Arbeitsweise - Siemens SIPART PS2 Handbuch

2.4

Arbeitsweise

SIPART PS2 Gerätehandbuch
A5E00074630-06
Der elektropneumatische Stellungsregler SIPART PS2 bildet mit dem
pneumatischen Antrieb einen Regelkreis, in dem der Istwert x die Stel-
lung der Antriebsstange bei Schubantrieben bzw. die Stellung der An-
triebswelle bei Schwenkantrieben und die Führungsgröße w der Stell-
strom eines Reglers bzw. einer Handsteuerstation von 0/4 bis 20 mA
ist.
Die Hub- bzw. Drehbewegung des Antriebes wird über entsprechende
Anbauteile, über die Rückmeldewelle und über ein spielfreies umschalt-
bares Zahnradgetriebe auf ein hochwertiges Leitplastikpotentiometer
gegeben und auf den Analogeingang des Mikrocontrollers übertragen.
Die aktuelle Position kann auch über einen externen Sensor dem Stel-
lungsregler vorgegeben werden. Dabei erfolgt die Hub- bzw. Drehwin-
kelerfassung durch einen berührungslosen Stellungssensor (Non Con-
tacting Position Sensor) direkt am Antrieb.
Dieser korrigiert ggf. den Winkelfehler des Hubabgriffes, vergleicht die
Potentiometerspannung als Istwert x mit dem über die Klemmen 3 und
7 eingespeisten Sollwert w und berechnet die Stellgrößeninkremente
y. Je nach Größe und Richtung der Regelabweichung (x-w) wird
das piezovorgesteuerte Zu- bzw. Abluftventil geöffnet. Das Volumen
des Antriebes integriert die Stellinkremente zum Stelldruck y auf, der in
etwa proportional die Antriebsstange bzw. die Antriebswelle bewegt.
Durch diese Stellinkremente wird der Stelldruck so lange verändert, bis
die Regelabweichung zu Null wird.
Die pneumatischen Antriebe gibt es in einfach- und doppeltwirkender
Ausführung. Bei der einfachwirkenden Variante wird nur eine Druck-
kammer be- und entlüftet. Der entstehende Druck arbeitet gegen eine
Feder. Bei der doppeltwirkenden Ausführung arbeiten zwei Druckkam-
mern gegeneinander. Dabei wird bei der Belüftung eines Volumens das
Gegenvolumen entlüftet. Siehe Blockschaltbild Bild 2-10, Seite 25.
Der Regelalgorithmus ist ein adaptiver prädiktiver Fünfpunktregler
(siehe Bild 2-9, Seite 24).
Dabei werden die Ventile bei großen Regelabweichungen mit Dauer-
kontakt angesteuert (Schnellgangzone). Bei mittleren Regelabweichun-
gen erfolgt die Ventilansteuerung durch pulslängenmodulierte Impulse
(Langsamgangzone).
In der Zone kleiner Regelabweichung (adaptive Totzone) werden keine
Stellimpulse ausgegeben. Die Totzonenadaption und die ständige
Adaption der Mindestimpulslängen im Automatikbetrieb bewirken, dass
die bestmögliche Regelgenauigkeit bei kleinster Schalthäufigkeit er-
reicht wird. Die Startparameter werden während der Initialisierungs-
phase ermittelt und in einem nichtflüchtigen Speicher hinterlegt. Dies
sind im wesentlichen der reale Stellweg mit den mechanischen Endan-
schlägen, die Stellzeiten, die Größe der Totzone usw.
Zusätzlich werden im laufenden Betrieb ständig die Anzahl der Stör-
meldungen, Richtungsänderungen, sowie die Hubzahl ermittelt und alle
15 Minuten abgespeichert. Diese Parameter können Sie über die Kom-
munikationsprogramme, wie z.B. PDM und AMS, auslesen und doku-
mentieren. Insbesondere durch den Vergleich der Altwert mit den ak-
tuell ermittelten Werten können Sie Rückschlüsse auf den Verschleiß
der Armatur ziehen (Diagnosefunktion).
Aufbau und Arbeitsweise
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