TIA Synchronisationsbetrieb von Maschinen

[trabajador73]

Zuviel Werbung?
-> Hier kostenlos registrieren

Hallo,
10 Maschinen, mit jeweils einer Unwucht im Hauptantrieb, sollen im Synchronisationsbetrieb paarweise versetzt, je nach Anzahl der Maschinen, betrieben werden.
Eine übergeordnete Steuerung gibt die Freigabe und Geschwindigkeit jeder Maschine, je nach Produktionsbedarf, vor. Die nicht benötigten Maschinen des kompletten Maschinenparks, werden je nach Anzahl der Betriebsstunden, ausgeschaltet.
Die Maschinen sind in 2 Reihen, jeweils immer gegenüber auf gleicher Höhe, platziert. Die beiden gegenüberliegenden Maschinen aus jeweils einer Reihe bilden ein Produktionspaar, und sollen versetzt um 180° zueinander laufen. Zudem alle Maschinenpaare sollen ebenfalls versetzt zueinander betrieben werden. Also wenn 4 Maschinen die Freigabe zur Produktion erhalten, dann laufen die 2 Maschinenpaare versetzt um 180°, bei 3 Paaren versetzt um 120°, bei 4 Paaren um 90° usw..
Die Antriebe haben einen FU und einem Encoder auf der Antriebswelle. Die Synchronisation soll für ein Maschinenpaar nach dem Master-Slave-Prinzip erfolgen. Je nach Position des Masters wird die Geschwindigkeit des Slaves etwas reduziert, also angepasst, bis der Slave in etwa die passende Position zum Master hat.
Die Regelung für den Takt zwischen den Maschinenpaaren erfolgt nach dem gleichen Prinzip der Geschwindigkeitsanpassung.
Gibt es dafür einen passenden Regelungsbaustein oder bleibt es bei AWL mit Sprungbereichen oder SCL mit Schleifen und Case-Anweisungen?
Die Übergeordnete CPU ist 1516 F und die Maschinen CPU ist eine S7 300.
Danke für jeden Beitrag.

 

[A3Q]

Also wir haben mal eine ähnliche Applikation umgesetzt in 2 verschiedenen Varianten:

1.
3 Rüttelrinnen mit je 2 Unwuchtmotoren. Die je 2 Unwuchtmotoren laufen versetzt zueinander, diese Regelung hat ein externer IPC von KEB übernommen.
Den Phasenversatz der 3 Rinnen zueinander wurde dann einfach in der S7 gemacht. Dort relativ primitiv mit einem einfachen PID-Regler. Wobei dort als Sollwert eben der Winkelversatz angegeben wurde, als Istwert der Winkelvesatz über die Drehgeber der Motoren und der Ausgang war eben die Drehzahlvorgabe der Motorenpaare.


2.
8 Rütteleinheiten mit je 4 Unwuchtmotoren, wobei jeweils 2 Unwuchtmotoren als Paare betrachtet wurden.

Dort wurde die Regelung komplett aus der S7 genommen. Die Regelung wurde über einen IPC von KEB übernommen.
Aber dort war das Prinzip so: Es gab eine Virtuelle Leitachse, an die sich die jeweiligen Rütteleinheiten mit ihrem vorgebeben Phasenversatz orientiert haben. Man konnte dann bequem einfach die Drehzahl oder aber auch den Versatz zueinander vorgeben. Allerdings wurde dies extern Programmiert.

Ist nicht eine Lösung zu deiner Aufgabe, aber evtl Hilft dir das in irgendeiner Form, oder als Denkanstoß.


Evtl. kann du auch einfach eine Virtuelle Achse generieren, und die anderen dementsprechend darauf aufsynchonisieren. Wie oben erwähnt, hat das Regeln der Geschwindigkeit um den richtigen Phasenversatz herzustellen recht einfach über einen PID-Regler funktioniert.


-chris

 

[maxder2te]

Zuviel Werbung?
-> Hier kostenlos registrieren

Kannst du ein paar mehr Informationen zum Thema Dynamik und Größe der bewegten Massen schreiben? Bei Unwuchtsystemen mit > 100 U/min wirst du schnell Schiffbruch erleiden.
Master/Slave wird sicherlich nicht funktionieren, das kann nur mit einer virtuellen Leitachse und reellen Folgeachsen funktionieren. Zudem wirst du an den Motoren hohe Drehmomentreserven benötigen. Die Regelung muss einen Lageregler/Drehzahlergler/Stromregler-Kaskade oder ein flaches System sein und mit sehr kurzen Abtastzeiten arbeiten.
Welche Motoren und welche FU sind im Einsatz?

lg

 

[trabajador73]

ca. 300 U/min hat der Antrieb als Geschwindigkeit und bewegt eine Kurbel mit formgebendem Werkzeug, zusammen ca. 100kg, horizontal nach rechts bzw. links. Die Aufnahme der Kurbel ist versetzt zum Mittelpunkt der Achse um ca. 1000mm. Drehmomentreserven sind ausreichend vorhanden.
Ein richtiges Master/Slave System mittels FU-Regelung würde zu große Abhängigkeit bedeuten für den Slave Antrieb, ja korrekt. Wenn der Master eines Maschinenpaares nicht produzieren kann, dann kann der zugehörige Slave auch nicht produzieren.
Aktuell wird meinerseits der Vorschlag von A3Q verfolgt, mit der PID-Regelung von der Antriebsgeschwindigkeit mittels der Wellenposition zwischen 0-360°. Also eine Maschine des Maschinenpaares wird die Masterfunktion zugewiesen im SPS-Programm und die zweite Masterfunktion erfolgt dynamisch für 1 Maschinenpaar, an welchen sich alle anderen aktiven Maschinenpaare orientieren, alles im SPS-Programm. Die Regelung der Geschwindigkeit erfolgt immer über einen PID-Regelbaustein.
Eine Leitachsenregelung hört sich auf jeden Fall sehr interessant an. Aber mir fehlt etwas Detailinfo und -wissen. Die Leitachsenregelung könnte eventuell mit einer Technik-CPU realisiert werden und dynamisch den einzelnen Maschinen eine Folgeachse zugewiesen werden, je nach Anzahl der aktiven Maschinenpaare? Diesbezüglich wahrscheinlich Siemens kontaktiert, ob eine Realisierung mit der Technik-CPU möglich ist.
Danke für Eure bisherigen Denkanstöße dazu.

 

[zako]

... habe ich bei Pressenlinien auch schon mitbekommen dass die Antriebe so zueinander synchronisiert werden dass möglichst die Leistungsspitzen gegeneinander ausgeglichen werden. Bevorzugt ein gemeinsamer Antriebszwischenkreis mit Energiespeicher
https://new.siemens.com/de/de/branchen/maschinenbau/smart-power-management.html