von dieser CPU
kommen sind nicht Zeitkritisch, alles Zeitkritische liefe in der Beckhoff ab. Die 319er gibt bloß Sollwerte und Betriebszustände (Automatik, Hand, Solldruck etc.),
da genügt es wenn das alle 10ms Refresht wird.
 
"Ausführung/OB35: Wert 250µs liegt nicht im Wertebereich"
==> bitte OB61 verwenden, der ist auch taktsynchron

"alles Zeitkritische liefe in der Beckhoff ab"
==> so wie ich dich verstanden habe, hast Du ohnehin die S7-319 drinn. Dann hättest Du Deine Regelung auch dort machen können.
Oder falls notwendig nehme eine S7-1500(T)
 
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