Hydraulikzylinder mit Wegaufnehmer

[roman79]

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Guten Morgen!

also ich habe in nächster Zeit eine Anlage, wo ich einen Hydraulikzylinder mit Wegaufnehmer (4-20mA) habe und diesen Hydraulikzylinder in einer definierten Stellung positionieren muss. Die Toleranz der Position ist ca. 0,5mm +/-. Das Hydraulikaggregat und das Ventil wird aber über Bits ein und ausgeschaltet - d.h. kein Propventil. Ich habe mir dazu vorgestellt das ich die Korrektur der Mittelposition über eine Zeit am TP einstellbar mache - Hydraulik bleibt mir ja nicht sofort stehen...Zykluszeit...Druckabbau usw...

Habt ihr hier vielleicht schon Erfahrung gesammelt ob sich das so realisieren lässt bzw. habt ihr viell. andere Lösungsvorschläge??

Danke vorab!



Hardware:
CPU 314-2DP
TP177A
Analoges Wegmesssystem 4-20mA
Ansteuerung Hydraulik ist über eine digital Ausgang
Ansteuerung Ventil ist über eine digital Ausgang

 

[Panzerknacker]

Prinzipiell lässt sich das natürlich so lösen, die Frage ist natürlich nach der Auflösung des Gebers. Da solltest du genauere Angaben zu machen (wieviel Bit Auflösung kann die AI-Karte die du einsetzt, wie groß ist der Weg der mit den 4-20mA dargestellt werden soll). Was machst du, wenn der Zylinder sich aus der Position bewegt? Nachregeln oder einfach so stehen lassen?

 

[roman79]

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Also die Karte ist eine 6ES7334-0CE01-0AA0 und hat 8 Bit Auflösung, der Gesamtweg des Zylinders ist 115mm. Dabei sind Drucksperrende Ventile eingesetzt...d.h. es sollte keine Bewegung mehr stattfinden nachdem die Position erreicht wurde. Bei der Auflösung schreibt der Wegaufnehmerhersteller "unendlich - begrenzt nur durch das Ausgangsrauschen"...

Ich muss dazu sagen das ich so ein Wegaufnehmersystem noch nie programmiert habe...das heisst ich hab auch noch keinen Plan wie ich es in der Steuerung skalieren / kalibrieren muss...

Für Lösungsansätze wär ich euch sehr dankbar!

 

[Panzerknacker]

Also eine 8-Bit Karte hat für den Anwendungsfall eigentlich eine zu kleine Auflösung.

Der Weg der als Analogwert dargestellt werden soll sind 115mm, die Karte hat 8 Bit, also 256 "Stufen" (0-255). Das heißt das deine 115mm in 256 Teile aufgeteilt werden. Damit ergibt sich eine maximale Genauigkeit von 0,45mm.
Dies ist imho zu wenig um den Zylinder auf 0,5mm genau zu positionieren.

Du solltest definitiv eine Karte mit einer höheren Auflösung nehmen.
Karte mit 08Bit - 0256 Teile - max Genauigkeit 0,45mm
Karte mit 11Bit - 2048 Teile - max Genauigkeit 0,056mm
Karte mit 12Bit - 4096 Teile - max Genauigkeit 0,028mm
Karte mit 13Bit - 8192 Teile - max Genauigkeit 0,014mm

Gruß
Matthias

 

[roman79]

Danke erstmal!

Ja hab die alternative Karte gesehen mit einer 12 Bit Auflösung: 6ES7 334-0KE00-0AB0

Hast vielleicht noch Tips bzgl. der Prorammierung?? Auf was muss ich aufpassen?

 

[wwwandy]

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Also wie Panzerknacker geschrieben hat ist 8bit bissle knapp für deine 0.5mm Positionierungsgenauigkeit. Außerdem fehlen Angaben über die Verfahrgeschwindigkeit des Zylinders, Beispiel:

"Zylinder fährt mit 1m/s" wäre viel schwerer(unmöglich?) mit S/W Ventil zu positionieren, als wenn der Zylinder mit 1mm/s fährt. Dann spielen natürlich noch Reaktionszeiten deiner Lasthalteventile+SW-Ventile sowie die Schlauchlänge zwischen Ventil und Zylinder, Querschnitt usw. eine Rolle. Und ob es erlaubt wäre "nachzuregeln" also z.B. etwas mit PULSGEN zu machen.

Wäre, angenommen du fährst 2mm/s, sowas denkbar?:
Ventil bleibt bis 0.5mm vor dem Ziel auf "ausfahren", schaltet dann aus und nach einer gewissen Zeit wieder für kurzen Impuls (vielleicht 500ms) wieder ein? Und dann halt noch die Fragen von Panzerknacker beantworten: Soll der Zylinder nachgefahren werden, sobald er aus der Position rutscht? (Deine Lasthalteventile sind keine Garantie dafür, dass die Position exakt gehalten wird: z.B. man Wärmeausdehnungskoeffizient) Gruß von Andy

 

[Panzerknacker]

Für Danke gibts den Danke-Button

Die Anmerkungen von wwwandy sind schon vollkommen korrekt. Diese Punkte sollten zuvor alle geklärt werden.
Die Normierung des Analogeingangs machst du am besten mit dem SCALE-FC von Siemens. Bevor du loslegst solltest du den Wegaufnehmer prüfen indem du ihn anschließt und die echte Position des Zylinders mit den normierten Werten vergleichst.

 

[roman79]

also die Verfahrgeschwindigkeit ist einfahren: 41mm/s - ausfahren: 33mm/s

Die Korrektur der Position wäre dann über eine Zeit am TP einstellbar...zb 0,5 sec vor dem tatsächlichen Ausschaltpunkt...müsste man halt einmal probieren und messen und danach den Wert eingeben

 

[roman79]

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sehts! an das hab ich noch gar nicht gedacht...wenn eine Positionsänderung in der Mittelstellung eintritt kann man nachregeln...
die Korrektur abhängig vom Istweg und dann aufrechnen mit der Einschaltzeit der Hydraulik / Ventil

*vde*

brrrr des wird schön langsam ja richtig anspruchsvoll *gggg*

 

[Rudi]

also die Verfahrgeschwindigkeit ist einfahren: 41mm/s - ausfahren: 33mm/s

Die Korrektur der Position wäre dann über eine Zeit am TP einstellbar...zb 0,5 sec vor dem tatsächlichen Ausschaltpunkt...müsste man halt einmal probieren und messen und danach den Wert eingeben

Wird sicher etwas zu ungenau werden auf diese Art.
Bedenke auch evtl. Temperaturunterschiede des Öls. Evt. unterschiedliche Lasten usw. Evtl. kannst du die Position etwas überfahren und dann drucklos (Schwerkraft) auf Position absenken. (falls die Anlage das ermöglicht).

 

[roman79]

Also das ich einen mech. Anschlag habe ist leider nicht möglich. Wäre die sauberste Lösung ist aber leider nicht. Naja wenns bei mir dann in die heisse Phase geht werd ich sicher wieder schreiben was los ist!

Erstmal danke für eure Hilfe!!

 

[Larry Laffer]

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m.E. wäre das eine Art Regelung (Vergleich Soll-Position mit Ist-Position).
Ich habe aber so meine Zweifel, ob du mit dieser Mimik eine sauber funktionierende Positionierung hin bekommst ...
Was ist der Sinn der Übung ?

Gruß
LL

 

[roman79]

Der Sinn dieser Übung ist das ich einen Schmelzestrom über diese Mittelposition ableite und die nachgeschaltene Maschine nicht mehr befülle. Was wäre eine kostengünstige alternative um hier eine saubere Lösung zu machen - mech. Anschlag od. ein Prop-Ventil?

 

[mega_ohm]

Wird sicher etwas zu ungenau werden auf diese Art.
Bedenke auch evtl. Temperaturunterschiede des Öls. Evt. unterschiedliche Lasten usw. Evtl. kannst du die Position etwas überfahren und dann drucklos (Schwerkraft) auf Position absenken. (falls die Anlage das ermöglicht).

Drucklos absenken... würde m.M. nach bedeuten:
- Hydraulikstation abschalten ( ist eher nicht sinnvoll, da diese meist mehrere "Verbraucher" speist....
In der Laufzeit wird die Hydr.-Stat. meist begrenzt...

- ein zusätzliches Ventil für "druckloser Umlauf" (sollte drahtbruchsicher
angesteuert sein, also Elektrik kaputt = "druckloser Umlauf" >> keine
hydr. Funktion möglich,
Elektrik = OK => dieses Ventil + das zusätzliche Arbeitsventil wird
angesteuert....

Da ja ein Analog-Geber am Zylinder vorhanden ist und viele Autoren vor mir viele sehr gute Tipps gegeben haben... ist dieses Projekt einfach nur zum "Erfolg verdammt" !

________________________________________________________

Mit einem Ventil für "druckloser Umlauf" = angesteuert und dem, der eigentlichen Bewegung entgegengesetztem Ventil würden vermutlich recht brauchbare Ergebnisse erzielt.

Funktions- Gedanken- Beispiel:
1. je nach Auflösung des AnalogEingangs über die Position "drüber" fahren...
2. mit "drucklosen Umlauf" und entgegen gesteuerten Ventil ( "Senken" ) auf die SollPos "fahren / absenken"
______________________________________________________________

Dabei kommt es natürlich auf die Häufigkeit und Genauigkeit der Regelung an:
- ab einer gewissen Geschwindigkeit und /oder Genauigkeit läuft sich jedes System "tot" !!!

Mfg

 

[Rudi]

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Drucklos absenken... würde m.M. nach bedeuten:
- Hydraulikstation abschalten ( ist eher nicht sinnvoll, da diese meist mehrere "Verbraucher" speist....
In der Laufzeit wird die Hydr.-Stat. meist begrenzt...

Mfg

Drucklos ansenken bedeutet doch nicht Hydraulik abschalten.
Man kann z.B. den Zylinder abschalten und beispielsweise über ein entsperrbares Rückschlagventil bei entsprechender Masse der Hubeinrichtung mit Hilfe der Schwerkraft auf Position absenken.

 

[mega_ohm]

Drucklos ansenken bedeutet doch nicht Hydraulik abschalten.
Man kann z.B. den Zylinder abschalten und beispielsweise über ein entsperrbares Rückschlagventil bei entsprechender Masse der Hubeinrichtung mit Hilfe der Schwerkraft auf Position absenken.

Mit "Schwerkraft auf Position senken".... das habe ich selber schon programmiert ( allerdings ohne Geber am Zylinder, weil es da eben nicht auf 0,5 cm oder mm ankam )
Ich hatte ein Ventil ("druckloser Umlauf"), welches angesteuert werden mußte, um an diesem Hydraulikblock (auf dem dann mehrere andere Ventile montiert waren) überhaupt den Systemdruck zu haben.
Dementsprechend habe ich den Zylinder mit Systemdruck ( Ventil "druckloser Umlauf" mit angesteuert ) über einen Initiator gefahren, die neg. Flanke des Ini's ausgewertet. Danch habe ich das Ventil "druckloser Umlauf" weg- und das Ventil "senken" zugeschaltet bis pos. Flanke dieses Ini's.

Solange Systemdruck an dem " Heben / Senken"- Ventil anliegt, hat es für mich nichts mit "Senken mit Schwerkraft" zu tun... und eine genaue Positionierung dürfte schwierig sein. ( zumindest mit S/W- Hydraulik )

Mfg

 

[Rudi]

Mit "Schwerkraft auf Position senken".... das habe ich selber schon programmiert ( allerdings ohne Geber am Zylinder, weil es da eben nicht auf 0,5 cm oder mm ankam )
Ich hatte ein Ventil ("druckloser Umlauf"), welches angesteuert werden mußte, um an diesem Hydraulikblock (auf dem dann mehrere andere Ventile montiert waren) überhaupt den Systemdruck zu haben.
Dementsprechend habe ich den Zylinder mit Systemdruck ( Ventil "druckloser Umlauf" mit angesteuert ) über einen Initiator gefahren, die neg. Flanke des Ini's ausgewertet. Danch habe ich das Ventil "druckloser Umlauf" weg- und das Ventil "senken" zugeschaltet bis pos. Flanke dieses Ini's.

Solange Systemdruck an dem " Heben / Senken"- Ventil anliegt, hat es für mich nichts mit "Senken mit Schwerkraft" zu tun... und eine genaue Positionierung dürfte schwierig sein. ( zumindest mit S/W- Hydraulik )

Mfg

Funktioniert meiner Meinung nach auch ohne " Heben / Senken"- Ventil zu beschalten. Mit geschlossener Mittelstellung bei entsprechender Hydraulikschaltung über ein entsperrbares Rückschlagventil.

 

[mega_ohm]

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Funktioniert meiner Meinung nach auch ohne " Heben / Senken"- Ventil zu beschalten. Mit geschlossener Mittelstellung bei entsprechender Hydraulikschaltung über ein entsperrbares Rückschlagventil.

Das will und kann ich nicht bestreiten.
Ich vermute, daß Du Dich mit dem Thema beschäftigt und eine funktionierende Lösung gefunden hast und deswegen möchte ich mich für Deine Tipps bedanken... sollte ich zukünftig mal ein Projekt haben, bei dem eine Positionierung auf Zwischenpositionen mit normalen Standard- Zylindern OHNE Wegaufnahme realisiert werden soll, werde ich Deine Tipps auf jeden Fall beachten.
Ich hatte, als ich meine Lösung für "GUT" befand, einen Meister Medienversorgung /Hydraulik gefragt, ob das funktionieren kann.
Er sagte mir, Hydraulik- Zylinder ohne Prop.-Ventil fahren einfach nur, wohin sie wollen, solange sie die Endlage nicht erreicht haben.
Teilweise hatte er Recht.

Ich hatte nur ein 3-/4- Wege-Ventil für "heben / senken", eine Hydraulikstation, die auch andere Anlagenteile versorgt ( also fast ständig läuft ) und dieses Ventil "druckloser Umlauf" an dem entsprechendem Steuerblock. Deswegen habe ich es, wie schon beschrieben gelöst... und es funktioniert. Die Hydraulik- Anlage umzubauen... das habe ich mir nicht zugetraut, weil mir dafür das Wissen fehlt.

Mfg

 

[Rudi]

Hydraulik- Zylinder ohne Prop.-Ventil fahren einfach nur, wohin sie wollen, solange sie die Endlage nicht erreicht haben.
Teilweise hatte er Recht.
Mfg

Ja das kann man schon so in etwa auch nach meiner Meinung sagen.
Prinzipiell ist es immer bessser wenn es konstuktiv möglich ist in die Endlage zu fahren bzw. gegen einen Anschlag.
Habe schon viele Lösungen gesehen die zwar am Anfang mit neuen Ventilen und neuen Zylindern wunderbar funktioniert haben aber später zum Problem wurden.
So der Experte bin ich aber auch nicht. Ich spreche nur aus langjähriger Erfahrung in der Instandhaltung bzw. Anlagenmontage / Inbetriebname.

 

[Grubba]

Nur mal so als Anregung:

Wir haben hier z.B. eine Blechschere, bei der ein Anschlag über einen stinknormalen Asynchronmotor gesteuert wird. Der Motor hat Wicklungen für Schnell und Langsamgang. Eine Positioniersteuerung (ELGO) schafft es damit, den Anschlag auf 1/10mm genau zu fahren.

Wenn Du Deine Zylinder schon nicht per Propventil fahren kannst, darfst Du den aber vielleicht evtl. über zwei getrennte "normale" Ventile fahren um einen Schnell und Langsamgang nachzubilden?

Ein Ventil würde "normal" den Zylinder ansteuern, das andere würde über eine Drossel den Zylinder ansteuern. So hättest Du dann einen Eilgang und einen Schleichgang, wenn man so will. Dann erst grob vorpositionieren, dann langsam fein zustellen.