Bestmögliche Lösung Drehzahlerfassung /-regelung

[Ide]

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Ich bin momentan etwas uneins mit unserem Steuerungsbauer über die vorhandene Drehzahlerfassung sowie Regelung unserer Hydraulikantriebe in unsere Mobilenarbeitsgeräten. Da ich selber mehr der Ideengeber als der Programmierer bin, suche ich auf diesem Wege nach der bestmöglichen Lösung mit der vorhandenen Hardware.

Zur Anlage:

• Hydraulikmotor (11 Stück) per Prop-Ventil geregelt auf bis zu 300 u/min
• Pro Umdehung eine Impuls per Nährungsschalter (Ifm IFT200) (max. alle 200ms ein Signal)
• Steuerung IM151-7 und der Nährungsschalter geht auf eine normale Eingangskarte (kein Platz für 11 schnelle Zähler) - Zykluszeit ca.23ms

Momentan ist es so das wir bei Antrieben die schneller als ca.150u/min laufen die "Fahne" für den Nährungsschalter verlängern müssen damit eine Auswertung der Drehzahl funktioniert. Die Anzeige (und ich denke somit die Auswertung) der Drehzahl auf dem Op177B ist uns zu träge. Bei der nächsten Anlage sollen die Antriebe automatisch auf eine in einer Rezeptur hinterlegten Drehzahl geregelt werden. Meine Vermutung ist nun das durch die langsame Auswertung der Drehzahl auch die Regelung träge wird!?

Also wir benötigen:

1. Schnelle Drehzahlerfassung
2. Schnellstmögliche Regelung

Zu 1:
So wie ich jetzt lesen konnte gibt es dazu mehrere Möglichkeiten. 1. Zeit zwischen zwei Impulsen per Timer messen, 2. Eine Variante mit dem OB35 und 3. Die Möglichkeit per Zykluszeit.
Welche ist nun die beste Prgrammierstrategie eine Drehzahl zu erfassen??
(Den von uns momentan genutzen Code füge ich unten an!)

Zu 2:
Wir hatten in der Vergangeheit schon eine ähnliche (Drehzahl)-Regelung welche jedoch auch nicht nach unserer Zufriedenheit funktionierte. Mein Vorschlag war nun einen fertigen PID-Baustein von Siemens zu nutzen (der sollte es ja normal können), der Programmierer meinte jedoch das die kompliziert "einzustellen" sein (viele nicht benötigte Parameter)!?

Ich bin nicht auf der Suche nach fertigen FC/FC´s, ich will jedoch wissen wo ich meinen zuständigen Programmierer hin schicken muss. ...wenn Beispiele kommen wäre es nätürlich noch besser!

 

[LargoD]

Das Problem ist die Erfassung von niedrigen Drehzahlen. Bei 60U/Min z.B.hast Du einen Impuls pro Sekunde, schneller kannst Du dann auch die Drehzahl nicht erfassen und deshalb auch nicht schneller nachregeln.
Wenn Du nur bei 300U/Min arbeitest sieht es etwas besser aus (200ms), für eine wirklich schnelle Regelung reicht das aber nicht.
Da retten Dich auch die von Dir aufgezählten unterschiedlichen Messverfahren nicht.
Je mehr Fahnen an der Welle sitzen, desto schneller kannst Du regeln.

Die Regler von Siemens sind gut dokumentiert und es gibt auch gute Werkzeuge um die einzustellen. Sooo kompliziert ist das nicht.
Wenn Ihr was offenes wollt, schick den Programmierer mal auf die Suche nach OSCAT, das gibt es das alles als offene Bausteine, ist aber nicht unbedingt einfacher, man kann sich aber seine Regler "maßschneidern".
Gruß
Erich

 

[Ide]

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Je mehr Fahnen an der Welle sitzen, desto schneller kannst Du regeln.

Wir haben bis dato immer von mehreren Fahnen abgesehen da uns die Steuerung eh schon mit der einen Fahne zu langsam erschien!
Bei extrem langsamen Antrieben (ca. 30u/min) arbeiten wir schon mit mehreren Fahnen...

Das es mit OSCAT nicht einfacher wird habe ich schon befürchtet und deshalb abstand davon genommen. Ich denke ja auch das es soooo schlimm nicht sein kann mit den Siemens-Bausteinen

 

[LargoD]

Wir haben bis dato immer von mehreren Fahnen abgesehen da uns die Steuerung eh schon mit der einen Fahne zu langsam erschien!
Bei extrem langsamen Antrieben (ca. 30u/min) arbeiten wir schon mit mehreren Fahnen...

Bei den von Dir genannten Daten (300U/Min, 23ms) sollten drei Fahnen zuverlässig gehen.
Du musst darauf achten, dass das Puls/Pause-Verhältnis etwa 1:1 ist, dann erreichst Du die höchst mögliche zu messende Drehzahl.
Gruß
Erich

ps. und wenn Du die Messmethode mit OB35 benutzt, gehen noch mehr Fahnen.

 

[Ide]

Bei den von Dir genannten Daten (300U/Min, 23ms) sollten drei Fahnen zuverlässig gehen.
Du musst darauf achten, dass das Puls/Pause-Verhältnis etwa 1:1 ist, dann erreichst Du die höchst mögliche zu messende Drehzahl.
Gruß
Erich

ps. und wenn Du die Messmethode mit OB35 benutzt, gehen noch mehr Fahnen.

Also mit dem von uns eingesetzem FB geht es leider nicht und das bestätigt ja voll und ganz meine Vermutung das die Ausertung nicht das Gelbe vom Ei ist!

 

[Der Pfälzer]

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Wir haben bis dato immer von mehreren Fahnen abgesehen da uns die Steuerung eh schon mit der einen Fahne zu langsam erschien!
--

Hallo,
oftmals ist nicht die Anzahl der Impulse das Problem, sondern deren Dauer, also die Länge der Fahne.

Um eine sichere Erfassung zu erreichen sollte die Impulslänge min. die doppelte Zykluszeit betragen (bei normalen DEs), da die Impulse ja asynchron zum Zyklus sind und am Anfang des Zyklus "eingefroren" werden (Stichwort PAE).
Für die Impulspausen (INI nicht bedeckt) gilt das gleiche.
Am besten ist ein Impuls/Pause-Verhältnis von 50%, was mit Fahnen oft nicht möglich ist.

Evtl. ist eine schnellere Impulserfassung auch über besondere DE-Karten, die eine niedrigere Eingangsdämpfung besitzen, möglich. Normale DE-Karten haben eine (gewollte) Signaldämpfung von ca. 5ms.

Mit den "schnellen" DE-Karten per Interrupt-OB die Impulse in ein DW schreiben und im zyklischen Programm im geeigneten Zeitraster (entspricht dann der Istwertaktualisierung) das DW auslesen und reseten. Da sind natürlich Ungenauigkeiten vorhanden, aber sicher vernachlässigbar und allemal besser als die jetzige Lösung.

Für eine schnelle Regelung müssen genügend Impulse her.

Die Sie..-Regler sind schon OK. Hab ich oft eingesetzt.
Man muss sich halt etwas mit Regeltechnik beschäftigen, aber das ist nicht nur bei denen so.

Gruß Roland

 

[Larry Laffer]

... und wenn Du die Messmethode mit OB35 benutzt, gehen noch mehr Fahnen.

Grundsätzlich ja - aber dann muß der OB35 erstens schnell genug aufgerufen werden und zweitens muss dann bei / in jedem OB35-Aufruf das Prozessabbild der verwendeten Eingänge aktualisiert werrden (denn das macht ja sonst nur der zyklische Aufruf) - also z.B. L PEB 10 und dann T EB10 ...

Ansonsten doch mal über eine Zählerkarte nachdenken (warum geht die nicht bei der IM151-7 ?). Die kann dir dann auch gleich schon "Drehzahl" als Wert ausgeben (eine entsprechende Impuls-Frequenz vorausgesetzt).

Gruß
Larry

 

[bike]

Regeln mit solch wenigen Impulsen?
Wenn der Antrieb mit 60 1/min läuft, sind die 60 Impulse etwas wenig für eine genaue Regelung.
Daher die Frage wie genau soll die Regelung sein?


bike

 

[LargoD]

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Um eine sichere Erfassung zu erreichen sollte die Impulslänge min. die doppelte Zykluszeit betragen (bei normalen DEs),

Nö.
Wenn die Impulszeit (plus Entprellzeiten der Karte) größer als die einfache maximale Zykluszeit ist, erwischst Du den 1-Zustand sicher.
Das Gleiche gilt für die Pause.
Mit Deiner Forderung verkleinerst Du zwar den Jitter, prizipiell ist das aber nicht erforderlich
Gruß
Erich

 

[Sockenralf]

Hallo,

würde es gehen, aus den Pulsen einen Analogwert zu machen und den mit der SPS zu messen?
Genug Platz?


MfG

 

[Der Pfälzer]

Nö.
Wenn die Impulszeit (plus Entprellzeiten der Karte) größer als die einfache maximale Zykluszeit ist, erwischst Du den 1-Zustand sicher.

Stimmt natürlich.
Asynchrone Signale werden ja dann im nächsten Zyklus erfasst. Sorry, war Trugschluss.

Mit "min." wollte ich sagen, dass die Impulslänge auch länger sein darf.

Ich benutze um über den Daumen eine Vorstellung zu kriegen immer die doppelte Zykluszeit. War mir einfach sicherer, da diese meist schwankt wenn ich Funktionen über mehrere Zyklen verteilt habe.

Aber "mehr als maximale einfache" Zykluszeit reicht natürlich aus.

Gruß Roland

 

[Longbow]

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Also wir benötigen:

1. Schnelle Drehzahlerfassung
2. Schnellstmögliche Regelung

Zu 1:
So wie ich jetzt lesen konnte gibt es dazu mehrere Möglichkeiten. 1. Zeit zwischen zwei Impulsen per Timer messen, 2. Eine Variante mit dem OB35 und 3. Die Möglichkeit per Zykluszeit.
Welche ist nun die beste Prgrammierstrategie eine Drehzahl zu erfassen??
(Den von uns momentan genutzen Code füge ich unten an!)

Zu 2:
Wir hatten in der Vergangeheit schon eine ähnliche (Drehzahl)-Regelung welche jedoch auch nicht nach unserer Zufriedenheit funktionierte. Mein Vorschlag war nun einen fertigen PID-Baustein von Siemens zu nutzen (der sollte es ja normal können), der Programmierer meinte jedoch das die kompliziert "einzustellen" sein (viele nicht benötigte Parameter)!?

Ich bin nicht auf der Suche nach fertigen FC/FC´s, ich will jedoch wissen wo ich meinen zuständigen Programmierer hin schicken muss. ...wenn Beispiele kommen wäre es nätürlich noch besser!

Von VIPA, Beckhoff und SIEMENS ET200s gibt es Zählermodule oder Digitale Eingänge an der dezentralen Peripherie, die den Zeitpunkt für derartige Impulse auf +-1µs (Mikrosekunde) genau erfassen können, unabhängig vom SPS Zyklus. Damit steht eine sehr genaue Drehzahlinformation nach jeder Umdrehung zur Verfügung.

 

[plc_tippser]

Hei,

könnte man denn einen analogen Tacho anbringen? Das ist ja nicht teuer und analogen Eingänge sind auch nicht die Welt. Dann würden die PID Regler von Siemens schon gut funktionieren.

Gruß, pt

 

[Ide]

Erstmal besten Dank für eure Vorschläge!

Zur Erfassung:
Wie gesagt wollen wir bei unserer jetztigen Hardware bleiben aber damit das möglichst bestmöglicher erreichen. Zählerkarten sowie Frequenz-Anlalogwandler fallen nicht nur preislich stark ins Gewicht, sondern passen nicht mehr in den kleinen Schaltschrank unserer Anlagen.
Ich hoffe ja das die high-future-Eingangskarten uns ein wenig weiter bringen. Hat hier jemand evtl. einen fertigen FB/FC bzgl. Drehzahlerfassung per OB35?

Zur Regelung:
Wie ich schon in meinem ersten Beitrag geschrieben habe - bestmöglich

 

[LargoD]

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Das mit der Schraube als Fahne vor dem Ini ist ungünstig für eine reine Software-Lösung.
Wie ich schon mal schrieb, solltet Ihr versuchen, die Fahne oder mehrere Fahnen so zu formen, dass Ihr ein Ein/Aus-Verhältnis von etwa 50/50 bekommt. Sonst sinkt die Drehzahl, bei der Ihr noch zuverlässig messen könnt.
Gruß
Erich

 

[Ide]

Das mit der Schraube als Fahne vor dem Ini ist ungünstig für eine reine Software-Lösung.
Wie ich schon mal schrieb, solltet Ihr versuchen, die Fahne oder mehrere Fahnen so zu formen, dass Ihr ein Ein/Aus-Verhältnis von etwa 50/50 bekommt. Sonst sinkt die Drehzahl, bei der Ihr noch zuverlässig messen könnt.
Gruß
Erich

Wir haben für die nächste Anlage Fahnen (eine bei schnelle, drei bei langsamen Antrieben) welche 7cm lang sind, ich will hoffen das uns das weiterbringt....