TIA Ruckbegrenzte Positionierung MoviDrive B, Bremsrampe

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lini

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Ruckbegrenzte Positionierung wie beim MoviDrive B, Bremsrampe

Guten Morgen,

mich beschäftigt schon seit Längerem eine Problemstellung:

gegeben: Zielposition, Ist-Position, v_max, a_max, Ruck oder Zeit, in der a_max erreicht wird

ich möchte gerne eine Bremsrampe realisieren, die bei der Geschwindigkeit einen Verschliff hat.

Mit einem kinematischen Ansatz komme ich nicht weiter, weil mir immer irgendein Parameter fehlt, um es ineinander umzurechnen.

Jetzt kam mir die Idee eine lineare Rampe zu fahren und mit einem Pt1-Glied einen Verschliff zu generieren. Leider weiß ich gerade nicht, wie ich das umsetzen kann. Ist diese Lösung überhaupt sinnvoll oder gibt es einen anderen Standard? :confused:

Die Gesamtzeit ist nicht gegeben, sollte aber möglichst klein sein.

Hardware: Asynchronmotor mit FU

Schonmal vielen Dank!

Lini
 
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Moin lini,

was genau möchtest Du machen? Was ist der Anwendungsfall?

Der MoviDrive B kann doch selber positionieren?!

Üblicherweise übergibt man dann bei der Applikation "erweiterte Buspositionierung" die Sollposition, vmax, amax_neg und amax_pos.

Aber ich denke, dass Du den Umrichter als "dummen Muskel" verwendest und die Positionierung (Lageregelung) in der Steuerung machen willst? Das kann wiederum jede S7-1200/1500 über die Technologiefunktionen abbilden.

Ich weiß nicht genau, wie SIEMENS mit dem Ruck umgeht. Bei SEW haben wir den Ruck inzwischen auch in die Prozessdaten mit aufgenommen. Andernfalls konnte der Ruck nur fix in der Projektierung eingestellt werden. Da kamen dann weitere Themen auf, die ich Dir gerne erläutere, falls Interesse besteht bzw. Deine Lösung in diese Richtung geht.

Falls Du die Lageregelung selber programmieren willst: dazu fehlen mir leider die mathematischen Grundlagen, um Dir zu helfen. Aber hier im Forum gibt es bestimmt ein paar Experten ;)

VG

MFreiberger
 
Ja ich darf leider nichts vorgefertigtes verwenden und soll mir selber eine Regelung für die Bremsrampe ausdenken, die das Problem lösen kann.
Die Berechnung der Bremsrampe soll wie bei dem MoviDrive B funktionieren, das hatte ich vergessen dazu zu schreiben, bzw. aus versehen falsch angegeben.

Der Motor treibt ein Förderband an, bremst aber zu ruckartig für das zu transportierende Material. Wie ich das Problem löse, ist mir überlassen, es soll in TIA programmiert werden.
 
Moin lini,

und es geht nur um das Bremsen und nicht um das Beschleunigen?

Mit Istposition und Zielposition kannst Du ja den aktuellen Restweg berechnen und damit den Punkt bestimmen, ab dem gebremst werden soll.

Also über die gegebenen Werte müsstest Du noch berechnen, wie lang der Bremsweg ist. Dazu brauchst Du den Weg für 2xRuck und einmal konstanter, negativer Beschleunigung (Verzögerung).
Wenn Du das alles hast (ACHTUNG: beachte, dass die Beschleunigung die erste Ableitung der Geschwindigkeit und der Ruck die zweite Ableitung der Geschwindigkeit ist).

Problematisch ist dann noch, wenn Weg/Zeit nicht ausreicht, um mit dem Ruck die maximale (negative) Beschleunigung zu erreichen. Dann musst Du a oder die Ruckzeit reduzieren oder den Ruck erhöhen.

Wenn Du das dann alles hast, kannst Du an den eigentlichen Bremsvorgang denken.

Wie gesagt, ich kann Dir da mathematisch nicht so gut helfen :-?.


Moment: Es wird ja gar nicht positioniert, sondern "nur" angehalten.
Da dürfte der Positionswert also egal sein.

Du brauchst
- die Ausgangsgeschwindigkeit (nicht unbedingt v_max)
- eine Ruckvorgabe
- eine Beschleunigungsvorgabe

Dann könntest Du berechnen, wie der minimale Ruck (die maximale Ruckzeit) sein darf, um a_max zu erreichen. Wenn a_max nicht erreicht werden kann, muss a ggf. neu berechnet werden anhand der Ruckvorgaben.


Wenn du keine vorgefertigten Lösungen verwenden darfst, scheint es ein Aufgabe zu sein, um sich mit dem Thema "Ruck" auseinanderzusetzen. Also Ausbildung?


VG

MFreiberger
 
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Ja genau es geht nur um das Bremsen und der Bremsweg ist bekannt.

Ich bin so vorgegangen:

1 Verzögerungsphase:
- negativer Ruck --> ungleichmäßig verzögerte Bewegung
- Strecke_1 kann berechnet werden: s(t[SUB]Ruck[/SUB])= -a/6*t[SUB]Ruck[/SUB][SUP]2[/SUP]+v[SUB]ausgang[/SUB]*t[SUB]Ruck[/SUB]

hier fängt das Problem leider schon an. Mir fehlt für den kinematischen Ansatz der Zusammenhang, wie sich a(t) ändert in Abhängigkeit von s(t). Dann könnte ich alles ineinander umrechnen.
Hab mal zum besseren Verständnis meines Problems die Formeln nur für die erste Verzögerungsphase angehangen. Ich bekomme beim umstellen von Formel 8 nach a(t) komplexe Ergebnisse und kann damit nicht arbeiten... :-| In grün ist alles hervorgehoben, was gegeben ist.

2. Verzögerungsphase:
-Ruck=0--> gleichmäßig verzögerte Bewegung

3. Verzögerungsphase:
- positiver Ruck --> ungleichmäßig verzögerte Bewegung

Mathematisch ist das für mich kein Problem. Hab viele Formeln umgestellt, sodass ich die Zeit nicht brauche. Aber mir fehlt noch ein Zusammenhang zwischen aktueller Strecke und aktueller Verzögerung. :confused:


Ja genau ich bin noch in der Ausbildung, bzw. in meinem Studium.
 

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Moin lini,

such mal auf Google nach "SEW Ruck Berechnen". Erster Eintrag: "11 Anwendugnsbeispiele - SEW-EURODRIVE".
Vielleicht hilft Dir das Dokument weiter?

VG
 
Das hatte ich mir auch schonmal angeguckt, aber die Formeln beziehen sich auf die Gesamtstrecke, sprich Beschleunigungsphase, konstante Phase und Verzögerungsphase .. :-(

Liebe Grüße
 
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lini schrieb:
hier fängt das Problem leider schon an. Mir fehlt für den kinematischen Ansatz der Zusammenhang, wie sich a(t) ändert in Abhängigkeit von s(t). Dann könnte ich alles ineinander umrechnen.
Zum Vergrößern anklicken....

Mir ist noch nicht ganz klar, wo du hinwillst, aber:
Beim SEW Movidrive B ist die Ruckzeit jene Zeit, in der die Beschleunigung von 0 aufgebaut wird, d.h. a(t) folgt einer klassischen Geradengleichung k*t, wobei k = dy/dx = a_max / t_ruck. Nach der Zeit t_ruck ist die nominelle Beschleunigung a_max erreicht - du erhälst ein Beschleunigungstrapez.
 
Ich versuche es jetzt auch mal zu rechnen, auch wenn ich in der Praxis die fertigen SIMATIC- Bausteine nehmen würde.
Man hat drei Bereiche mit "Verzögerunsaufbau" (erste Ruckphase); Konstantverzögerung und zweite Ruckphase.
Dabei gibt es folgende Zeitpunkte (wenn Geschwindigkeit hoch genug ist, damit auch die parametrierte Verzögerung erreicht wird)
t0 : Beginn Bremsvorgang (v0: Ausgangsgeschwindigkeit)
t1 : Verzögerung d (deceleration) ist erreicht - also Deine Ruckzeit tr ==> t1 = tr
t2 : Beginn Verzögerungsabbau
t3 : Stillstand der Achse (= gesamte Bremszeit) = v0[SUP]2[/SUP]/ (2 * d) + tr

s01 = v0 * tr - 1/6 * r * tr[SUP]3[/SUP]
s12 = (v1-v2)[SUP]2[/SUP]/(2 * d) + v2(t2 - t1) // Weg während Konstantverzögerungsphase mit t2 - t1 = t3 - 2 * tr
s23 = 1/6 * r * t[SUP]3[/SUP]
gesamter Bremsweg sB = s01 + s12 + s23

v1 = v0 - 1/2 * r * tr[SUP]3[/SUP]
v2 = 1/2 * r * tr[SUP]3[/SUP]
v3 = 0

Rechne halt mal nach ob das so passt ;)
 
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Thomas_v2.1 schrieb:
Mathematisch interessant wird es dann, wenn die Fahrstrecken kurz sind und du nicht bis zur vollen Beschleunigung oder Geschwindigkeit kommst ;-)
Zum Vergrößern anklicken....

... der Bremsweg könnte da v0 * Wurzel(v0/r) sein. Der TE soll mal in seiner Ausbildungszeit auch mal selbst rechnen :wink:

Aber ja, solche Berechnungen können recht komplex werden. Z.B. wie bei Regalbediengeräte wo Beschleunigung und Verzögerung ungleich sein können, oder die sog Pufferpositionierung wo man mit definierter Geschwindigkeit in den Puffer reinfahren will. Besonders knifflig ist es wenn man ein paar wenige Meter vor dem Puffer steht und entsprechend beim Reinfahren v-max gar nicht erreicht wird, siehe
https://support.industry.siemens.com/cs/ww/de/view/109753848
 
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lini schrieb:
Ja ich darf leider nichts vorgefertigtes verwenden und soll mir selber eine Regelung für die Bremsrampe ausdenken, die das Problem lösen kann.
Die Berechnung der Bremsrampe soll wie bei dem MoviDrive B funktionieren, das hatte ich vergessen dazu zu schreiben, bzw. aus versehen falsch angegeben.

Der Motor treibt ein Förderband an, bremst aber zu ruckartig für das zu transportierende Material. Wie ich das Problem löse, ist mir überlassen, es soll in TIA programmiert werden.
Zum Vergrößern anklicken....

Bei dem ganzen mathematischen Aufwand den du / ihr hier treibt, denkt ihr schon daran, dass es "nur" ein MDX61 mit einem Asynchronmotor ist.
Wie sieht überhaupt die Positionierung aus? Was für ein Wegmesssystem ist verbaut?
 
Anbei zwei Beispiele mit SIMATIC Technologieiobjekt (TO), wo
1.) parametrierte Verzögerung erreicht wird (v0= 500mm/s; d=500 mm/s[SUP]2[/SUP]; r=5000 mm/s[SUP]3[/SUP]):
DecValueReached.jpg

und
2.) wo nur verrundet verzögert wird (v0 = 50mm/s; d=500 mm/s[SUP]2[/SUP]; r=200 mm/s[SUP]3[/SUP])::
JerkLimitedPositioning.png

Wenn ich das in die Formeln oben einsetze, macht das TO das was ich mathematisch erwartet habe. (Habe da schon andere Systeme kennengelernt, wo das leider nicht so war (da werden dann rechenzeitoptimierte Algorithmen verwendet, nur dass man argumentieren kann wie schnell man da den Interpolator laufen lassen kann)).
 
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