TIA Sinamics S210 auf Kraft regeln

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Florian_123

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Hallo,
ich stehe vor einem Problem.
ich möchte mit einem S210 Antrieb eine definierte Kraft in Regelung halten. Der Servomotor hängt an einer Spindel und auf der Spindel befindet sich eine Kraftmessdose. Jetzt soll er Antrieb durch drehen an der Spindel eine bestimmt Kraft an der Messdose einstellen.

Wie kann ich als Sollwert eine externe Kraft (Analog Eingang) vorgeben? Hat jemand eine Idee oder einen Lösungsansatz?

Vielen Dank schon mal
 
Wenn du eine S7-1500 verwendest, kannst du das meines Wissens über MC_TorqueLimiting umsetzen:

SIOS

support.industry.siemens.com support.industry.siemens.com

Falls nicht, bist du glaube ich ohne CPU bei der falschen Antriebs-Serie, da der S210 keinen integrierten EPOS hat. Hier wäre dann der S120 die richtige Wahl.
 
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Hallo,
MC_TorqueLimiting geht ja meines Wissens nach auf das Drehmoment im Motor (Nm) aber nicht an einem Externen Kraftsensor (N).

Zum Aufbau:

Im Normalfall nutzen wir eine 15XXTF CPU
Wäre ein S120 für diese Anwendung besser geeignet?
Wie kann es damit dann umgesetzt werden?
 
Mein Lösungsansatz:
Das ist ein Regelkreis:
Die Regelgröße ist die Kraft (N), Rückführkreis ist die Kraftmessdose (N), dein Stellglied ist der Antrieb (Geschwindigkeit / Position)

Ich würde mittels MC_MoveVelocity mit einer Definierten Geschwindigkeit die Kraft erhöhen und bei erreichen der Kraft die Achse anhalten.
Da kannst du dir entweder einfach einen Zweipunktregler aufbauen oder nimmst einen PI-Regler.

Ablauf:
  1. mit MC_MoveAbsolute : Achse vorpositionieren
  2. mit MC_MoveVelocity langsam die Kraft erhöhen
  3. bei erreichen eines Toleranzfensters mit MC_Halt die Achse anhalten
  4. bei verlassen des Toleranzfenster -> zu 2.
 
Dann sollte man vielleicht lieber eine aktuelle Version nehmen oder einen S120, statt sich aufwendig(st) etwas selbst zu programmieren und dabei unter Umständen erstmal jede Menge Bruch und Schrott zu generieren?
 
Glon schrieb:
Wird bei Fahren auf Festanschlag die Kraft gehalten/nachgeführt oder ist das einmalig?
Zum Vergrößern anklicken....
Fahren auf Festanschlag basiert auf einem vorher definierten Verfahrsatz.
Das heißt im Verfahrsatz wird ein Drehmoment am Motor eingetragen und das wird dann angefahren und gehalten.
Wenn man verschiedene Drehmomente benötigt muss man verschiedene Verfahrsätze benutzen.

Nur das von Dir benötigte Regeln auf Drehmoment mit externem Kraftsensor kenne ich so nicht in Verbindung mit "Fahren auf Festanschlag".

Die Frage ist für mich eine Andere:
Spindeln sind bei höherer Last nicht unbedingt linear mit dem Drehmoment am Motor.
Wenn ich so einen Fall hätte, würde ich eher meine Kraft in der SPS einlesen und inkremental (z.B. in 100tel mm oder 0,1° Motorumdrehung) neue Positionen vorgeben. Das heißt über den Weg die Kraft aufbauen und dann als fixe Position halten.
 
Wenn Du mit TO und Telegramm 750 arbeitest, kannst Du Drehmoment doch zyklisch absetzen (?)
D.h. Du implementierst noch einen Regler der das Moment dann so vorgibt, dass der Wert an der Kraftmessdose passt. Wenn Du z.B. 10Nm haben möchtest, steuerst Du das schon mal vor, den Rest macht der Regler.
 
Danke für die Infos.
Das mit Vorgeben über Tel 750 Muss ich mir mal anschauen.
Ich hätte jetzt folgendes getestet ob es klappt kann ich noch nicht sagen.

@Glon ich muss an einem Bauteil 4 Kräfte einstellen und jede Kraft hat Einfluss auf die anderen. Ich muss praktisch regeln bis alle 4 Kräfte passen. (4 Kraftsensoren und 4 Motoren)

Hier mein aktueller Plan
1. MC_MotionInVelocity um zyklisch eine Drehzahl vorgeben zu können.
2. Einen PID Compact welcher von -100% - 100% auf Sollwert (Kraft über HS AI) Regeln kann
3. Regler auf Drehzahl skalieren z.B. +- 5 Rpm
4. Drehzahl auf MC_MotionInVelocity geben
5. Schleppfehler etwas aufmachen und Drehmomentbegrenzung aktivieren
6. Schauen was passiert.
 
Ja schau mal was passiert...
Also ich kenne es bei solchen Anlagen so, dass die Achsen starke mechanische Beziehungen zueinander haben. D.h. eine Einzelachsoptimierung macht da kaum Sinn. Da hätte ein Multiachssystem wie der S120 Vorteile bei der Optimierung insbesondere im Frequenzbereich (Bodediagramm) gehabt. Vielleicht kannst Du ja beim S210 eine Sprungantwort auf alle Achsen gleichzeitig vorgeben (Sollwert von Simatic). Aber Frequenzgang ist aussagekräftiger (Filter setzen etc - OBT geht nur für jede Achse einzeln).
 
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Hallo,
Muss es ein Servo (S-Serie) sein?
Kann man dazu nicht einen Frequenzumrichter nehmen.
Die haben Drehzahlreglung und Drehmomentenreglung integriert.
Über die SPS kann man die Betriebsart umschalten.
Analoge Eingänge sind am Gerät. PID sollte ebenfalls im FU integriert sein.
Ich hatte vor Ewigkeiten sowas mal an einem Wickler gemacht.
Lagereglung (Tänzer) in der SPS (PID mit Drehzahl plus/minus und in einem zweiten Modus fahren auf Drehmoment. Der Abwickler hatte dabei die Drehmomentreglung im FU entgegenwirkend dem Abzug.

S7 15xx mit Danfoss FU VLT
 
Zuletzt bearbeitet:
Hallo! Ich möchte auch kurz noch etwas Senf dazugeben:

- Direkt über FU, wie Noch_Einer erwähnt hat, sollte funktionieren. Da würde mir in diesem Fall aber die flexibilität fehlen, da das meiste im FU passiert.
- Wenn du nur eine 1200er hast musst du es sowieso über ZusatzTele750 machen. Da bekommst du als Eingang den unskalierten Drehmoment und kannst den umrechnen für deine Regelung.
- Hast du eine 1500er (oder ET200SP) wird es einfacher. Tele 750 einstellen und dann mit den Technogiefunktionen arbeiten. Festanschlagerkennung funktioniert gut, es muss auch kein neuer Verfahrsatz gesendet werden, die gewünschte Presskraft kann laufend verändert werden.
Ev. noch besser würde es z.B. MC_TorqueAdditive geben, vllt. kannst du da einfach deine Abweichung Ist - zu Sollkraft additiv vorgeben und sparst dir die Regelung?
 
Bei der Funktion "Fahren auf Festanschlag" wird doch immer mit dem Drehmoment des Motors gearbeitet oder?
Ziel ist es ja die Kraft an einer Kraftmessdose einzustellen, also muss ich mir eine Tabelle erstellen die mir das Drehmoment des Motors auf den zu erwarteten Kraftwert umrechnet.
Passiert jetzt irgendwas an der Mechanik, dann stimmt beim Drehmoment "x" der Kraftwert "y" nicht mehr.

Alternativ:
  • Vorpositionieren
  • "Fahren auf Festanschlag" oder "Torque" Modus aktivieren
  • solange am Solldrehmoment spielen bis Kraftwert erreicht ist und dann mittels Solldrehmoment die Kraftregeln
 
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Ja es wird natürlich immer nur mit dem Drehmoment gearbeitet. Wenn aber die Mechanik (Also der Hebel) gleich bleibt kann ich mit der Kraft arbeiten (Einstellung im TO ob Motorseitig=Drehmoment oder Lastseitig=Kraft). Ist aber nur eine "Komfortfunktion".

Ansonsten genauso wie du gesagt hast. Voraussetzung für das alles ist halt eine 15xx.

Interessanter ist wohl dann der Punkt, dass die 4 Kräfte voneinander Abhängig sind. Ich bin nicht so fit in der Regelungstechnik, glaube aber, dass das mit PI-Reglern nicht so einfach einzustellen ist...
 

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