Step 7 Einfluss Abwickler Durchmesser auf Zugregelung

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malbouzan

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Guten Abend,
ich habe folgende Problem bei einer Anlage, die besteht aus mehrere Achsen Abwickler, Abzugwerk, Aufwickler etc...
warum der Abwickler ruckelt, wenn ich eine Papierrolle mit großerem Durchmesser als Dmax, der schon eingestellt in der Anlage, einsetze.
ich habe es zufälligerweise gewusst, dann es ist der Fehle beseitigt, als ich die Rolle neu geeicht(in der HMI Dmax eingeben)
Durchmesser: mit Ultraschallsensor erfasst,Spannung ausgang von 0-10 vdc.
Dmin=100mm
Dmax=600mm (die Produktion haben neue Rolle mit 650mm produziert deshalb ruckelt ?)
Servo Motor Lenze 3,8 Nm, 4050 rpm , 70Hz... Getriebe i=29,7.
Zug max=380 N (den man einstellen kann)
Vmax=10m/m max Geschwindigkeit der Anlage.
Antrieb ist uralt ECS Lenze , ich habe keine Programm oder Parameter list von ihm , da verschusselt ist. ich habe nur SPS STEP 7 Programm und HMI Programm der Anlage.
die Regelung ist in dem Umrichter gemacht.
SPS nur als Schnittstelle zwischen HMI und Umrichter (Werte normieren ,anzeigen ...)

aus welchem Grund ruckelt der Motor, wenn Dist >Dmax ?
der Motor rucklelt schlimmer wen D kleiner wird, warum auch ?
ich bedanke mich sehr für jede Tipp und ich hoffe nicht vergessen eine wichtige Info .

Gruß und Schöneswochenende
malbouzan
 
Zuletzt bearbeitet:
malbouzan schrieb:
warum der Abwickler ruckelt, wenn ich eine Papierrolle mit großerem Durchmesser als Dmax, der schon eingestellt in der Anlage, einsetze.
... aus welchem Grund ruckelt der Motor, wenn Dist >Dmax ?
... der Motor rucklelt schlimmer wen D kleiner wird, warum auch ?
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Hast Du eine Vermutung, was die letzten drei Buchstaben in Dmax bedeuten? ;)

In Deinem Beispiel erhöhst Du den AussenDurchmesser "nur" um 8,3%, aber damit die Masse der Folie bereits um 17,9%
Auf das TrägheitsMoment wirkt sich die zusätzliche Masse umso mehr aus, je grösser ihr Abstand von der Drehachse ist - aber nicht proportional, sondern quadratisch.
Eigentlich sollte die Welt wieder in Ordnung sein, sobald Dmax nicht mehr überschritten ist, aber ...
... ich habe es zufälligerweise gewusst, dann es ist der Fehle beseitigt, als ich die Rolle neu geeicht(in der HMI Dmax eingeben)
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... Du hast die Rolle "neu geeicht" und ich habe keine Ahnung, was Du dabei tatsächlich verändert hast.
 
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Danke sehr Heinileini,
ich weiss es Dmax aber da war Produktion Mitarbeiter Fehler, und es ist mir interessant, dass ich den Grund Kennenlernen.
der Anlage Hersteller hat schon Dmax ,Dmin einstellbar programmiert und eingabe Feld in dem HMI visualisiert .
wir setzen die neue Rolle mit neuem Durchmesser ein,dann in HMI wird angezeigt gemessene Spannung am Sensor , wir haben in HMI Taster "Eichen" , wenn man den druckt, wird
diese neue Durchmesser als Dmax eingelsen und gespeichert .[ wir können zum Beispiel Dmin für Warnung Rolle Leer, fast leer auch einstellen] .

kannst du mir bitte erklären, wie hast 8,3 und 17,9 berechnet hast.
Gruß
malbouzan
 
Danke Michael!
Und entsprechend für die RingFlächen

F[SUB]2 [/SUB]= ((D[SUB]2[/SUB]/2)²-(d/2)² * Pi = (325² - 50²) * Pi = 103125 * Pi mit Aussen-Ø D[SUB]2[/SUB] und Innen-Ø d​
F[SUB]1[/SUB] = ((D[SUB]1[/SUB]/2)²-(d/2)² * Pi = (300² - 50²) * Pi = 87500 * Pi mit Aussen-Ø D[SUB]1[/SUB] und Innen-Ø d

F[SUB]2[/SUB] / F[SUB]1[/SUB] = 103125 / 87500 = 1,179 -> 17,9%

PS:
Volumen der Folie = RingFläche * Breite der Folie
Das Volumen ist also proportional zur RingFläche und zur Breite. D.h. bei gleicher Breite nur noch proportional zur RingFläche.

PPS:
Mit Dmax ist also nicht gemeint, für welchen maximalen DurchMesser die Anlage ausgelegt ist, sondern der AussenDurchMesser der noch vollen aktuellen Rolle?
 
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Kann es sein, dass der Wickel mit 650mm dem Ultraschallsensor zu „nahe“ kommt?
Viele Sensoren haben einen blinden Bereich. Innerhalb dieser Blindzone können sie Objekte nicht mehr sicher erfassen.
 
Zuletzt bearbeitet:
Hallo,
@Chräshe : Durchmesser sensor ist in normal Bereich , da er ab 10cm messen kann.
@ Heinileini : Danke sehr für Formel, Ja du hast recht, Dmax hier gemeint von vollen aktuellen Rolle, aber ist es mir nicht klar , warum bei neue Eich Funktion wird das Einfluss der Masse
weg. und warum das Ruckeln ist kaum erkannbar bei volle Rolle und wird schlimmer, je mehr Durchmesser weniger ist .am Schlimmsten bei Dmin.

Grüße
malbouzan
 
malbouzan schrieb:
das Ruckeln ist kaum erkannbar bei volle Rolle und wird schlimmer, je mehr Durchmesser weniger ist .am Schlimmsten bei Dmin.
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Die Info hatte vorhin falsch verstanden. Ohne die Anlage gesehen zu haben, ist es fast nicht möglich, sinnvolle Tipps zu geben.
Was passiert zwischen Abwickler, Abzugwerk und Aufwickler?
Muss der Abwickler das Material bremsen, oder aktiv per Durchhangsteuerung fördern?
Kann es ein, dass das Problem vom stärker ziehenden Aufwickler kommt, weil dort der Wickel ebenfalls dicker wird?
 
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malbouzan schrieb:
...warum das Ruckeln ist kaum erkannbar bei volle Rolle und wird schlimmer, je mehr Durchmesser weniger ist .am Schlimmsten bei Dmin.
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Das Verhalten halte ich für relativ normal.
Volle Rolle - grosse Trägheit - ein Bisschen ziehen an der Folie bewirkt nicht so ganz viel ... ausser, dass die Rolle dann mit Schwung weiter läuft.
Fast leere Rolle - kleine Trägheit - ein Bisschen ziehen an der Folie kann die Rolle schnell beschleunigen, allerdings wirkt die Kraft auf einen kleineren HebelArm und hat dadurch eigentlich weniger Wirkung.
Die Effekte heben sich z.T. wieder auf. Aber sie sind teils linear abhängig vom Radius bzw. DurchMesser und teils quadratisch und die Trägheit noch mehr als quadratisch - dadurch, dass das Volumen (die Masse) schon quadratisch eingeht und der Abstand der zusätzlichen Masse von der DrehAchse auch noch einmal.
Wie auch immer - die Eigenschaften der RegelStrecke ändern sich ganz ordentlich, während die Folie immer weiter abgerollt wird.

Chräshe schrieb:
Kann es ein, dass das Problem vom stärker ziehenden Aufwickler kommt, weil dort der Wickel ebenfalls dicker wird?
Zum Vergrößern anklicken....
Beim Aufwickler wird der DurchMesser/Radius/HebelArm grösser und somit die Kraft, die an der Folie zieht, bei unverändertem Drehmoment kleiner.
 
Hi,

die Urasache kann in vielen Dingen begraben liegen. Das wichtigste beim Regeln ist eine genau Erfassung des Bunddurchmessers und das Wissen wie man die Geschwindigkeiten und Momentengrenzen in der Analge richtig einstellt. Wenn du keinen Koppelantrieb zwischen Auf- und Abwickler hast, sollte der Abwickler als Geschwindigkeitsvorgabe vsoll-10% bekommen und der Aufwickler vsoll. Beide Antriebe müssen dann noch die richtige Momentengrenze habe. Achtung oft werden an Antrieben Stromgrenzen eingestellt, die dir alles kaputt machen in der Feldschwächung. Bei der Momentengrenze für die Antriebe gibt es 2 Unterscheidungen:

a) konstanter Wickelbetrieb, dann gilt : M_Mot = M_L = F * Dist/ (2 * i) F..Bandzug, i..Getriebeübersetzung
b) Verzögerung bzw. Beschleunigungsfahrt : M_Mot = M_L + M_b (M_L wie unter a) M_b = J * alpha
Das Beschleunigungsmoment ist etwas komplizieterter in der Berechnung, aber mit der Formel für den Hohlzylinder kommt man da recht schnell hin. Wenn du da noch weiter Hilfe brauchst lass es mich wissen.

Da ich ja gesagt habe, die Erfassung des Bunddurchmessers ist so kritisch, hier ein paar hinweise, wie man es machen kann. In der Regel geht man davon aus, dass der Aufwickler unter Zug aufwickelt, denn wenn er das nicht tut ist das Produkt sowieso im Arsch. Daher empfielt sich ein Impulsgeber an der Motorwelle über den man den Bunddurchmesser super genau berechnen kann. Für die Abwickler ist es etwas aufwendiger. Wir arbeiten aktuell mit folgender Lösung. Der Startbunddurchmesser wird beim Aufziehen des Produktes über einen US-Sensor erfasst. Dann haben wir auch einen Impulsgeber am Motor und nach dem Abwickler eine gezogene Rolle mit Impulsgeber. Den Bunddurchmesser rechnen wir runter über die Impulse vom Motor, wie wir sie beim Aufwickler aufsummieren. Zusätzlich aber gucken wir über die Rolle wieviel weg sich tatsächlich abgewickelt hat und korrigieren bei jeder Abwicklierumdrehung einmal den Startdurchmesser.
 
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