Regelung Antrieb Distanzmessung

[hoelle1985]

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Hey @ all.

Ich habe folgendes Problem und die Regelungstechnik in S7 liegt schon einige Zeit hinter mir.

Ich habe eine Anlage, an der eine Plattform Frequenzgesteuert ca 10m in die Höhe gehoben wird und natürlich auch wieder abgesenkt wird. An jeder Seite habe ich einen Antrieb. Über Lasermessung an jeder Seite wird die aktuelle Höhe gemessen.

Des Weiteren soll über die Messung der Höhe die Schieflage der Plattform überwacht werden. Sodass wenn die eine Seite zuweit nach unten hängt der Antrieb auf der Seite beschleunigt und schneller zieht.

Wie kann ich diese Regelung in einer Sicherheitsgerichteten SPS am besten durchführen?

 

[borromeus]

Was soll denn sicherheitsgerichtet sein?
Also m.E. sollte man mal bei den Lasermessungen schauen, dass diese die Anforderungen der SIL Klasse erreichen. Tun die das?
Aus meiner Sicht reicht für eine Abschaltung die Überwachung der Differenz, einfach ABS (x1 - x2) > Grenzwert = Abschaltung.

Eine fehlersichere Regelung, hmm... wirds wohl nicht geben.

Ich würde die Regelung so anfangen:

Motor 1 mit Fixdrehzahl, Motor 2 Drehzahl mit Regler:
Die Fixdrehzahl muss man so wählen, dass der andere Motor noch nach oben und unten ausregeln kann (also nicht wenn fmax= 50Hz, fmotor1 auf 48 Hz stellen).
Die Längendifferenz würde ich von 0 - dx(max) als 0-100% als Istwert aufschalten, Sollwert=0.
Den (fixen) Stellwert von Motor 1 würde ich als Störgröße aufschalten.

Heisst zB:
Stellwert Motor1 75%
Abstand max = 100mm
Abstand aktuell= 10mm
p-Regler mit kp=1
Reglerausgang (10/100)x1x100% + 75% = 85%.

 

[AUDSUPERUSER]

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Das was borromeus beschreibt funktioniert auch in der praxis
ich habe dies schon erfolgreich gemacht.
aber ob dies auch den SIL Anforderungen entspricht?
Wenn der Abstand zu gross wird, und die Regelung dass nicht ausgleicht, was dann?
trotz "Schieflage" einfach alles abschalten?

 

[hoelle1985]

Ich würde die Regelung so anfangen:

Motor 1 mit Fixdrehzahl, Motor 2 Drehzahl mit Regler:
Die Fixdrehzahl muss man so wählen, dass der andere Motor noch nach oben und unten ausregeln kann (also nicht wenn fmax= 50Hz, fmotor1 auf 48 Hz stellen).
Die Längendifferenz würde ich von 0 - dx(max) als 0-100% als Istwert aufschalten, Sollwert=0.
Den (fixen) Stellwert von Motor 1 würde ich als Störgröße aufschalten.

Heisst zB:
Stellwert Motor1 75%
Abstand max = 100mm
Abstand aktuell= 10mm
p-Regler mit kp=1
Reglerausgang (10/100)x1x100% + 75% = 85%.

Das hört sich ja recht simpel an. Aber mal ganz dumm gefragt, was passiert wenn der Abstand 50mm wird?? Dann hab ich am Regler Ausgang 125%.

 

[borromeus]

Da muss man sich fragen warum der Abstand so groß wird....
Es steht ja auch im Originalposting, dass ich eine Abschaltung einbauen würde ab einer bestimmten Differenz.
Dabei ist natürlich eine Rücklaufsperre (mechanisch) vorzusehen, oder es ist ohnehin nicht möglich (zB durch Spindeln), jedenfalls muss sichergestellt sein, dass bei Spannung aus (-fall) die Plattform bleibt wo sie ist.

 

[hoelle1985]

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Es gibt eine mechanische Schieflaufüberwachung die ab ca 160mm abschaltet. Über die Software soll bei max 10cm abgeschaltet werden. Bei Spannungsausfall tut sich nichts mehr.

Also theoretisch kann das Ding bei der einfachen Regelung ja nur durch einen mechanischen Fehler in eine so große Schieflage kommen...

Logisch wäre für mich den Regler Ausgang auf 100% zu begrenzen oder den kp auf 0,5 zu setzten.

 

[borromeus]

Ja, einfach mal probieren, der P-Regler scheint jedenfalls geeignet zu sein.
Das Stellsignal wirkt ja proportional zur Hebegeschwindigkeit.
Fährt das Ding zB mit 0,1m/s nach oben, machen 10% Stellwertdifferenz 0,01m/s "Aufholgeschwindigkeit" aus.
Da die Konstruktion vermutlich die Geschwindigkeit komplett starr überträgt gibt es eigentlich nur Differenzen aufgrund Abweichungen beim Schlupf und beim FU selbst, sofern es eine DS-Asynchronmaschine ist.
Ich denke das bekommt man in den Griff.

 

[Majestic_1987]

Ich bezweifle jedoch, dass die Aufgabe sicherheitsgerichtet lösbar ist. Was möglich ist: sicherheitsgerichtet Abschalten wenn die Differenz zu groß wird. Aber mir sind keine analogen Safety-Bausteine bekannt ;-) Und eigentlich ist das wohl auch kaum nötig..du hast eine mechanische Abschaltung und im Worst Case greift die. Das einzige, was du beachten musst, ist: Die Antriebe müssen in jedem Fall so abgeschaltet werden, dass nix passieren kann. Insbesondere: Es darf nichts runterfallen können oder sowas. Also entweder eine mechanische Sicherung oder korrekte Stop-Kategorie. Für den Fehlerfall "Stromausfall" muss aber ja eh etwas vorgesehen werden, das auch ohne Strom funktioniert.