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Thema: Aufbau einer Lageregelung

  1. #1
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    Hallo,
    Hier eine Frage an alle Regelungsexperten:
    Ich werde im Dezember eine Strang- und Rohrpresse mit innenliegender Lochvorrichtung programmieren (vermutlich CPU 414-2DP).
    Schmerzen habe ich mit der Lageregelung des Dorns. Hierbei muss der 2. Zylinder (siehe Bild) eine fixe Position halten (+/-1mm),
    während der 1. Zylinder geschwindigkeitsgeregelt vorfährt.
    Zum Verständniss: wenn der 1. Zylinder vorfährt, fährt der 2. automatisch mit, da er in diesem montiert ist.

    Grafik1.jpg

    tech. Daten 1. Zylinder:
    - Verfahrweg 3000mm
    - V-max während der Regelung: 18mm/s
    - magnetostriktiver Wegaufnehmer; Auflösung 0.01mm
    - analoger Geschwindigkeitsaufnehmer 15Bit+VZ bei 0..36mm/s
    - Antrieb über variable Ölmenge per frequenzgeregelter Pumpen

    tech. Daten 1. Zylinder:
    - Verfahrweg 1440mm
    - V-max: ca. 36mm/s
    - magnetostriktiver Wegaufnehmer; Auflösung 0.01mm
    - Antrieb über fixe Ölmenge per Servoventil

    Meine Idee:
    - Der 1. Zylinder fährt geschwindigkeitsgeregelt vor (Prozessbedingt ohne Rücksicht auf die Lage des 2. Zylinders)
    - Der 2. Zylinder bekommt den Geschwindigkeitsistwert des 1. Zylinders als Führungsgrösse mit überlagerter Postionsregelung
    durch Standartregelbaustein FB1 PID_CP, dessen Ausgang direkt auf das Servo wirkt.

    Kann man das so machen, oder hat jemand andere Ideen wie z.B. reine Positionsregelung des 2. Zylinders?

    Erstmal Dannke fürs lesen. Gruß,

    Alice D.
    Geändert von Alice D. (29.07.2006 um 10:56 Uhr)
    Zitieren Zitieren Aufbau einer Lageregelung  

  2. #2
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    Während einer gleichförmigen Bewegung ist es eigentlich egal, ob der 2.Zylinder nur mit Positionsregelung oder, in irgendeiner Form, auch mit der Geschwindigkeit des ersten gesteuert wird.
    Im ersten Fall hat der Positionsregler eine feste Ölmenge zu liefern, im zweiten die feste Ölmenge von 0. Im eingeschwungenen Zustand des Positionsreglers bei Fahrt des 1.Zylinders würde die feste Ölmenge zur Kompensation vom I-Anteil des PID-Reglers aufgebracht.
    Interessant wird es beim Beschleunigen oder Bremsen, da hier der Speicher für den I-Anteil aufgeladen oder entleert werden muß und dies nur mit einer zeitlich limitierten Rate erfolgt. Dabei träte eine Lageabweichung auf. Entscheidend ist, ob sie in oder außerhalb der Toleranz liegt.
    Liegt sie außerhalb der Toleranz, kann der Geschwindigkeitsistwert, multipliziert mit einem geigneten Faktor, des 1.Zylinders zusätzlich zum Ausgang des Positionbsreglers auf das Stellglied des 2. Zylinders aufgeschaltet werde. Das heißt dann "Störgrößenaufschaltung" oder "Vorsteuerung".
    Das kann man so machen, solange der 2. Zylinder auf Änderungen der Stellgröße hinreichend verzögerungsfrei reagiert. Dazu dürfen zwischen der Stellgröße (Sollwert an die Pumpe) und der Ausgangsgröße (Position) keine "großen" Energiespeicher (Schwungmasse der Pumpe, Druckspeicher) vorhanden sein. Andernfalls müßten deren Verzögerungen durch einen Vorhalt (D-Glied) kompensiert werden.

  3. #3
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    Hallo Zottel, danke für Deine Antwort.

    Zitat Zitat von Zottel
    Liegt sie außerhalb der Toleranz, kann der Geschwindigkeitsistwert, multipliziert mit einem geigneten Faktor, des 1.Zylinders zusätzlich zum Ausgang des Positionbsreglers auf das Stellglied des 2. Zylinders aufgeschaltet werde.
    Das hört sich für für mich etwas kompliziert an, aber es besagt doch das gleiche, was ich mit dem Führungssollwert gemeint habe, gell?

    Das heisst für mich, ich dividiere quasi den Geschwindigkeitssollwert des 1. Zylinders durch das Kolbenflächenverhältniss *sacken lassen*
    und addiere diesen Wert zum Reglerausgang PV des reinen Positionsreglers des 2. Zylinders.

    An dieser Stelle möchte ich darauf hinweisen, dass ich in Regelungen sehr unerfahren bin. Gerade wenn es hochdynamisch wird.
    Temperaturregelung von sehr langsamen Strecken habe ich bisher erfolgreich einrichten können.
    Mir ist zwar das Prinzip eines P((I)D) Reglers bekannt, leider fehlt mir hierzu allerdings die Erfahrung und evtl. auch ein Semester Regelungstechnik.
    Ich habe z.B. noch nicht verstanden, was ich mit der Störgrößenaufschaltung des Reglers (Disturbulence Value) bezwecke.

    Habe ich das o.g. richtig vertanden mit der Addition, oder ist da tatsächlich die Störgrößenaufschaltung des Reglers (Disturbulence Value) gefragt?

    Nochmals Danke für die Hilfestellung!

  4. #4
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    Hallo Alice D.,

    Zitat Zitat von Alice D.
    ..Das hört sich für für mich etwas kompliziert an, aber es besagt doch das gleiche, was ich mit dem Führungssollwert gemeint habe, gell?...
    Ich denke nicht. Mit einer Führungsgröße veränderst du den Sollwert des Reglers. Eine Störgrößenaufschaltung wirkt hingegen unverzögert auf den Reglerausgang (Zottel hatte es fett geschrieben).

    Mein Gedanke wäre, die absolute Position des zweiten Zylinders durch Addition der beiden Wegmessungen zu ermitteln, und diese absolute Position zu regeln. Und zwar unabhängig von der Bewegung des ersten Zylinders. Das erscheint mir zunächst am einfachsten. Da der zweite Zylinder (einschliesslich Stellglied) schneller ist als der erste müsste es auch relativ gut funktionieren. Kleinere Positionsabweichungen während der Bewegung des ersten Zylinders werden sich damit jedoch nicht vermeiden lassen. Die von Zottel erwähnte Störgrößenaufschaltung könnte diese Abweichung verringern.
    Eine vergleichbare Anwendung hatte ich allerdings auch noch nicht.


    Gruß, Onkel
    Es gibt viel mehr Leute, die freiwillig aufgeben, als solche, die echt scheitern.
    Henry Ford
    Zitieren Zitieren Absolute Position regeln?  

  5. #5
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    Gut, ich habe das gleiche gedacht, bloß den Begriff Führungsgröße falsch benutzt. Die Addition der beiden Positionen ist sowieso unumgänglich, da das ja im Prinzip die Lage des 2. Zylinders ist, welche es zu regeln gilt.

    Habe ich das jetzt korrekt verstanden, dass ich die normierte Geschwindigkeit als Störgröße auf den Positionsregler aufschalte (Disturbulence Value)? Das bewirkt im Prinzip eine Addition zum Reglerausgang?

    Wenn Ihr mir da zustimmt, werde ich einfach mal das PLCSim anwerfen. Die "Praxis" bringt da dann mehr als 1000 Worte.

    Vielen Dank, Hasta luego

  6. #6
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    Also ich würde es so angehen. Aber bringe es doch erst einmal ohne Störgrößenaufschaltung zum Laufen. Du kannst sie später jederzeit mit einbauen. Vielleicht ist es auch garnicht notwendig.

    Ich überlege gerade, ob die Geschwindigkeit oder die Beschleunigung die Störgröße ist. Je mehr ich darüber nachdenke, glaube ich daß die Beschleunigung die richtige Größe ist. Die konstante Geschindigkeit wird ja eh durch den I-Anteil kompensiert, oder? Unser zottliger Freund lässt in seinem Beitrag wohl dasselbe durchbicken. ( Ich kann ihm immer so schlecht folgen ).


    Gruß, Onkel



    PS:
    Doch die Geschwindigkeit !?
    Geändert von Onkel Dagobert (29.07.2006 um 20:32 Uhr)
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  7. #7
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    Also, die Lageregelung greift eigentlich erst dann, wenn der 1. Zyl. auf V-Soll ist.
    Demnach wird "Z" doch eher die Geschwindigkeit sein. Grundvorraussetzung ist hier erstmal ein gut eingestellter Regler.

    Das Ganze hat ja auch noch etwas Zeit - es ist erst im Dez. soweit.
    Es beruhigt mich jedoch sehr, dass ich vor Problemen nicht ganz alleine dastehe...
    Ein grosses Lob an dieses Forum und alle die mitwirken!

  8. #8
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    ich würde hier ne TCPU nehmen. Wie willst du sonst die Kennlinie der Hydraulik einbinden? Desweiteren wird das finden der richtigen PID Parameter schwierig sein, da man diese hier wahrscheinlich nicht implizit wählen kann. (Bei TCPU funkt das).
    Vielleicht könnte man auch was mit EasyMotion hinbiegen.
    Mit PLCSIM kann man kaum was zur Regelung testen, da es hier kein festes Zeitraster gibt.

  9. #9
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    Also, die "T" gibt es in der 400er Reihe nicht. Ausserdem würde ich in meiner Anwendung nicht von Motion sprechen, da wie gesagt Vmax 18mm/s und die zulässige Lageabweichung mindestens +/- 1mm bei 0,01mm Auflösung. Geringe Stellzeiten sind bei einem Servoventil ebenfalls zu erwarten.
    Desweiteren halte ich die "T" CPU ehrlich gesagt sowieso für ein totgeborenes Kind...
    Mit PLCSIM kann man kaum was zur Regelung testen, da es hier kein festes Zeitraster gibt.
    Aber um zu sehen was der Regler macht, wenn ich eine Störgröße aufschalte, wird es wohl reichen.
    Desweiteren wird das finden der richtigen PID Parameter schwierig sein, da man diese hier wahrscheinlich nicht implizit wählen kann.
    Natürlich wird das "Jugend forscht", aber wo ein Wille ist, ist auch ein Weg.
    Nichts desto trotz freue ich mich über die verschiedensten Vorschläge.

    CU, Alice D.

  10. #10
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    Cool


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    Hi

    ist nicht direkt zum Thema aber mich würde es schon interessieren!!

    Warum Alice aus dem Wunderland die nicht 100% weiß was eine Störgröße ist und noch ein Semester Reglungstechnik braucht
    damit Sie hochdynamische Regelungen machen kann eine
    CPU mit integrierter Technologie-/Motion Control-Funktionalität
    für ein totgeborenes Kind hält ?

    netten Gruß

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