Zuviel Werbung? - > Hier kostenlos beim SPS-Forum registrieren

Seite 1 von 2 12 LetzteLetzte
Ergebnis 1 bis 10 von 19

Thema: F: SPS-Fragen bzgl. kurzen Zykluszeiten etc. (lang)

  1. #1
    Registriert seit
    26.10.2005
    Beiträge
    24
    Danke
    0
    Erhielt 0 Danke für 0 Beiträge

    Standard


    Zuviel Werbung?
    -> Hier kostenlos registrieren
    Hallo Forenteilnehmende,

    ich habe mich gerade neu auf dem Board angemeldet.

    Ja, ich habe die FAQ vorher gelesen.

    Ja, ich habe das Board vor dem Posten nach Antworten durchsucht.

    Falls ich die Anlage unklar beschrieben habe, erlklaere ich das gerne genauer.

    Ich bin Student fuer Control & Information Systems. Ich schreibe derzeit bei einer Firma in Spanien meine Abschlussarbeit.

    1. Zu Steuerndes/ Regelndes System

    Es geht dabei um die Automatisierung der Bandzugmessung z. B. bei Umwickelanlagen fuer Stahl-Coils (Coil = Grooooße Rolle Stahlblech, max. 36 t schwer, max. 2 m breit, max. 2 m Durchmesser).

    Das heisst, dass das Stahlblech von einem Coil abgewickelt wird, und zu einem neuen Coil wieder aufgewickelt wird. Dazwischen ist dann unter anderem ein von einem Elektromotor angetriebenes Walzenpaar, das sozusagen bei Bedarf "gebremst" werden kann und den Bandzug beim Aufwickeln erhoeht. Zwischen dieser "Bremse" und dem Aufwickler fuer das Coil wird das Stahlbblech ueber eine Walze umgelenkt. Unter den Auflagern dieser Walze sind sogenannte Bandzugmessaufnehmer der Firma www.dr-brandt-gmbh.de aus Bochum angebracht. Ueber einen Messsignalverstaerker liefern sie ein lineares, analoges Signal (0..10V,0..20mA), das Auskunft ueber die Vertikal auf die Umlenkwalze wirkende Kraft gibt. Aus diesem Signal laesst sich, wenn man den "Umschlingungswinkel" um die Umlenkrolle kennt, die tatsaechliche Bandspannung ermitteln. Mit diesem Ist-Wert und einem voreingestellten Soll-Wert soll mittels eines in der S7-400 realisierten PID-Reglers der Motor des "bremsenden" Walzenpaars so geregelt werden, dass die Bandspannung am Aufwickler dem Sollwert entspricht.

    2. Folgende Hardware wird verwendet:

    Siemens S7-400, CPU 414-2DP, Profibus-Anbindung

    ET200S u.a. mit analogem Eingangsmodul 6ES7 134-4FB00-0AB0, mit der S7-400 ueber Profibus verbunden.

    Ich habe mittlerweile herausgefunden, dass die "conversion time" oder Wandlungszeit dieses analogen Eingangsmoduls 65 ms betraegt.

    Laut Siemens braucht kein Funktionsbaustein laenger als 0,5 ms bis er abgearbeitet ist.

    Die Verzoegerung durch die Uebermittlung des Wertes von der ET 200 S zur S7-400 via Profibus liegt laut Siemens bei 1 - 3 ms


    Alles klar soweit?

    3. Problem

    Bei einer bereits realisierten Anlage hat das aber nicht geklappt. Im stationaeren Betrieb, dass heisst bei einer Bandgeschwindigkeit von ca. 60 m/min, war die Regelung stabil und ausreichend genau. Sobald allerdings das Band beschleunigt oder verlangsamt wurde, begann die Bandspannung (auch am Band sichtbar) um einen Wert herum zu pendeln.

    Die gemessene "Scan Cycle Time" lag im Schnitt bei 11 ms, der maximalwert war 15 ms.

    4. Provisorische, umgesetzte Problemloesung:

    In der Annahme, dass diese "Scan Cycle Time" zu hoch war, um eine stabile Regelung zu gewaehrleisten, wurde folgende Loesung (von einem Siemens Ingenieur) erarbeitet und umgesetzt:

    Die PID-Regelung wurde nicht in der S7-400 vorgenomen. Stattdessen uebermittlete die S7-400 nur per Profibus DP den Sollwert an den Antrieb SIMOVERT Masterdrive VC, der die Motoren des "bremsenden" Walzenpaars steuert. Die Analogsignale der o.g. Bandzugmessaufnehmers wurden direkt zu dem o.g. Antrieb gefuehrt. Es wurde die PID-Funktion des Masterdrive VC zur Zugkraftmessung verwendet. So wurde eine Reaktionszeit von <2 ms erreicht statt der oebn genannten 15 ms. Die Anlage funktioniert so Problemlos.

    5. Aber...

    Schoen und gut. Das Problem ist aber, dass die Firma hier wuenscht, dass die PID-Regelung in der SPS stattfindet. Warum? Verschiedene Kunden bestehen auf verschiedene Hersteller fuer Antriebe. Mit einer PID-Regelung in der SPS waere man unabhaengig von den Herstellern und Faehigkeiten der Antriebe; es wuerde direkt die Drehzal usw. an den Antrieb, egal welchen Herstellers, uebergeben.

    6. Aufgabe:

    Die Aufgabe und Loesung des Problems besteht also (wahscheinlich) darin, die S7-400 dazu zu bekommen, das Signal der o.g. Bandzugmessaufnehmern mit einer kuerzeren "Scan Cycle Time" als 11 ms, moeglichst nah an den o.g. 2 ms, zu betreiben.

    7. Meine Idee:

    1. Einsatz einer FM-458-1 DP Baugruppe als Erweiterung der S7-400, in Verbindung mit einer EXM 438 A zum Einlesen der analogen Daten von den Bahnzugmessaufnehmern. So wie ich das verstehe, wuerde die Steuerung dann doch unabhangig von der "Scan Cycle Time" der S7-400 stattfinden, weil die FM-458 eine eigene CPU hat, die die PID-Regelung etc. durchfuehren wuerde?

    2. Statt das Analogsignal dezentral in die ET200 einzuspeisen, das Signal direkt z.B. ueber eine SM 431 Analogbaugruppe in die S7-400 einfuehren.
    Die Frage ist nur, ob das einen erheblichen Geschwindigkeitsvorteil bringt?

    3. Dem Programmierer der SPS (das bin ich nicht, mit dem Programmieren habe ich nix am Hut) sagen, dass er keine Ahnung hat, den Programmcode klauen, hier posten und Vorschlaege zur Optimierung Sammeln.

    8. Meine Fragen also:

    1. Wer hat Erfahrung mit der FM458-1 DP oder ausreichend Erfahrun mit SPS, um abschaetzen zu koennen, ob die Loesung ueberhaupt eine Loesung ist?

    2. Wo sind in der obigen Beschreibung des Problems etc. Denkfehler? Wie gesagt bin ich SPS-Anfaenger.

    3. Ist mein Verstaendniss der "Scan Cycle Time" ueberhaupt richtig? Ich verstehe darunter die Zeit vom Einlesen der Signale an den Eingaengen der SPS uber das durchlaufen des Programmcodes, dem entsprechenden Setzen der Ausgaenge der SPS bis zum erneuten Einlesen.

    4. Was habe ich denn unter sogenannten "Funktionsbausteinen" zu verstehen? Heisst das, dass ich eine Funtkion, z.B. einen PID-Regler, per Software realisiere? Gibt es auch eine Hardware-PID-Funktion? Ist die dann schneller? Oder steuert der "Funktionsbaustein" lediglich den Zugriff auf die Hardware, die den PID-Regler realisiert?

    9. Schlusswort

    Mehr schreibe ich erstmal nicht.

    Das ist ja schon fast die ganze Abschlussarbeit, die hier jetzt steht.

    p.s. Wie sagt man so schoen? Wer Rechtschreibfehler findet, darf sie behalten. Ich habe mir groesste Muehe gegeben.
    Gruß aus San Sebastian,

    Oliver

    Derzeit schreibe ich an meiner Abschlussarbeit. Es geht um Bandzugmessung und -regelung z.B. in Umwickelanlagen fuer Coils. Die Regelung soll in einer S7-400, CPU 414-2DP erfolgen.
    Zitieren Zitieren F: SPS-Fragen bzgl. kurzen Zykluszeiten etc. (lang)  

  2. #2
    Registriert seit
    27.08.2004
    Ort
    Bei Bremen
    Beiträge
    648
    Danke
    11
    Erhielt 12 Danke für 10 Beiträge

    Standard

    Hallo,
    mal mit etwas anderen Worten:
    Du hast eine sehr schnelle Regelung zu realisieren, weil deine "Bremswalzen" sich "ohne" Verzögerung auf den Zug auswirken.
    In der Fertigstaffeln im Warmwalzwerk sorgen die Schlingenheber dafür, das die Bandspannung konstant ist.

    Ich würde mal folgenden Ansatz wählen:
    1.) Die Laufzeit des PID Bausteines in der 414 ermitteln bzw. nachschlagen
    Wenn dein Restprogramm nicht groß oder nicht zeitkrisch ist würde ich versuchen einen ZeitOB zu verwenden und den ein Zeitraster laufen lassen, das die Regelung arbeitet und auch der Rest abgearbeitet wird.

    2.) Einen einfachen PID Regler schreiben, der nur die wichtigsten Anweisungen enthält.

    3.) Ich würde zum Testen die 414 gegen eine 416 tauschen und das gleiche probieren.

    4.) Dann würde ich die FM einsetzen.

    Ich hoffe Dir einige Anregungen gegeben zu haben.
    Gruß
    Heinz

  3. #3
    Registriert seit
    19.06.2003
    Beiträge
    2.200
    Danke
    85
    Erhielt 259 Danke für 175 Beiträge

    Standard

    Zitat Zitat von o.bartz

    Es geht dabei um die Automatisierung der Bandzugmessung z. B. bei Umwickelanlagen fuer Stahl-Coils.
    Bin kein Experte für die genannte Hardware, aber mit Aufwickeln habe ich regelmäßig zu tun. Wir haben dann sogenannte "Tänzerrollen", die einen gewissen Weg machen können, auf dem der Zug durch Luftdruck oder Gewichtsbelastung gleich bleibt. Der Regler stellt den Wickler dann so nach, daß die Rolle in der Mittellage bleibt.
    Jae mehr Weg, desto geringer die Anforderungen an die Regelung.


    Zitat Zitat von o.bartz
    Bandzugmessaufnehmers wurden direkt zu dem o.g. Antrieb gefuehrt. Es wurde die PID-Funktion des Masterdrive VC zur Zugkraftmessung verwendet. So wurde eine reaktionszeit von <2 ms erreicht statt der oeben genanten 15 ms. Die Anlage funktionierte so Problemlos.
    Es gibt noch ein Problem außer der "scan cycle time" oder Abtastzeit: Da die verschiedenen Komponenten zu unterschiedlichen Zeiten mit ihrer jeweiligen Aufgabe fertig werden (Analogeingabe hat schon gewandelt, aber CPU holt das Ergebnis erst später über Profibus), ergibt sich eine zeitliche Verschiebung "Totzeit" zwischen Meßwert und Reaktion am Reglerausgang. Generell sind durch eine Totzeit dominierte Systeme recht schwer in den Griff zu bekommen.
    Mit einer PID-Regelung in der SPS waere man unabhaengig von den Herstellern und Faehigkeiten der Antriebe; es wuerde direkt die Drehzal usw. an den Antrieb, egal welchen Herstellers, uebergeben.
    Andwererseits bieten auch viele Hersteller Antriebsgeräte an, die solche Regler enthalten.

    Die Aufgabe und Loesung des Problems besteht also (wahscheinlich) darin, die S7-400 dazu zu bekommen, das Signal der o.g. Bandzugmessaufnehmern mit einer kuerzeren "Scan Cycle Time" als 11 ms, moeglichst ah an den o.g. 2 ms, zu betreiben.
    Als erstes: Was bestimmt deine Abtastzeit? Rufst du den Regler im Hauptprogramm (schlecht) oder in einem zeitgetriggerten OB auf? Was sit das kleinste Zeitintervall, daß du in deiner CPU für einen solchen OB einstellen kannst? Holst du den Analogwert jeweils vor Aufruf des Reglers neu vom Profibus? kann der Analogeingang da jedesmal ein neues Ergebnis liefern (conversion time)? Gibst du die Stellgröße jedesmal neu aus?

    3. Ist mein Verstaendniss der "Scan Cycle Time" ueberhaupt richtig? Ich verstehe darunter die Zeit vom Einlesen der Signale an den Eingaengen der SPS uber das durchlaufen des Programmcodes, dem entsprechenden Setzen der Ausgaenge der SPS bis zum erneuten Einlesen.
    Du hast eine Abtastzeit. Das ist die Zeit zwischen zwei Aufrufen des Reglers.
    Außerdem hast du eine Totzeit aus :
    Wandlungszeit des Analogeingangs
    +Verzoegerung bis zum Einlesen über PB
    +Wartezeit auf Aufruf des Reglers
    +Rechenzeit des Reglers
    +Wartezeit, bis neue Stellgröße am Eingang des Antriebs erscheint.
    Das schlimmste ist, wenn diese Totzeit groß gegenüber der Abtastzeit ist und schwankt.

    4. Was habe ich denn unter sogenannten "Funktionsbausteinen" zu verstehen? Heisst das, dass ich eine Funtkion, z.B. einen PID-Regler, per Software realisiere? Gibt es auch eine Hardware-PID-Funktion? Ist die dann schneller? Oder steuert der "Funktionsbaustein" lediglich den Zugriff auf die Hardware, die den PID-Regler realisiert?
    Es ist in jedem Fall ein Software-Regler, wenn keine Spezial-Hardware eingesetzt wird.
    Der PID-Regler-Funktionsbaustein (Nummer fällt mir nicht ein) von Siemens nimmt dir erstmal die Arbeit ab, ihn selbst zu schreiben. Möglicherweise ist er durch Optimierung schneller als ein eigener. Möglicherweise ist er durch eine vielzahl optionaler Parameter auch langsamer. Versuch macht kluch.
    Zitieren Zitieren Re: F: SPS-Anfaenger Fragen (lang)  

  4. #4
    o.bartz ist offline Neuer Benutzer
    Themenstarter
    Registriert seit
    26.10.2005
    Beiträge
    24
    Danke
    0
    Erhielt 0 Danke für 0 Beiträge

    Standard

    Danke fuer die schnelle Antwort. Das hoert sich nach sehr systematischem Vorgehen an, das gefaellt mir.

    Das Problem ist, dass das Programmieren gar nicht zu meiner Aufgabe zaehlt. Meine Aufgabe ist eher das Kommissionieren des "Tension Measuring Systems".

    Ich werde mir aber den zustaendigen Programmierer mal schnappen. Ich befuerchte allerdings, dass der nicht einsehen wird, sich von mir reinreden zu lassen :-)

    p.s. PID-Bausteine Programmieren, dass habe ich mir schon immer gewuenscht.
    Gruß aus San Sebastian,

    Oliver

    Derzeit schreibe ich an meiner Abschlussarbeit. Es geht um Bandzugmessung und -regelung z.B. in Umwickelanlagen fuer Coils. Die Regelung soll in einer S7-400, CPU 414-2DP erfolgen.
    Zitieren Zitieren Problem: Bereich der Aufgabenstellung  

  5. #5
    Registriert seit
    13.04.2005
    Beiträge
    264
    Danke
    2
    Erhielt 2 Danke für 1 Beitrag

    Standard

    Hallo,
    also die Überlegung es mit einer FM 458 zu lösen sehe ich als die Beste an.
    Die S7 durch Tricks zu beschleunigen ist vielleicht möglich, aber der Aufwand ist wahrscheinlich teuerer und der Erfolg nicht sicher. Alle Funktionen die man schneller macht machen andere langsamer.
    Schließe mich dem an was Zottel und Heinz dazu gesagt haben.
    Wäre nett, wenn du mal sagst, wie ihr die Kuh vom Eis bekommen habt.
    Gruß Wilfried

  6. #6
    Registriert seit
    19.06.2003
    Beiträge
    2.200
    Danke
    85
    Erhielt 259 Danke für 175 Beiträge

    Standard

    Zitat Zitat von o.bartz
    p.s. PID-Bausteine Programmieren, dass habe ich mir schon immer gewuenscht.
    Sehr schön. Wo der selbstgeschriebene Regler Vorteile bringt:
    Bei zunehmendem Coildurchmesser ändern sich die Reglerparameter. Da kannst du adaptive Regler basteln.
    Zitieren Zitieren Re: Problem: Bereich der Aufgabenstellung  

  7. #7
    o.bartz ist offline Neuer Benutzer
    Themenstarter
    Registriert seit
    26.10.2005
    Beiträge
    24
    Danke
    0
    Erhielt 0 Danke für 0 Beiträge

    Standard

    Hallo Heinz, Willi, Zottel,

    ich finde die Loesung, einfach die FM 458 zu nehmen, zwar nicht so elegant, halte sie aber auch fuer die praktikabelste...selbst wenn ich einen passenden PID-Baustein programmiere, wuerde sicher irgendwann jemand fuer die Anlage ein neues Programm zusammenstellen und dabei den Siemens-Standard-PID-Baustein verwenden und sich wundern, dass nix mehr geht.

    Und wie mein Kollege hier direkt angemerkt hat: Die FM 458 ist sicher nicht so teuer, wie einen Ingenieur 2 Wochen nach China schicken, falls es doch nicht geht.

    Die Loesung soll auch Zukunftssicher sein, glaube ich. Wenn man nur die CPU der S7 und den PID-Baustein usw. aendert, aber in einer neueren Anlage die S7 doch mehr Funktionen zu erledigen hat, steigt die "scan cycle time" wieder und man steht vor dem gleichen Problem.

    Was wuerden denn die beiden Loesungen nach Listenpreis ungefaehr kosten?

    Also einmal s7-400 + CPU 414 2 DP + FM 458 + XM 438 A

    Zum anderen S7-400 + CPU 414 + ET200S + analogeingangsmodul fuer ET200S

    Als drittes S7-400 + CPU 414 + SM 431

    Ich habe das zwar schon meinen Kontaktmann bei Siemens, Herrn G. gefragt (plus 1000 anderer sachen), aber der ist dann vor Schreck wohl in Urlaub gefahren.

    Vielen Dank auf jeden Fall.
    Gruß aus San Sebastian,

    Oliver

    Derzeit schreibe ich an meiner Abschlussarbeit. Es geht um Bandzugmessung und -regelung z.B. in Umwickelanlagen fuer Coils. Die Regelung soll in einer S7-400, CPU 414-2DP erfolgen.
    Zitieren Zitieren Preis FM 458?  

  8. #8
    Anonymous Gast

    Standard

    Hallo Oliver,

    weißt du genau was der Siemens Mann im Antrieb gemacht hat?

    Die Wickler die ich kenne (Papier) arbeiten mit einer Drehmoment-vorsteuerung zum Ausgleich des Trägheitsmomentes. Dadurch hat der eigentliche Zugregler auch bei Beschleunigung und Verzögerung nur mit einer relativ geringen Reglerabweichung zu arbeiten und läuft stabiler.
    Ob das mit einer Regelung auf der SPS und Sollwertvorgabe über Profibus vernünftig zu realisieren ist, ist noch ein anderes Thema.

  9. #9
    o.bartz ist offline Neuer Benutzer
    Themenstarter
    Registriert seit
    26.10.2005
    Beiträge
    24
    Danke
    0
    Erhielt 0 Danke für 0 Beiträge

    Standard

    Hallo Gast,

    alles was ich sagen kann ist, dass der Siemensmann die Analogsignale der Bandzugmessaufnehmer (und Messsignalverstaerker) direkt in den Simovert Masterdrive VC (Vietcong?!) gefuehrt hat. Mit den Masterdrive-Funktionen wurde dann die PID-Regelung (oder "Zugregelung" wie es der andere Siemensmann immer bezeichnet haben wollte) umgesetzt. Die S7 lieferte also nur einen Soll-Wert an den PID im Masterdrive.

    Ich kann mir nichts Genaues unter einer Drehmomentvorsteuerung vorstellen, ich schaetze aber mal ich mache sozusagen "Annahmen" ueber das bald benoetigte Drehmoment und Steuere den Motor quasi im Voraus so an? Und habe deshalb kleinere Reglerabweichungen?

    Ist eine Drehmomentvorsteuerung das moeglich bei einer Anlage, die wie hier besprochen den Bandzug mit einem eigens dafuer vorgesehenen angetriebeben Walzenpaar regelt? Die klassische und in der Literatur beachtete Variante (B.T. Boulter laesst gruessen) ist doch eher eine Bandzugregelung ueber den Motor des Recoilers / Haspel / Aufwicklers.

    Oh, der Chef kommt, der kann ja kein Deutsch und denkt sicher das Forum ist total off-topic.
    Gruß aus San Sebastian,

    Oliver

    Derzeit schreibe ich an meiner Abschlussarbeit. Es geht um Bandzugmessung und -regelung z.B. in Umwickelanlagen fuer Coils. Die Regelung soll in einer S7-400, CPU 414-2DP erfolgen.
    Zitieren Zitieren Was hat der Siemensmann gemacht?  

  10. #10
    Anonymous Gast

    Standard


    Zuviel Werbung?
    -> Hier kostenlos registrieren
    ..(Vietcong?!)
    fast richtig... VC = "Vector Control"

    Es gibt für die Technologiebaugruppe T400 (Zusatzbaugruppe für Siemens Masterdrive) ein Softwaremodul für Achswickler. Das Handbuch dazu kannst du beim Siemens Support als PDF bekommen. Da sind einige Sachen erklärt. Vielleicht kannst du damit etwas anfangen.

Ähnliche Themen

  1. Zykluszeiten Grafik
    Von Matze_HAW im Forum Simatic
    Antworten: 5
    Letzter Beitrag: 02.03.2011, 19:15
  2. Leitungsquerschnitt in Schaltanlagen bei kurzen Längen
    Von Bernd2200 im Forum Schaltschrankbau
    Antworten: 8
    Letzter Beitrag: 15.02.2010, 09:50
  3. Anfänger Fragen bzgl.DeviceNet FC5201-BK5210
    Von Fila im Forum CODESYS und IEC61131
    Antworten: 37
    Letzter Beitrag: 25.11.2008, 12:18
  4. Zykluszeiten auf Leuchtanzeige darstellen
    Von olitheis im Forum Simatic
    Antworten: 27
    Letzter Beitrag: 28.02.2008, 14:07
  5. SPS mit 486er Prozessor und Zykluszeiten im Nanosekundenbereich
    Von sps.net.tc im Forum Sonstige Steuerungen
    Antworten: 8
    Letzter Beitrag: 07.02.2008, 20:42

Lesezeichen

Berechtigungen

  • Neue Themen erstellen: Nein
  • Themen beantworten: Nein
  • Anhänge hochladen: Nein
  • Beiträge bearbeiten: Nein
  •