Seite 3 ___________________ Hydraulic Drive Vorwort Grundlegende ___________________ Sicherheitshinweise ___________________ SINAMICS Systemübersicht ___________________ Projektierung S120 Hydraulic Drive ___________________ Inbetriebnahme ___________________ Antriebsfunktionen Systemhandbuch ___________________ Hardware ___________________ Anhang Gültig ab: Firmware-Version 4.7 04/2015 6SL3097-4BA00-0AP1...
Seite 4: Rechtliche Hinweise
Hinweise in den zugehörigen Dokumentationen müssen beachtet werden. Marken Alle mit dem Schutzrechtsvermerk ® gekennzeichneten Bezeichnungen sind eingetragene Marken der Siemens AG. Die übrigen Bezeichnungen in dieser Schrift können Marken sein, deren Benutzung durch Dritte für deren Zwecke die Rechte der Inhaber verletzen kann. Haftungsausschluss Wir haben den Inhalt der Druckschrift auf Übereinstimmung mit der beschriebenen Hard- und Software geprüft.
Seite 5: Vorwort
Dokumentation auf Basis der Siemens Inhalte individuell zusammenstellen und für die eigene Maschinendokumentation anpassen. Training Unter folgender Adresse (http://www.siemens.de/sitrain) finden Sie Informationen zu SITRAIN - dem Training von Siemens für Produkte, Systeme und Lösungen der Antriebs- und Automatisierungstechnik. FAQs Frequently Asked Questions finden Sie in den Service&Support-Seiten unter Produkt Support (https://support.industry.siemens.com/cs/de/de/ps/faq).
Seite 6: Nutzungsphasen Und Ihre Dokumente/Tools (Beispielhaft)
Planen/Projektieren Projektierungs-Tool SIZER • Projektierungshandbücher Motoren • Entscheiden/Bestellen SINAMICS S120 Kataloge SIMOTION, SINAMICS S120 und Motoren für Produktions- • maschinen (Katalog PM 21) SINAMICS und Motoren für Einachsantriebe (Katalog D 31) • SINUMERIK & SINAMICS • Ausrüstungen für Werkzeugmaschinen (Katalog NC 61) SINUMERIK 840D sl Typ 1B •...
Seite 7: Technical Support
Detailinformationen zu allen Typen des Produkts. Diese Dokumentation kann auch nicht jeden denkbaren Fall der Aufstellung, des Betriebs und der Instandhaltung berücksichtigen. Technical Support Landesspezifische Telefonnummern für technische Beratung finden Sie im Internet unter folgender Adresse (https://support.industry.siemens.com/sc/ww/de/sc/2090) im Bereich "Kontakt". Hydraulic Drive Systemhandbuch, 04/2015, 6SL3097-4BA00-0AP1...
Seite 8 Funktionen der funktionalen Sicherheit ("Safety Integrated") finden Sie im Internet unter folgender Adresse (https://support.industry.siemens.com/cs/ww/de/ps/13231/cert). Eine Liste der jeweils aktuell zertifizierten Komponenten erhalten Sie auf Anfrage auch in Ihrer Siemens-Niederlassung. Bei Fragen zu noch nicht abgeschlossenen Zertifizierungen wenden Sie sich bitte an Ihren Siemens-Ansprechpartner. Hinweis Zertifikate für den nordamerikanischen Markt finden Sie auf den Internet-Seiten der...
Seite 9: Einhaltung Eines Zuverlässigen Betriebs
Bei Abweichungen von den Anforderungen des Gerätehandbuchs ist durch geeignete Maßnahmen wie z. B. Messungen sicherzustellen bzw. nachzuweisen, dass der gewünschte zuverlässige Betrieb und die Einhaltung von EMV-Grenzwerten sichergestellt sind. Ersatzteile Ersatzteile finden Sie im Internet unter folgender Adresse (https://support.industry.siemens.com/sc/ww/de/sc/2110). Erdungssymbole Tabelle 2 Symbole Symbol Bedeutung Anschluss für Schutzleiter (PE)
Seite 10 Vorwort Schreibweisen In dieser Dokumentation gelten folgende Schreibweisen und Abkürzungen: Schreibweisen bei Störungen und Warnungen (Beispiele): Störung 12345 (englisch: Fault) • F12345 Warnung 67890 (englisch: Alarm) • A67890 Safety-Meldung • C23456 Schreibweisen bei Parametern (Beispiele): Einstellparameter 918 • p0918 Beobachtungsparameter 1024 •...
Seite 11: Inhaltsverzeichnis
2.1.6 Wegmesssystem ........................28 2.1.7 SINUMERIK/SINAMICS......................28 2.1.8 Hydraulikaggregat ........................28 Komponenten SINAMICS S120 HLA-Modul ................29 Systemvergleich elektrische und hydraulische Antriebe ............30 Systemdaten ........................... 32 2.4.1 Klimatische und mechanische Umgebungsbedingungen im Betrieb ........32 2.4.2 Transport- und Lagerungsbedingungen ................. 33 2.4.3...
Seite 12 Inhaltsverzeichnis Inbetriebnahme ............................. 53 Übersicht Inbetriebnahme ...................... 53 Konfiguration - Hydraulikmodul ....................54 Konfiguration - Ventilauswahl ....................55 Konfiguration - Ventildaten ..................... 56 Konfiguration - Ventil speichern ..................... 57 Konfiguration - Zylinderdaten ....................58 Konfiguration - Versorgungsdaten ..................59 Konfiguration - Anschlussdaten ..................... 60 Konfiguration - Berechnungen ....................
Seite 13 Inhaltsverzeichnis 4.18.8 Interpolation hydraulisch/elektrisch ..................129 4.19 Inbetriebnahmefunktionen ....................129 4.19.1 Messfunktion ......................... 130 4.19.2 Funktionsgenerator ....................... 138 4.19.2.1 Ventilschiebersollwert (Stellspannung) ................. 139 4.19.2.2 Geschwindigkeitssollwert ...................... 140 4.19.2.3 Lagesollwert .......................... 141 4.19.3 Kreisformtest ......................... 142 4.19.4 Trace ............................. 143 Antriebsfunktionen ..........................145 Blockschaltbild Regelung ......................
Seite 14 Inhaltsverzeichnis Schnittstellen ........................208 6.2.1 X200-X203 DRIVE-CLiQ-Schnittstellen ................209 6.2.2 X224 Elektronikstromversorgung ..................210 6.2.3 X231 und X232 Gebersystem-Schnittstelle ................. 211 6.2.4 X241 und X242 Drucksensoren zylinderseitig (A/B) ............214 6.2.5 X251 und X252 Drucksensoren zur Druckerfassung am Absperrventil ......215 6.2.6 X261 und X262 Regelventile ....................
Seite 15: Grundlegende Sicherheitshinweise
Grundlegende Sicherheitshinweise Grundlegende Sicherheitshinweise für Hydraulic Drive WARNUNG Lebensgefahr durch Nichtbeachtung von Sicherheitshinweisen und Restrisiken Durch Nichtbeachtung der Sicherheitshinweise und Restrisiken in der zu den Hydraulik- Komponenten gehörenden Dokumentation können Unfälle mit schweren Verletzungen oder Tod auftreten. • Halten Sie die Sicherheitshinweise der Hydraulik-Dokumentation ein. •...
Seite 16: Grundlegende Sicherheitshinweise
Grundlegende Sicherheitshinweise 1.2 Grundlegende Sicherheitshinweise Grundlegende Sicherheitshinweise 1.2.1 Allgemeine Sicherheitshinweise GEFAHR Lebensgefahr durch unter Spannung stehende Teile und andere Energiequellen Beim Berühren unter Spannung stehender Teile erleiden Sie Tod oder schwere Verletzungen. • Arbeiten Sie an elektrischen Geräten nur, wenn Sie dafür qualifiziert sind. •...
Seite 17 Grundlegende Sicherheitshinweise 1.2 Grundlegende Sicherheitshinweise WARNUNG Lebensgefahr durch Berührung unter Spannung stehender Teile bei beschädigten Geräten Unsachgemäße Behandlung von Geräten kann zu deren Beschädigung führen. Bei beschädigten Geräten können gefährliche Spannungen am Gehäuse oder an freiliegenden Bauteilen anliegen, die bei Berührung zu schweren Verletzungen oder Tod führen können.
Seite 18 Grundlegende Sicherheitshinweise 1.2 Grundlegende Sicherheitshinweise WARNUNG Lebensgefahr durch Brandausbreitung bei unzureichenden Gehäusen Durch Feuer und Rauchentwicklung können schwere Personen- oder Sachschäden auftreten. • Bauen Sie Geräte ohne Schutzgehäuse derart in einem Metallschaltschrank ein (bzw. schützen Sie das Gerät durch eine andere gleichwertige Maßnahme), dass der Kontakt mit Feuer verhindert wird.
Seite 19 Grundlegende Sicherheitshinweise 1.2 Grundlegende Sicherheitshinweise WARNUNG Unfallgefahr durch fehlende oder unleserliche Warnschilder Fehlende oder unleserliche Warnschilder können Unfälle mit schweren Körperverletzungen oder Todesfolge auslösen. • Überprüfen Sie die Vollständigkeit der Warnschilder anhand der Dokumentation. • Bringen Sie auf den Komponenten fehlende Warnschilder, gegebenenfalls in der jeweiligen Landessprache, an.
Seite 20: Sicherheitshinweise Zu Elektromagnetischen Feldern (Emf)
Grundlegende Sicherheitshinweise 1.2 Grundlegende Sicherheitshinweise WARNUNG Lebensgefahr durch Fehlfunktionen der Maschine infolge fehlerhafter oder veränderter Parametrierung Durch fehlerhafte oder veränderte Parametrierung können Fehlfunktionen an Maschinen auftreten, die zu Körperverletzungen oder Tod führen können. • Schützen Sie die Parametrierungen vor unbefugtem Zugriff. •...
Seite 21: Umgang Mit Elektrostatisch Gefährdeten Bauelementen (Egb)
Grundlegende Sicherheitshinweise 1.2 Grundlegende Sicherheitshinweise 1.2.3 Umgang mit Elektrostatisch gefährdeten Bauelementen (EGB) Elektrostatisch gefährdete Bauelemente (EGB) sind Einzelbauteile, integrierte Schaltungen, Baugruppen oder Geräte, die durch elektrostatische Felder oder elektrostatische Entladungen beschädigt werden können. ACHTUNG Schädigung durch elektrische Felder oder elektrostatische Entladung Elektrische Felder oder elektrostatische Entladung können Funktionsstörungen durch geschädigte Einzelbauteile, integrierte Schaltungen, Baugruppen oder Geräte verursachen.
Seite 22: Industrial Security
Siemens empfiehlt, sich unbedingt regelmäßig über Produkt- Updates zu informieren. Für den sicheren Betrieb von Produkten und Lösungen von Siemens ist es erforderlich, geeignete Schutzmaßnahmen (z. B. Zellenschutzkonzept) zu ergreifen und jede Komponente in ein ganzheitliches Industrial Security-Konzept zu integrieren, das dem aktuellen Stand der Technik entspricht.
Seite 23: Restrisiken Von Antriebssystemen (Power Drive Systems)
Grundlegende Sicherheitshinweise 1.2 Grundlegende Sicherheitshinweise 1.2.5 Restrisiken von Antriebssystemen (Power Drive Systems) Die Komponenten für Steuerung und Antrieb eines Antriebssystems sind für den industriellen und gewerblichen Einsatz in Industrienetzen zugelassen. Der Einsatz in öffentlichen Netzen erfordert eine andere Projektierung und/oder zusätzliche Maßnahmen. Der Betrieb dieser Komponenten ist nur in geschlossenen Gehäusen oder in übergeordneten Schaltschränken mit geschlossenen Schutzabdeckungen unter Anwendung sämtlicher Schutzeinrichtungen zulässig.
Seite 24 Grundlegende Sicherheitshinweise 1.2 Grundlegende Sicherheitshinweise 3. Gefährliche Berührspannungen z. B. durch – Bauelementeversagen – Influenz bei elektrostatischen Aufladungen – Induktion von Spannungen bei bewegten Motoren – Betrieb und/oder Umgebungsbedingungen außerhalb der Spezifikation – Betauung/leitfähige Verschmutzung – Fremdeinwirkungen/Beschädigungen 4. Betriebsmäßige elektrische, magnetische und elektromagnetische Felder, die z. B. für Träger von Herzschrittmachern, Implantaten oder metallischen Gegenständen bei unzureichendem Abstand gefährlich sein können 5.
Seite 25: Systemübersicht
Systemübersicht Aufbau eines hydraulischen Antriebs Bild 2-1 Beispiel eines SINAMICS-Antriebssystems mit elektrischen und hydraulischen Komponenten Hydraulic Drive Systemhandbuch, 04/2015, 6SL3097-4BA00-0AP1...
Seite 26: Maschinenführung
Systemübersicht 2.1 Aufbau eines hydraulischen Antriebs 2.1.1 Maschinenführung Führung Die Führung für die geradlinigen Bewegungen von Maschinenschlitten und Tischen erfolgt möglichst reibungsarm und präzise über hydrodynamische und hydrostatische Gleit- oder Walzenführungen. Reibung Eine gewisse Reibung kann im Sinne einer Dämpfung von Schwingungen durchaus nützlich sein.
Seite 27: Regelventil
Systemübersicht 2.1 Aufbau eines hydraulischen Antriebs 2.1.3 Regelventil Aufgabe Das Regelventil ist das Stellglied im geschlossenen Regelkreis und bildet den elektrohydraulischen Wandler. Funktion Das Ventil setzt die elektrischen Signale stufenlos in einen hydraulischen Volumenstrom um. Seine Qualität wird definiert durch statische und dynamische Kenngrößen wie z. B.: ●...
Seite 28: Wegmesssystem
Systemübersicht 2.1 Aufbau eines hydraulischen Antriebs 2.1.6 Wegmesssystem Das Wegmesssystem liefert den Istwert für die Position des beweglichen Maschinenelements. Funktion Die Geschwindigkeit wird durch laufende Differentiation des Weges über die Zeit gewonnen. Entsprechend der Erwartung an die Genauigkeit stehen verschiedene Systeme zur Verfügung.
Seite 29: Komponenten Sinamics S120 Hla-Modul
HLA-Modul Das HLA-Modul ist eine DRIVE-CLiQ-Komponente und Bestandteil des Antriebssystems SINAMICS S120. Das HLA-Modul ist z. B. für den Einsatz in Pressen, Rundtaktmaschinen, Umformmaschinen und in der Biegetechnik konzipiert. Das HLA-Modul wird in Verbindung mit einer SINUMERIK 840Dsl und einer Control Unit CU320-2, CU-Integrated oder NX verwendet.
Seite 30: Systemvergleich Elektrische Und Hydraulische Antriebe
Systemübersicht 2.3 Systemvergleich elektrische und hydraulische Antriebe Systemvergleich elektrische und hydraulische Antriebe Tabelle 2- 1 Systemvergleich elektrische und hydraulische Antriebe Kriterium Elektrischer Direktantrieb Elektrischer Antrieb mit Kugel- Hydraulischer Antrieb rollspindel Leistungsdichte / Geringes Gewicht Servomotor und Kugelroll- Sehr geringes Gewicht und •...
Seite 31 Systemübersicht 2.3 Systemvergleich elektrische und hydraulische Antriebe Kriterium Elektrischer Direktantrieb Elektrischer Antrieb mit Kugel- Hydraulischer Antrieb rollspindel Maximaler Verfahrweg Unbegrenzt ≤6 m ≤3 m Kollisionsschutz Mechanisch schwierig Mechanisch möglich Mechanisch möglich Geräusch Laufgeräusche von den Laufgeräusche von Servomo- Mögliche Strömungsgeräu- •...
Seite 32: Systemdaten
Systemübersicht 2.4 Systemdaten Systemdaten 2.4.1 Klimatische und mechanische Umgebungsbedingungen im Betrieb Hinweis Die folgenden Angaben beziehen sich auf den elektrischen Teil des HLA-Moduls, jedoch nicht auf externe hydraulische Komponenten. Klimatische Umgebungsbedingungen Wenn die angegebenen Werte nicht eingehalten werden können, ist ein Wärmetauscher oder ein Klimagerät vorzusehen.
Seite 33: Transport- Und Lagerungsbedingungen
Systemübersicht 2.4 Systemdaten 2.4.2 Transport- und Lagerungsbedingungen Originalverpackte Baugruppen Die folgenden Angaben gelten für originalverpackte Baugruppen. Tabelle 2- 4 Klimatische Bedingungen Funktion Bemerkung Wert Temperaturbereich Untere Grenztemperatur -25 °C Obere Grenztemperatur +55 °C Relative Luftfeuchte Kein Niederschlag, keine Betauung, kein Spritzwas- 5 ...
Seite 34: Systemübersicht
Systemübersicht 2.4 Systemdaten Hydraulic Drive Systemhandbuch, 04/2015, 6SL3097-4BA00-0AP1...
Seite 35: Projektierung
Die Funktionen der SINAMICS-Komponenten sind in diesem Handbuch in Stichpunkten und ggf. mit Angabe der Grenzwerte beschrieben. Weitere Details (z. B. Kennlinien) entnehmen Sie bitte den Inbetriebnahmeanleitungen SINAMICS S120 und SINUMERIK 840Dsl. Phase 1 1. Auswahl der Hydraulikkomponente 2. Auslegung der Stromversorgung 3.
Seite 36: Vorgehensweise Hydraulische Projektierung
Projektierung 3.2 Einbindung in SINUMERIK/SINAMICS S120 3.1.2 Vorgehensweise hydraulische Projektierung Im Einzelnen verläuft die hydraulische Projektierung in folgenden Schritten: 1. Auswahl der Zylinder Basierend auf den geforderten Kräften und Geschwindigkeiten sowie den Einbaubedingungen in der Maschine 2. Auswahl der Regelventile Basierend auf den Zylinderdaten, Kräften, Geschwindigkeiten und dynamischen...
Seite 37: Projektierung Hydraulik
Projektierung 3.3 Projektierung Hydraulik Projektierung Hydraulik 3.3.1 Auswahl Zylinder Kolben- und Stangendurchmesser Ausgehend von den geforderten Druck- und Zugkräften F und einem branchenüblichen Druck p = 40 bis 100 bar für Werkzeugmaschinen (maximal 350 bar möglich) werden Kolben- und Stangendurchmesser nach dem Pascal‘schen Gesetz ermittelt: Bei der Annahme der Kraft sind neben der eigentlichen Vorschubkraft auch Reibkräfte und Beschleunigungskräfte zu berücksichtigen.
Seite 38: Befestigung
Projektierung 3.3 Projektierung Hydraulik Befestigung Im Interesse eines guten Regelergebnisses kommen nur spielfreie Befestigungen wie Flansch- oder Fußbefestigung in Frage. Flanschbefestigung ① Flansch vorne ② Flansch hinten ③ Fußbefestigung Bild 3-1 Befestigung Zylinder Einbaulage Die Einbaulage ergibt sich aus der Maschinensituation und hat Auswirkung auf die Auswahl von Absperrventilen.
Seite 39: Auswahl Regelventil
Projektierung 3.3 Projektierung Hydraulik 3.3.2 Auswahl Regelventil Übersicht Ventilarten Der HLA unterstützt Regelventile mit integrierter Elektronik (OBE) sowie Fremdventile. Eine Parametrierung des Antriebes erfolgt automatisch bei Aufruf der Artikelnummer oder über manuelle Eingabe der Kenngrößen des Ventils. Die Auswahl des Ventils für den jeweiligen Anwendungsfall erfolgt anhand der im folgenden beschriebenen Kriterien.
Seite 40 Projektierung 3.3 Projektierung Hydraulik Die Definition der Lage des Knickpunktes 40 % bzw. 60 % bedeutet, dass bei 40 % bzw. 60 % des Nennstellsignals (d. h. bei U = 4 V bzw. 6 V) nur 10 % des Nennöffnungsquerschnittes (Nennvolumenstrom) freigegeben wird. Zur Anpassung an die Regelung des gesamten Antriebs (Zylinder) ist die geknickte Kennlinie des Ventils im HLA-Modul zu linearisieren.
Seite 41: "Fail-Safe"-Stellung
Projektierung 3.3 Projektierung Hydraulik "Fail-safe"-Stellung Direktgesteuerte Regelventile verfügen über eine "Fail-safe"-Stellung, d. h., dass bei elektrisch abgeschaltetem Ventil der Steuerschieber eine sichere Stellung einnimmt. Die "Fail-safe"-Stellung ist entweder "geschlossen" (A, B, P, T gesperrt) oder "offen" (A, B und T verbunden sowie P gesperrt) ausgeführt.
Seite 42: Auswahl Absperrventile
Projektierung 3.3 Projektierung Hydraulik 3.3.3 Auswahl Absperrventile Allgemeines Die Freigabe bzw. das Sperren der Absperrventile wird in der richtigen Schaltfolge automatisch durch das HLA-Modul sichergestellt. Startvoraussetzung Bei der Verwendung von Safety-Funktionen sind nur sichere Absperrventile zulässig, die über mindestens 1 Rückmeldesignal verfügen. Der hydraulische Druck muss vor Einschalten des Systems verfügbar sein.
Seite 43: Funktionsweise
Projektierung 3.3 Projektierung Hydraulik Funktionsweise Die Safety-Funktion STO entspricht beim HLA-Module dem Abschalten eines sicheren Absperrventils. Die nachfolgende Abbildung zeigt die Verschaltung eines Absperrventils (am Beispeil einer Achse) und die wichtigsten Elemente für dessen Ansteuerung und Prüfung: Bild 3-5 Verschalten des Absperrventils Das Absperrventil steuert den Zulauf des Hydraulikkreislaufs.
Seite 44 Projektierung 3.3 Projektierung Hydraulik Es gilt folgende Ansteuer- und Prüf-Reihenfolge: Absperrventil Schritt F-DO + F-DO - Diag DO + Diag DO - Schritt Absperrventil freigeben sperren Die Diag-DO-Signale werden von den Safety-Funktionen zyklisch auf beiden Überwachungskanälen überprüft. Dazu stellt das HLA-Modul der Control Unit die Diag-DO- Signale über DRIVE-CLiQ zur Verfügung.
Seite 45: Eigenfrequenz Des Hydraulikantriebs
Projektierung 3.3 Projektierung Hydraulik 3.3.4 Eigenfrequenz des Hydraulikantriebs Streckenverstärkung Die realisierbare Streckenverstärkung wird im Wesentlichen von der Eigenfrequenz ω Zylinders und seiner Last sowie von der Grenzfrequenz des Regelventils ω bestimmt. Der Zylinder und seine Last stellen ein Feder-Masse-Dämpfungs-System dar, dessen Eigenfrequenz sich nach folgender Formel berechnet: Hierbei bedeuten: E = Elastizitätsmodul [N/m...
Seite 46 Projektierung 3.3 Projektierung Hydraulik Übersicht wichtiger Parameter (siehe SINAMICS S120/S150 Listenhandbuch) Zylinder Kolbendurchmesser • p0310[0...n] Zylinder Kolbenstangendurchmesser A-Seite • p0311[0...n] Zylinder Kolbenstangendurchmesser B-Seite • p0312[0...n] Zylinder Kolbenhub • p0313[0...n] Zylindertotvolumen A-Seite • p0314[0...n] Zylindertotvolumen B-Seite • p0315[0...n] Zylinder-Masse • p0341[0...n] Ventil/Zylinder Konfiguration •...
Seite 47: Hydraulikaggregat
Projektierung 3.3 Projektierung Hydraulik 3.3.5 Hydraulikaggregat Die hydraulische Leistung wird von einem separat angeordneten, oder in die Maschine integrierten Hydraulikaggregat bereitgestellt. Dies wird individuell unter Berücksichtigung sämtlicher hydraulischen Verbraucher projektiert. Im Einzelnen sind folgende Faktoren von Bedeutung: ● Druck p ●...
Seite 48: Filtrierung
Projektierung 3.3 Projektierung Hydraulik Filtrierung Klassische Servoventile mit Fluidwandlern als Vorsteuerstufen sind extrem schmutzempfindlich. Aber auch die Steuerkanten modernerer Regelventile erfordern eine Filtrierung. Um die allgemeine Betriebssicherheit zu gewährleisten, aber noch mehr um die Steuerkanten vor vorzeitiger Erosion zu bewahren und die Qualität der Nullüberdeckung aufrecht zu halten, ist die Ölverschmutzung entsprechend Klasse 7 bis 9 nach NAS 1638 zu begrenzen.
Seite 49 Projektierung 3.3 Projektierung Hydraulik Kühlung Da bei der Drosselung des Volumenstroms über die Steuerkanten am Regelventil erhebliche Leistungsverluste auftreten, die nicht ausschließlich über die Wärme-Abstrahlung des Ölbehälters kompensiert werden können, sind meist zusätzliche Öl/Luft- oder Öl/Wasser- Wärmetauscher vorzusehen. ① ⑤ Verstellpumpe mit Druckregler Filter in Rücklaufleitung ②...
Seite 50: Verschaltung
Projektierung 3.4 Verschaltung Verschaltung 3.4.1 24-V-Elektronik-Stromversorgung Hinweis Verwenden Sie für alle Anschlüsse und Klemmen der Elektronikbaugruppen nur Stromversorgungen, die SELV- (Safety Extra Low Voltage) oder PELV- (Protective Extra Low Voltage) Ausgangsspannungen zur Verfügung stellen. Die 24-V-Elektronikversorgung wird für folgende Komponenten benötigt: ●...
Seite 51: 26,5-V-Hydraulik-Stromversorgung
Projektierung 3.4 Verschaltung 3.4.2 26,5-V-Hydraulik-Stromversorgung Anforderungen Hinweis Verwenden Sie für alle Anschlüsse und Klemmen der Elektronikbaugruppen nur Stromversorgungen, die SELV- (Safety Extra Low Voltage) oder PELV- (Protective Extra Low Voltage) Ausgangsspannungen zur Verfügung stellen. Diese Stromversorgung dient dazu, die folgenden Hydraulikkomponenten über die Regelung zu schalten und zu versorgen: ●...
Seite 52: Erdungskonzept/Elektromagnetische Verträglichkeit (Emv)
3.4 Verschaltung 3.4.3 Erdungskonzept/Elektromagnetische Verträglichkeit (EMV) Die maximale Verlustleistung des SINAMICS S120 HLA im Schaltschrank beträgt ca. 12 W. Im HLA-Modul sind der M-Eingang der 24-V-Stromversorgung (X224), der M-Eingang der 26,5-V-Stromversorgung sowie die interne Masse untereinander und mit dem Gehäuse verbunden.
Seite 53: Inbetriebnahme
Inbetriebnahme Übersicht Inbetriebnahme Inbetriebnahme mit SINUMERIK Operate Ein SINAMICS HLA nehmen Sie mit SINUMERIK Operate in Betrieb. Die folgenden Kapitel zeigen Ihnen eine kurze Übersicht über die Inbetriebnahmeschritte. ● Konfiguration - Hydraulikmodul (Seite 54) ● Konfiguration - Ventilauswahl (Seite 55) ●...
Seite 54: Konfiguration - Hydraulikmodul
Inbetriebnahme 4.2 Konfiguration - Hydraulikmodul Konfiguration - Hydraulikmodul In diesem Dialog werden die Artikel- und die Codenummer des Hydraulikmoduls angezeigt. Bild 4-1 Konfiguration - HLA-Modul ● Wenn Sie die Option "LED des HLA-Modul zur Erkennung blinkend schalten" aktivieren, blinkt das ausgewählte HLA-Modul abwechselnd rot-grün. Dadurch erkennen Sie das gewählte HLA-Modul im Schaltschrank.
Seite 55: Konfiguration - Ventilauswahl
Inbetriebnahme 4.3 Konfiguration - Ventilauswahl Konfiguration - Ventilauswahl Unter "Ventilauswahl" wählen Sie die Eingabemethode der Ventildaten. Hinweis In der Werkseinstellung befinden sich keine Daten in dieser Liste. Sie können aber Ventillisten (z. B. aus 840D Powerline) importieren; siehe Kapitel "Ventillisten importieren (Seite 80)".
Seite 56: Konfiguration - Ventildaten
Bild 4-3 Konfiguration - Ventildaten Mit dem Softkey "Ventilkonf. speichern" öffnen Sie den Dialog "Ventildaten speichern". In diesem Dialog können Sie zusätzliche Daten eingeben. Übersicht wichtiger Parameter (siehe SINAMICS S120/S150 Listenhandbuch) Ventil Nennspannung • p0205[0...n] Ventil Knickpunkt Volumenstrom • p0206[0...n] Ventil Knickpunkt Spannung •...
Seite 57: Konfiguration - Ventil Speichern
Inbetriebnahme 4.5 Konfiguration - Ventil speichern Konfiguration - Ventil speichern In diesem Dialog werden zusätzliche Daten zum Ventil abgefragt. Bild 4-4 Konfiguration - Ventil speichern Das Eingabefeld "Ventilnummer" wird mit der nächsten freien Ventilnummer vorbelegt. Das Ventil wird durch die Ventilnummer eindeutig identifiziert. Sie können auch eine eigene Ventilnummer eingeben.
Seite 58: Konfiguration - Zylinderdaten
Zylinder. Bild 4-5 Konfiguration - Zylinderdaten In diesem Dialog geben Sie die Zylinderdaten ein und legen die verwendete Sicherheitsschaltung fest. Übersicht wichtiger Parameter (siehe SINAMICS S120/S150 Listenhandbuch) Zylinder Kolbendurchmesser • p0310[0...n] Zylinder Kolbenstangendurchmesser A-Seite • p0311[0...n] Zylinder Kolbenstangendurchmesser B-Seite •...
Seite 59: Konfiguration - Versorgungsdaten
Inbetriebnahme 4.7 Konfiguration - Versorgungsdaten Konfiguration - Versorgungsdaten In diesem Dialog definieren Sie die Parameter der "Versorgungseinheit" und legen fest, für welche Antriebsobjekte die Versorgungseinheit verwendet werden soll. Bild 4-6 Konfiguration - Versorgungsdaten Geben Sie hier die Kenngrößen der Versorgungseinheit ein. Hydraulic Drive Systemhandbuch, 04/2015, 6SL3097-4BA00-0AP1...
Seite 60: Konfiguration - Anschlussdaten
Inbetriebnahme 4.8 Konfiguration - Anschlussdaten Konfiguration - Anschlussdaten Die folgenden Anschlussdaten können Sie konfigurieren: Bild 4-7 Konfiguration - Anschlussdaten ● Zylinder-Masse Träge Masse des Zylinders in Kilogramm. ● Zylinder Einbaulage A-Seite Einbaulage bezogen auf die A-Seite des Zylinders in Grad. ●...
Seite 61 Inbetriebnahme 4.8 Konfiguration - Anschlussdaten Unter "Anschlusskonfiguration Ventil-Zylinder" haben Sie folgende Optionen zur Auswahl: ● Ventil A an Zylinder A Die Ventilseite A ist auf der Zylinderseite A angeschlossen. ● Ventil A an Zylinder B Die Ventilseite A ist auf der Zylinderseite B angeschlossen. Hydraulic Drive Systemhandbuch, 04/2015, 6SL3097-4BA00-0AP1...
Seite 62: Konfiguration - Berechnungen
Inbetriebnahme 4.9 Konfiguration - Berechnungen Konfiguration - Berechnungen Dieser Dialog wird nur im Änderungsdurchlauf angezeigt, wenn in den Dialogen zuvor Daten geändert wurden. Bild 4-8 Konfiguration - Berechnungen Die Werte für die Vorbelegung der Parameter werden aus den Ventil-, Zylinder- und Systemdaten berechnet.
Seite 63 Inbetriebnahme 4.9 Konfiguration - Berechnungen Die Tabelle im unteren Bereich des Dialogs zeigt die Parameter an, die aufgrund der aktivierten Kontrollkäschen durch die Berechnung beeinflusst werden können. Siehe folgendes Beispiel: Bild 4-9 Konfiguration - Berechnungen: Beispiel der vorzubelegenden Parameter Die Liste hat die gleichen Eigenschaften wie die Expertenliste für Antriebsparameter. Die Werte sind nicht änderbar.
Seite 64: Konfiguration - Geberzuordnung
Inbetriebnahme 4.10 Konfiguration - Geberzuordnung 4.10 Konfiguration - Geberzuordnung Hier können Sie dem ausgewählten Antriebsobjekt maximal 3 Geber zuordnen: Bild 4-10 Konfiguration - Geberzuordnung Identifikation des Gebers im Schaltschrank: Wenn die Geberschnittstelle die Fähigkeit hat zu blinken, erhalten Sie eine optische Rückmeldung (rot/grün). ●...
Seite 65 Inbetriebnahme 4.10 Konfiguration - Geberzuordnung ● Ist das SMx nicht auf diesem Antriebsobjekt gesteckt, muss es hier manuell ausgewählt und zugeordnet werden. Die Bezeichnung des Gebers in der Auswahlliste ist nach folgendem Schema aufgebaut: Name und Nummer des HLA-Modul mit Steckplatz des Sensor Module - Name und Nummer des Sensor Module - Name und Nummer des Gebers ●...
Seite 66: Konfiguration - Geber 1
Inbetriebnahme 4.11 Konfiguration - Geber 1... 3 4.11 Konfiguration - Geber 1... 3 Hier werden der Name des Gebers und das Sensor Module angezeigt, über das der Geber angeschlossen ist. Auswahl Geber: Bild 4-11 Konfiguration - Geber 1... 3 ● Fall 1: Automatisch ausgewählt bei EnDat und DRIVE-CLiQ, keine weiteren Einstellungen nötig.
Seite 67: Konfiguration - Regelungsart/Sollwerte
Inbetriebnahme 4.12 Konfiguration - Regelungsart/Sollwerte 4.12 Konfiguration - Regelungsart/Sollwerte Hier stellen Sie die Regelungsart und den PROFIBUS-Telegrammtyp sowie die Anzahl der Antriebsdatensätze DDS ein. Bild 4-12 Konfiguration - Regelungsart/Sollwerte Hydraulic Drive Systemhandbuch, 04/2015, 6SL3097-4BA00-0AP1...
Seite 68 Bei der ersten Inbetriebnahme (nicht Änderungsdurchlauf) wird das Telegramm eingestellt, das aus der STEP7 HW-Konfiguration ermittelt wurde. Wenn aus der STEP7 HW-Konfiguration kein Telegramm eindeutig ermittelt werden konnte, wird das Auswahlfeld mit "SIEMENS Telegramm 166 PZD-14/20" vorbelegt. Im Änderungsdurchlauf wird das im Antrieb eingestellte Telegramm angezeigt. Hinweis Telegramm 166 verpflichtend Für den Betrieb von HLA-Antrieben ist es zwingend notwendig, das Telegramm 166...
Seite 69: Konfiguration - Bico-Verschaltung
Inbetriebnahme 4.13 Konfiguration - BICO-Verschaltung 4.13 Konfiguration - BICO-Verschaltung Mit diesen beiden Kontrollkästchen treffen Sie folgende Auswahl: Bild 4-13 Konfiguration - BICO-Verschaltung ● Voreinstellung: "Konfiguration ist SINUMERIK-konform" Das bedeutet, die BICO-Verschaltungen der Klemmenverdrahtungen sind so eingestellt, dass alle Freigaben und Rückmeldungen korrekt kommunizieren. Ist die Option nicht aktiviert (Kontrollkästchen nicht angewählt), wurden Änderungen in der BICO-Verschaltung gegenüber der Standardverschaltung vorgenommen.
Seite 70 Inbetriebnahme 4.13 Konfiguration - BICO-Verschaltung BICO-Verschaltung für 2. AUS2 Das Signal 2. AUS2 dieses Antriebs kann auf eine der Klemmen in der Auswahlliste verschaltet werden. Bei der Auswahl wird unterschieden, ob der Antrieb an einer Control Unit oder einer NX angeschlossen ist. Bei einer Control Unit ist die Verschaltung auf Klemmenleiste X132 und bei einer Erweiterungsbaugruppe NX ist die Verschaltung auf Klemmenleiste X122 möglich.
Seite 71: Konfiguration - Zusammenfassung
Inbetriebnahme 4.14 Konfiguration - Zusammenfassung 4.14 Konfiguration - Zusammenfassung In der Zusammenfassung werden alle Daten, mit denen das Antriebsobjekt konfiguriert wurde, angezeigt. Bild 4-14 Konfiguration - Zusammenfassung Weitere Aktionen: ● Softkey "< Vorheriger Schritt", um zurück zum vorherigen Dialog zu gelangen. ●...
Seite 72: Übersichten
Inbetriebnahme 4.15 Übersichten 4.15 Übersichten 4.15.1 Übersicht Hydraulikmodul In der Übersicht des Antriebobjekts Hydraulic Drive (HLA) werden alle Daten angezeigt, die bei der automatischen Gerätekonfiguration ermittelt werden konnten. Bild 4-15 Übersicht Hydraulikmodul Weitere Aktionen: ● Mit den Softkeys "Antrieb +" und "Antrieb -" können Sie über alle Antriebsobjekte blättern. Wenn das aktuelle Antriebsobjekt ein Hydraulic Drive ist, wird die Übersichtsseite des HLA-Inbetriebnahmeassistenten angezeigt.
Seite 73 Inbetriebnahme 4.15 Übersichten ● Mit dem Softkey "Achszuordnung" öffnen Sie den Dialog zur Zuordnung der HLA- Antriebsachse. ● Mit dem Softkey "Bezugsgrößen" öffnen Sie den Dialog zur Eingabe der Bezugsgrößen. Hinweis Erstinbetriebnahme Wenn der Antrieb noch nicht in Betrieb genommen ist, werden Sie durch eine Meldung darauf aufmerksam gemacht.
Seite 74: Übersicht Ventil/Zylinder
Inbetriebnahme 4.15 Übersichten 4.15.2 Übersicht Ventil/Zylinder In der Übersicht Ventil/Zylinder werden die ausgelesenen Daten des Ventils und des Zylinders angezeigt. Bild 4-16 Übersicht Ventil/Zylinder Hydraulic Drive Systemhandbuch, 04/2015, 6SL3097-4BA00-0AP1...
Seite 75: Übersicht Geber
Mit dem Softkey "Geberdaten" öffnen Sie das Fenster zur Konfiguration des angezeigten Gebers, um die Daten nachträglich zu ändern. Hinweis Bei der Auswahl eines von Siemens angebotenen Gebers werden alle notwendigen Parametereinstellungen automatisch in die Konfiguration übernommen und sind nicht mehr änderbar.
Seite 76: Übersicht Anschlussdaten
Inbetriebnahme 4.15 Übersichten 4.15.4 Übersicht Anschlussdaten ● In der Übersicht der Anschlussdaten werden die ausgelesenen Anschlussdaten des Ventils und des Zylinders angezeigt. ● In der Übersicht der Versorgungseinheit werden die ausgelesenen Daten der Versorgungseinheit angezeigt. ● In der Übersicht des Absperrventils werden die ausgelesenen Daten des Absperrventils angezeigt.
Seite 77: Übersicht Bezugsgrößen/Funktionsmodule
Inbetriebnahme 4.15 Übersichten 4.15.5 Übersicht Bezugsgrößen/Funktionsmodule In der Übersicht Bezugsgrößen und Funktionsmodule werden die Bezugsgrößen und aktivierten Funktionsmodule angezeigt. Bild 4-19 Übersicht Bezugsgrößen/Funktionsmodule Beachten Sie Folgendes: ● Mit dem Softkey "Datensätze" legen Sie zusätzliche Datensätze an. Beim Anlegen von zusätzlichen Antriebsdatensätzen werden die Bezugsgrößen nicht neu berechnet. Die Bezugsgrößen sind über Parameter p0573 gesperrt.
Seite 78: Konfiguration - Bezugsgrößen
Inbetriebnahme 4.15 Übersichten 4.15.6 Konfiguration - Bezugsgrößen Die Bezugsgrößen werden einmalig bei der Erst-Inbetriebnahme des Antriebs berechnet. Die Bezugsgrößen sind nicht abhängig vom Parametersatz. Mit Hilfe des Parameters p0340.0 können Sie festlegen, ob die Bezugsgrößen automatisch vorbelegt werden sollen. Bild 4-20 Konfiguration - Bezugsgrößen Um die Berechnung der Bezugswerte zu verhindern, aktivieren Sie das Kontrollkästchen "Automatische Bezugswertberechnung sperren".
Seite 79 Inbetriebnahme 4.15 Übersichten Übersicht wichtiger Parameter (siehe SINAMICS S120/S150 Listenhandbuch) Bezugsgeschwindigkeit • p2000 Bezugsspannung • p2001 Bezugsdruck • p2002 Bezugskraft • p2003 Bezugsleistung • p2004 Bezugswinkel • p2005 Bezugstemperatur • p2006 Bezugsbeschleunigung • p2007 Hydraulic Drive Systemhandbuch, 04/2015, 6SL3097-4BA00-0AP1...
Seite 80: Ventillisten Importieren
Inbetriebnahme 4.16 Ventillisten importieren 4.16 Ventillisten importieren Ventilliste importieren Sie können eine Liste mit geeigneten Ventilen folgendermaßen importieren: 1. Wählen Sie aus dem "Inbetriebnahme-Grundmenü" den Softkey "Systemdaten". 2. Markieren Sie im folgenden Dialog "Systemdaten" den Eintrag "HMI-Daten > Datensicherung > IB-Daten". 3.
Seite 81: Ventilliste Exportieren
Inbetriebnahme 4.16 Ventillisten importieren Ventilliste exportieren Sie können eine Liste mit geeigneten Ventilen folgendermaßen exportieren: 1. Wählen Sie aus dem "Inbetriebnahme-Grundmenü" den Softkey "Systemdaten". 2. Markieren Sie im folgenden Dialog "Systemdaten" den Eintrag "HMI-Daten > Datensicherung > IB-Daten". 3. Mithilfe des Softkey "Daten verwalten" gelangen Sie zum Dialog "Maschinendaten übertragen"...
Seite 82: Ventilkennlinie Bearbeiten
Inbetriebnahme 4.17 Ventilkennlinie bearbeiten 4.17 Ventilkennlinie bearbeiten 4.17.1 Allgemeines Jedes Regelventil hat eine individuelle Kennlinie, die den Volumenstrom über der Stellspannung (Ventilöffnung in Prozent) darstellt. Diese Kennlinie muss nach der Inbetriebnahme eines HLA-Moduls gemessen und im Antrieb eingestellt werden. Nach der Messung haben Sie die Möglichkeit, die im Antrieb durch Geraden und Parabeln angenäherte Kennlinie automatisch durch einen Optimierungsalgorithmus an die gemessene Kennlinie anzupassen.
Seite 83 Inbetriebnahme 4.17 Ventilkennlinie bearbeiten Übersicht wichtiger Parameter (siehe SINAMICS S120/S150 Listenhandbuch) Knickkompensation Q1 positiv Nullbereich • p1833[0...n] Knickkompensation U1 positiv Nullbereich • p1834[0...n] Knickkompensation Verrundung 1 positiv Nullbereich • p1835[0...n] Knickkompensation Q1 negativ Nullbereich • p1836[0...n] Knickkompensation U1 negativ Nullbereich •...
Seite 84 Inbetriebnahme 4.17 Ventilkennlinie bearbeiten Bild 4-24 Funktionsplan 4975 - Ventilkennlinie und Flächenanpassung Hydraulic Drive Systemhandbuch, 04/2015, 6SL3097-4BA00-0AP1...
Seite 85: Vereinfachter Ablauf
Inbetriebnahme 4.17 Ventilkennlinie bearbeiten 4.17.2 Vereinfachter Ablauf Die Messung der Kennline und die Optimierung des HLA verläuft vereinfacht dargestellt folgendermaßen: 1. Nach dem Aufruf der HLA-Optimierung gelangen Sie in den Start-Dialog: Bild 4-25 Ventilkennlinie messen 2. Wechseln Sie mit dem Softkey "Messen" zum Dialog "Messung" und starten Sie dort die Kennlinienmessung mit dem Softkey "Messung starten": Hydraulic Drive Systemhandbuch, 04/2015, 6SL3097-4BA00-0AP1...
Seite 86 Inbetriebnahme 4.17 Ventilkennlinie bearbeiten 3. Nach Abschluss der Messung erreichen Sie mit dem Softkey "OK" den Dialog "Optimierung": Bild 4-26 Kennlinie optimieren 4. Optionaler Schritt Mit dem Softkey „Ventilkennlinie optimieren“ passen Sie die eingestellte Kennlinie an die gemessene Kennlinie durch einen Optimierungsalgorithmus an. 5.
Seite 87: Kennlinie Messen
Inbetriebnahme 4.17 Ventilkennlinie bearbeiten 4.17.3 Kennlinie messen Nach dem Start der HLA-Optimierung gelangen Sie in diesen Dialog. Von dieser Seite aus messen, parametrieren und optimieren Sie die Ventilkennlinie des hydraulischen Regelventils. Die Messung der Ventilkennlinie wird auch als "bewegende Messung bezeichnet.
Seite 88 Voraussetzungen. Desweiteren muss für diese Messung der komplette Verfahrweg frei sein. Weitere informationen zu den Aktionen (Regelsinnkorrektur, Ventiloffsetkorrektur, Kolbenabgleich, ...), die bei dieser Messung durchgeführt werden, finden Sie beim Parameter p1959 im SINAMICS S120/S150 Listenhandbuch. Hydraulic Drive Systemhandbuch, 04/2015, 6SL3097-4BA00-0AP1...
Seite 89: Weitere Aktionen
Inbetriebnahme 4.17 Ventilkennlinie bearbeiten Weitere Aktionen ● Mit den Softkeys "Achse +" / "Achse -" können Sie zur nächsten/vorherigen Achse wechseln. ● Mit dem Softkey "Achse auswählen >" öffnen Sie einen Dialog, um die Achse aus einer Liste auszuwählen. ● Mit dem Softkey "Messung laden >" öffnen Sie einen Dateiauswahldialog zum Laden einer Messung.
Seite 90: Messung
Inbetriebnahme 4.17 Ventilkennlinie bearbeiten 4.17.4 Messung Beim Aufblenden des Dialogs wird zunächst nur die im Antrieb eingestellte Kennlinie angezeigt. Nach einer Messung wird die gemessene und die im Antrieb eingestellte Kennlinie angezeigt. Bild 4-28 Kennlinie: Messung Voraussetzung der Kennlinienmessung Eine der folgenden Voraussetzungen muss vor dem Start der Messung erfüllt sein: ●...
Seite 91: Start Der Kennlinienmessung
● Mit dem Softkey "Abbruch" kehren Sie zum Dialog "Ventilkennlinie messen" zurück. ● Mit dem Softkey "OK" öffnen Sie den Dialog "Graphische Optimierung". Nach einer Messung wird einmalig eine Automatische Messung durchgeführt. Übersicht wichtiger Parameter (siehe SINAMICS S120/S150 Listenhandbuch) Ventil Identifikation Kennlinie Spannung • r1961[0...511] Ventilidentifikation Kennlinie Geschwindigkeit •...
Seite 92: Messparameter
Inbetriebnahme 4.17 Ventilkennlinie bearbeiten 4.17.5 Messparameter Die Messparameter werden in einer Parameterliste dargestellt. Bild 4-29 Messparameter Die in der Liste angezeigten Parameter werden aus dem Antrieb ausgelesen. Sie können alle Parameter Ihren Anforderungen anpassen. Geänderte Werte schreiben Sie mit der Eingabetaste in den Antrieb.
Seite 93: Ventilkennlinienparameter
Inbetriebnahme 4.17 Ventilkennlinie bearbeiten 4.17.6 Ventilkennlinienparameter Die Ventilkennlinienparameter werden in einer Liste dargestellt. Bild 4-30 Ventilkennlinienparameter Die in der Liste angezeigten Parameter werden aus dem Antrieb ausgelesen. Hinweis Änderung der Parameter nur bei Impulssperre Ändern Sie die Parameter nicht im Antriebszustand "U" (Run), da es bei fahrender Achse zu unvorhersehbaren Effekten kommen kann.
Seite 94 Inbetriebnahme 4.17 Ventilkennlinie bearbeiten Weitere Aktionen ● Mit den Softkeys "Achse +"/"Achse -" können Sie zur nächsten/vorherigen Achse wechseln. ● Mit dem Softkey "Achse auswählen >" öffnen Sie einen Dialog, um die Achse aus einer Liste auszuwählen. ● Mit dem Softkey "DDS auswählen" öffnen einen Dialog in dem Sie den Antriebsdatensatz (DDS) auswählen, dessen Parameter in der Liste angezeigt werden sollen.
Seite 95: Ventilkennlinie - Numerisch
Inbetriebnahme 4.17 Ventilkennlinie bearbeiten 4.17.7 Ventilkennlinie - numerisch Im Antrieb wird nicht die gemessene Ventilkennlinie, sondern eine vereinfachte, abschnittsweise definierte Kennlinie hinterlegt. Die Abschnitte der Kennlinie werden durch 16 Parameter definiert. Bild 4-31 Optimierung der Ventilkennlinie Nach jeder Kennlinienmessung wird beim ersten Öffnen des Dialogs "Optimierung" automatisch die Funktion "Ventilkennlinie optimieren"...
Seite 96: Automatische Optimierung
Inbetriebnahme 4.17 Ventilkennlinie bearbeiten Automatische Optimierung Die automatische Optimierung führen Sie mit dem Softkey "Ventilkennlinie optimieren" durch. Die automatische Optimierung bestimmt durch eine begrenzte Anzahl von Iterationsschritten die Lage der Knickpunkte und die Steigung der Geraden so, dass die Summe der Abweichungen zwischen den einzelnen Punkten der optimierten Kennlinie im Vergleich zur gemessenen Kennlinie am geringsten ist.
Seite 97 Inbetriebnahme 4.17 Ventilkennlinie bearbeiten Bedeutung der Parameter Um Information zum Kennliniendiagramm zu erhalten, betätigen Sie den Softkey "Info Kennlinie". Hinweis Manuelle Eingaben nur in Ausnahmefällen erforderlich Diese Daten werden aus der Messung automatisch bestimmt. Nur wenn nicht der gesamte Bereich gemessen wurde, muss man hier ggf. manuell eingreifen, wenn die automatische Extrapolation der Kennlinie den Erfordernissen nicht genügt.
Seite 98 Inbetriebnahme 4.17 Ventilkennlinie bearbeiten Weitere Aktionen Der Dialog "Grafische Optimierung" hat im numerischen Eingabemodus mehrere Softkeyleisten. Zwischen den Softkeyleisten schalten Sie mit Softkeys um. Softkeyleiste "Optimierung 1" ● Mit dem Softkey "Ventilkennlinie optimieren" starten Sie die automatische Kennlinienoptimierung. Nach der Optimierung wird die Kennlinie neu gezeichnet. ●...
Seite 99 Inbetriebnahme 4.17 Ventilkennlinie bearbeiten Übersicht wichtiger Parameter (siehe SINAMICS S120/S150 Listenhandbuch) Geschwindigkeitsregler P-Verstärkung wirksam • r1468 Faktor Flächenanpassung positiv • p1830[0...n] Faktor Flächenanpassung negativ • p1831[0...n] Ventiloffset • p1832[0...n] Knickkompensation Q1 positiv Nullbereich • p1833[0...n] Knickkompensation U1 positiv Nullbereich • p1834[0...n] Knickkompensation Verrundung 1 positiv Nullbereich •...
Seite 100: Ventilkennlinie - Grafisch
Inbetriebnahme 4.17 Ventilkennlinie bearbeiten 4.17.8 Ventilkennlinie - grafisch In diesem Dialog optimieren Sie die Ventilkennlinie mithilfe eines Grafikcursor. Der Grafikcursor ist in dem Diagramm als kleiner farbiger Kreis dargestellt. Bild 4-32 Ventilkennlinie grafisch optimieren Ventilkennlinie optimieren Die Ventilkennlinie optimieren Sie mit dem Grafikcursor folgendermaßen: ●...
Seite 101: Unvollständige Messung
Inbetriebnahme 4.17 Ventilkennlinie bearbeiten Unvollständige Messung Der Softkey "Endpunkt" ist nur bei einer unvollständigen Messung aktiv, wenn diese als vollständige Messung (bis 100 %) geplant war. Die Messung kann nicht vollständig durchgeführt werden, wenn der Kolben wegen eines zu kurzen Messwegs nicht auf die Endgeschwindigkeit beschleunigt werden kann.
Seite 102: Info Kennlinie
Inbetriebnahme 4.17 Ventilkennlinie bearbeiten 4.17.9 Info Kennlinie Gemessene Kennlinie Die gemessene Kennlinie stellt die Kolbengeschwindigkeit in Abhängigkeit von der Ventilstellspannung als Prozentwerte dar. Zur Messung der Kennlinie fährt der Kolben mit wachsender Geschwindigkeit zwischen den Endpunkten hin und her und erzeugt dabei bei jeder Bewegung jeweils einen abwechselnd positiven und negativen Messwert.
Seite 103: Flächenanpassung
Inbetriebnahme 4.17 Ventilkennlinie bearbeiten Flächenanpassung Verschiedene nichtlineare Effekte von Ventil oder Antrieb können durch Kennlinien kompensiert werden. Die Kennlinien werden kaskadiert, um sie getrennt einstellen zu können. Zur Kompensation der richtungsabhängigen Streckenverstärkung bei Differentialzylindern ist eine Kennlinie eingeführt, deren Steigung richtungsabhängig verändert werden kann. Das folgende Bild zeigt eine Beispielkennlinie und die Wirkungsweise der zugehörigen SINAMICS-Parameter.
Seite 104: Linearisierung Des Ventils
Inbetriebnahme 4.17 Ventilkennlinie bearbeiten Linearisierung des Ventils Die nichtlineare Kennlinie von Ventilen mit Feinsteuerbereich wird durch eine inverse Kennlinie kompensiert. Der Knick ist bei realen Ventilen verrundet. Deswegen wird der Knickbereich in der Kompensation ebenfalls verrundet. Die Verrundung wird nach einer Wurzelkennlinie so durchgeführt, dass die Anschlussstellen tangentenstetig sind, wobei der Verrundungsbereich parametriert werden kann.
Seite 105: Ventilkennlinie - Kopieren
Inbetriebnahme 4.17 Ventilkennlinie bearbeiten Anschlussstelle tangentenstetig ist und die Kennlinie im Punkt (100 %, 100 %) endet. Bei Standardwert 100% in p1845 und p1846 bzw. p1847 und p1848 ist kein Sättigungsbereich im positiven bzw. negativen Quadranten vorhanden. Bild 4-35 Kennlinie zur Linearisierung des Ventils 4.17.10 Ventilkennlinie - kopieren Mit diesem Dialog können Sie die Kennlinie des aktuell im Antrieb angewählten...
Seite 106: Funktionsplan 4975 - Ventilkennlinie Und Flächenanpassung
Inbetriebnahme 4.17 Ventilkennlinie bearbeiten 4.17.11 Funktionsplan 4975 - Ventilkennlinie und Flächenanpassung Bild 4-36 Funktionsplan 4975 - Ventilkennlinie und Flächenanpassung Hydraulic Drive Systemhandbuch, 04/2015, 6SL3097-4BA00-0AP1...
Seite 107: Feinabgleich Und Optimierung
Inbetriebnahme 4.18 Feinabgleich und Optimierung 4.18 Feinabgleich und Optimierung 4.18.1 Abgleich Bevor die 3 Abgleiche durchgeführt werden können, müssen folgende Voraussetzungen erfüllt sein: ● Lageabgleich Die Achse muss referenziert sein und der Kolben muss in Position A stehen. ● Druckabgleich Das System muss sich im drucklosen Zustand befinden.
Seite 108 Inbetriebnahme 4.18 Feinabgleich und Optimierung Um die Abgleiche durchzuführen, betätigen Sie der Reihe nach die Softkeys "Lageabgleich", "Druckabgleich" und "Ventiloffsetabgleich". Der Fortschritt des jeweiligen Abgleichs wird angezeigt. Wenn alle 3 Abgleichsarten durchgeführt wurden, sieht der Dialog folgendermaßen aus: Bild 4-38 Abgleiche durchgeführt Ändern Sie bei Bedarf die Offset-Werte für die Drucksensoren, die D/A-Wandlung und den Kolbennullpunkt.
Seite 109 Inbetriebnahme 4.18 Feinabgleich und Optimierung Weitere Aktionen ● Mit den Softkeys "Achse +" / "Achse -" können Sie zur nächsten/vorherigen Achse wechseln. ● Mit dem Softkey "Achse auswählen >" öffnen Sie einen Dialog, um die Achse aus einer Liste auszuwählen. ●...
Seite 110: Regelsinn, Verfahrrichtung
Inbetriebnahme 4.18 Feinabgleich und Optimierung 4.18.2 Regelsinn, Verfahrrichtung Allgemeines Der Regelsinn ist mit folgenden Maßnahmen veränderbar: ● Stellspannungsinvertierung ● Istwertinvertierung ● Maßstab verdrehen ● Verrohrung A → A nach A → B (Invertierung) Eine Verstellung der hydraulischen Verrohrung kann durch Stellspannungsinvertierung aufgehoben werden.
Seite 111 Inbetriebnahme 4.18 Feinabgleich und Optimierung Im Bild "Ablaufdiagramm Inbetriebnahme Regelsinn ermitteln" sind Möglichkeiten des Abgleichs der Verfahrbewegung bei einer eventuell unkontrollierten Bewegung dargestellt. Hinweis Bei Anschluss Ventilseite A auf Zylinderseite B (p0343.0 = 1) wird durch "Reglerdaten berechnen" die Invertierung der Stellgröße (Ventilstellgröße) vorbelegt (p1820). Bild 4-39 Ablaufdiagramm Inbetriebnahme Regelsinn ermitteln Hydraulic Drive...
Seite 112: Definition Verfahrrichtung Antrieb (Schritt 2)
Inbetriebnahme 4.18 Feinabgleich und Optimierung Definition Verfahrrichtung Antrieb (Schritt 2) Bei Verfahrrichtung des Zylinderkolbens von A → B (Volumenstrom Q > 0) muss der Geschwindigkeitsistwert V positiv sein. Diese Definition ist antriebsseitig für die weitere Funktionalität zwingend erforderlich von: ● Geschwindigkeitsregler-Adaption und ●...
Seite 113: Definition Verfahrrichtung Nc (Schritt 3)
Inbetriebnahme 4.18 Feinabgleich und Optimierung Definition Verfahrrichtung NC (Schritt 3) Die positive Verfahrrichtung der Maschine wird anwenderseitig definiert. Auf Seite der Steuerung muss in MD32100 die Verfahrrichtung geändert werden. Bild 4-41 Ablaufdiagramm Inbetriebnahme Definition Verfahrrichtung NC Begrenzung Stellspannung aufheben Die Sollwertbegrenzung ist in folgenden Parametern auf 10 V zu setzen: ●...
Seite 114: Abgleich Offset
Inbetriebnahme 4.18 Feinabgleich und Optimierung 4.18.3 Abgleich Offset Offset Drucksensoren Hinweis Der Abgleich ist nur bei vorhandener Druckerfassung möglich. ● Bedingung Voraussetzung für den Offsetabgleich ist, dass der Druck an allen Drucksensoren = 0 ist. ● Ziel Bei Druck = 0 sollte die Druckanzeige = 0 bar sein. ●...
Seite 115: Geschwindigkeitsabgleich
Inbetriebnahme 4.18 Feinabgleich und Optimierung Übersicht wichtiger Parameter (siehe SINAMICS S120/S150 Listenhandbuch) Drucksensor A Bezugswert bei 10 V • p0240[0...n] Drucksensor A Offsetkorrektur • p0241[0...n] Drucksensor B Bezugswert bei 10 V • p0242[0...n] Drucksensor B Offsetkorrektur • p0243[0...n] Drucksensor P Bezugswert bei 10 V •...
Seite 116: Abgleich Streckenverstärkung
Inbetriebnahme 4.18 Feinabgleich und Optimierung Folgende Reglerparameter sind dabei auf Wert = 0 zu setzen: ● P: P-Verstärkung Geschwindigkeitsregler (p1460/p1461/p1462) ● I: Nachstellzeit Geschwindigkeitsregler (p1463) ● D: Vorhaltzeit Geschwindigkeitsregler (p1465/p1466/p1467) Abgleich Streckenverstärkung Bild 4-42 Abgleich Streckenverstärkung Hydraulic Drive Systemhandbuch, 04/2015, 6SL3097-4BA00-0AP1...
Seite 117 • Beide Möglichkeiten des Abgleichs sind gleichwertig, d. h. ein Abgleich ausschließlich gemäß Stufe 2 über p1830 und p1831 führt zu gleichwertigen Ergebnissen unter Beibehaltung der Vorbelegung (Einstellung) der Streckenverstärkung p1475. Übersicht wichtiger Parameter (siehe SINAMICS S120/S150 Listenhandbuch) Geschwindigkeitsregler P-Verstärkung A • p1460[0...n] Geschwindigkeitsregler P-Verstärkung...
Seite 118: Regleroptimierung
Inbetriebnahme 4.18 Feinabgleich und Optimierung 4.18.5 Regleroptimierung Allgemeines Die wesentlichen Verfahrbewegungen werden über den Vorsteuerzweig umgesetzt. Die Reglerparameter dienen zur Bedämpfung der Schwingeigenschaften des Ventil- /Zylinderverbands. Dabei sind drei prinzipielle Fälle hinsichtlich der Eckfrequenz (f) zu unterscheiden: ● f << f Ventil Zylinder ①...
Seite 119 Inbetriebnahme 4.18 Feinabgleich und Optimierung ● f ≈ f Ventil Zylinder ② Bild 4-44 Frequenzgangverhalten der Regelstrecke (f ≈ f ventil Zylinder Hydraulic Drive Systemhandbuch, 04/2015, 6SL3097-4BA00-0AP1...
Seite 120 Inbetriebnahme 4.18 Feinabgleich und Optimierung ● f >> f Ventil Zylinder ③ Das Ventil kann alle Eigenfrequenzen des Antriebs aktiv beeinflussen. Bild 4-45 Frequenzgangverhalten der Regelstrecke (f >> f Ventil Zylinder Die Reihenfolge der Regleroptimierung erfolgt zweckmäßigerweise nach: 1. D-Anteil (differenzierender Anteil; falls benötigt) 2.
Seite 121 Inbetriebnahme 4.18 Feinabgleich und Optimierung Die Ursachen für das Abweichen der Kenndaten sind: ● Theoretisches Ventil: reales Ventil ● Leitungen: Steuerdruck = f(Q) ● Zusätzliche Ventile; Absperrventile; Filter; Drosseln (Druckmessplatten) Hydraulic Drive Systemhandbuch, 04/2015, 6SL3097-4BA00-0AP1...
Seite 122: Regleroptimierung D-Anteil
Inbetriebnahme 4.18 Feinabgleich und Optimierung Regleroptimierung D-Anteil Wirkende Maschinendaten: ● p1465: HLA Geschwindigkeitsregler Vorhaltezeit A (Vorhaltzeit T Geschwindigkeitsreglers A) ● p1466: HLA Geschwindigkeitsregler Vorhaltezeit (Vorhaltzeit T Geschwindigkeitsreglers) ● p1467: HLA Geschwindigkeitsregler Vorhaltezeit B (Vorhaltzeit T Geschwindigkeitsreglers B) ● p1464: HLA Geschwindigkeitsregler D-Anteil Glättungszeitkonstante (Glättungszeitkonstante Geschwindigkeitsregler) Die positive Phasendrehung des Differenzierterms kann für aktive Bedämpfung der Regelstrecke für f...
Seite 123: Regleroptimierung P-Anteil
Inbetriebnahme 4.18 Feinabgleich und Optimierung Regleroptimierung P-Anteil Wirkende Parameter: ● p1460: HLA Geschwindigkeitsregler P-Verstärkung A (P-Verstärkung Geschwindigkeitsregler A) ● p1461: HLA Geschwindigkeitsregler P-Verstärkung (P-Verstärkung Geschwindigkeitsregler) ● p1462: HLA Geschwindigkeitsregler P-Verstärkung B (P-Verstärkung Geschwindigkeitsregler B) Durch die theoretischen Kenngrößen des Ventils und des Zylinders wird ein Vorschlagswert für die P-Verstärkung errechnet.
Seite 124 Inbetriebnahme 4.18 Feinabgleich und Optimierung Übersicht wichtiger Parameter (siehe SINAMICS S120/S150 Listenhandbuch) Geschwindigkeitsregler P-Verstärkung A • p1460[0...n] Geschwindigkeitsregler P-Verstärkung • p1461[0...n] Geschwindigkeitsregler P-Verstärkung B • p1462[0...n] Geschwindigkeitsregler D-Anteil Glättungszeitkonstante • p1464[0...n] Geschwindigkeitsregler Vorhaltzeit A • p1465[0...n] Geschwindigkeitsregler Vorhaltzeit • p1466[0...n] Geschwindigkeitsregler Vorhaltzeit B •...
Seite 125: Regleradaption
Inbetriebnahme 4.18 Feinabgleich und Optimierung 4.18.6 Regleradaption Allgemeines Da sich die Eigenfrequenz des Zylinders lageabhängig ändert, kann eine Lageadaption des Geschwindigkeitsreglers sinnvoll sein. Die Maximalwerte treten an den beiden Rändern, sowie das Minimum etwa in der Mitte des Verfahrbereichs (p0351) auf. Voraussetzungen ●...
Seite 126: Kolbenabgleich
Antrieb zwischen der Seite A und der Mitte steht, so wirkt eine Mischung aus den Reglereinstellungen aus Seite A und der Mitte. Wird die Lageadaption über p1400.5 = 0 deaktiviert, so wirken nur noch die Reglereinstellungen für die Mitte. Übersicht wichtiger Parameter (siehe SINAMICS S120/S150 Listenhandbuch) Kolbenposition Eigenfrequenz minimal • p0351[0...n] Geschwindigkeitsregelung Konfiguration •...
Seite 127: Kolbenabgleich Mit Absoluten Messsystemen
Inbetriebnahme 4.18 Feinabgleich und Optimierung Kolbenabgleich mit absoluten Messsystemen Die Ermittlung der Kolbenposition und der Kolbenabgleich kann nahezu autark im Antrieb ohne Zusatzinformationen der Steuerung erfolgen. Ermittlung der Maschinenposition A 1. Kolben einfahren → Kolben steht in Stellung A – Verfahrsatz für Einfahren kommt aus der Steuerung 2.
Seite 128 Inbetriebnahme 4.18 Feinabgleich und Optimierung Ermittlung der Maschinenposition A 1. Voraussetzung: Maschine/Achse ist referenziert. 2. Kolben einfahren → Kolben steht in Stellung A Der Verfahrsatz für Einfahren kommt aus der Steuerung. 3. Abgleich durchführen Dieser Vorgang wird über einen Parameterauftrag im Zuge der Inbetriebnahme ein Mal angestoßen.
Seite 129: Realisierung
Inbetriebnahme 4.19 Inbetriebnahmefunktionen 4.18.8 Interpolation hydraulisch/elektrisch Ziel Konturtreue wird bei gleich eingestellter Antriebsdynamik der beteiligten Achsen erzielt. Die Aussage gilt für hydraulische und elektrische Antriebe. Neben identischen K ist auf "gleiche" Sprunganwort des geschlossenen Geschwindigkeitsreglers zu achten. Realisierung Ein Geschwindigkeitssollwertfilter der schnelleren Achse (z. B. elektrisch) ist dabei auf die Differenz der Zeitkonstanten des geschlossenen Geschwindigkeitsregelkreises (T v, ers einzustellen.
Seite 130: Messfunktion
Inbetriebnahme 4.19 Inbetriebnahmefunktionen 4.19.1 Messfunktion Die Messfunktionen ermöglichen eine Beurteilung der wichtigsten Größen von Geschwindigkeits- und Lageregelkreis im Zeit- und Frequenzbereich ohne externe Messmittel am Bildschirm. Die folgenden Ausführungen geben eine Übersicht über die Messfunktionen für HLA und beschreiben nur die rein hydraulikspezifische Funktionalität für HLA genauer. Folgende Messfunktionen können bei HLA durchgeführt werden: ●...
Seite 131: Ventilregelkreismessung
Inbetriebnahme 4.19 Inbetriebnahmefunktionen Ventilregelkreismessung Tabelle 4- 1 Messtypen und Messgrößen Ventilregelkreismessung Messung Anregung Messgrößen Ventilfrequenzgang Ventilschieber-Sollwert im Geschwindigkeitsreglertakt, Ventilschieber-Istwert/ Ventilregelkreis geschlossen, Geschwindigkeitsregel- Ventilschieber-Sollwert kreis offen Tabelle 4- 2 Parametrierung Ventilregelkreismessung Parameter Typische Werte Physikalische Einheit Amplitude Bandbreite 1000 Mittelungen Einschwingzeit Offset Ventilfrequenzgang für HR-Regelventil (Beispiel) Bild 4-47...
Seite 132: Vermessung Geschwindigkeitsregelkreis
Inbetriebnahme 4.19 Inbetriebnahmefunktionen Vermessung Geschwindigkeitsregelkreis Tabelle 4- 3 Messtypen und Messgrößen Vermessung Geschwindigkeitsregelkreis Messung Anregung Messgrößen Führungsfrequenzgang Geschwindigkeitssollwert im Geschwindigkeitsregler- Geschwindigkeitsistwert/ takt, Geschwindigkeitssollwert Ventilregelkreis geschlossen, Geschwindigkeitsregelkreis geschlossen Sollwertsprung Geschwindigkeitssollwert im Geschwindigkeitsregler- Messgröße 1: takt, Geschwindigkeitssollwert • Ventilregelkreis geschlossen, Ventilschiebersollwert • Geschwindigkeitsregelkreis geschlossen Messgröße 2: Geschwindigkeitsistwert...
Seite 133 Inbetriebnahme 4.19 Inbetriebnahmefunktionen Parameter Physikalische Einheit Messzeit Einschwingzeit Offset (Linearachse) mm/min | inch/min Geschwindigkeitsreglerstrecke Amplitude Bandbreite Mittelungen Einschwingzeit Offset (Linearachse) mm/min | inch/min Geschwindigkeitsreglerstrecke + Regler Amplitude (Linearachse) mm/min | inch/min Bandbreite Mittelungen Einschwingzeit Offset (Linearachse) mm/min | inch/min Bild 4-48 Bode-Diagramm Führungsfrequenzgang Geschwindigkeitsregelkreis (Beispiel) Hydraulic Drive Systemhandbuch, 04/2015, 6SL3097-4BA00-0AP1...
Seite 134 Inbetriebnahme 4.19 Inbetriebnahmefunktionen Bild 4-49 Zeitverhalten Sollwertsprung Geschwindigkeitsregelkreis (Beispiel) Bild 4-50 Zeitverhalten Störgrößensprung, Integralzweig Geschwindigkeitsregler inaktiv (Beispiel) Hydraulic Drive Systemhandbuch, 04/2015, 6SL3097-4BA00-0AP1...
Seite 135 Inbetriebnahme 4.19 Inbetriebnahmefunktionen Bild 4-51 Oszillogramm Geschwindigkeitsreglerstrecke v (Beispiel) Bild 4-52 Oszillogramm Geschwindigkeitsreglerstrecke + Regler (Beispiel) Hydraulic Drive Systemhandbuch, 04/2015, 6SL3097-4BA00-0AP1...
Seite 136: Vermessung Lageregelkreis
Inbetriebnahme 4.19 Inbetriebnahmefunktionen Vermessung Lageregelkreis Tabelle 4- 5 Messtypen und Messgrößen Vermessung Lageregelkreis Messung Anregung Messgrößen Führungsfrequenzgang Lagesollwert im Lagereglertakt, Lageistwert/Lagesollwert Lageregelkreis geschlossen, Geschwindigkeitsregelkreis geschlossen Sollwertsprung Lagesollwert im Lagereglertakt, Messgröße 1: Lageregelkreis geschlossen, Sollwertrampe Lagesollwert • Geschwindigkeitsregelkreis geschlossen Messgröße 2: Lageistwert •...
Seite 137 Inbetriebnahme 4.19 Inbetriebnahmefunktionen Bild 4-53 Beispiel Vermessung Lageregelkreis (Beispiel) Hydraulic Drive Systemhandbuch, 04/2015, 6SL3097-4BA00-0AP1...
Seite 138: Funktionsgenerator
– Rauschsignal (nur bei DAU–Ausgabe der Signale und externe Auswertegeräte für Frequenzganganalysen – Treppe – Sinus – Dreieck Erläuterungen zur Anwendung des Funktionsgenerators siehe SINAMICS S120 inbetriebnahmehandbuch. Die folgenden Ausführungen geben eine Übersicht über den Funktionsgenerator für HLA und beschreiben nur die rein hydraulikspezifische Funktionalität für HLA genauer. Hydraulic Drive...
Seite 139: Ventilschiebersollwert (Stellspannung)
Inbetriebnahme 4.19 Inbetriebnahmefunktionen 4.19.2.1 Ventilschiebersollwert (Stellspannung) Tabelle 4- 7 Signal (Betriebsart) Ventilschiebersollwert Anregung Signaltyp Ventilschiebersollwert im Geschwindigkeitsreglertakt, Rechteck Ventilregelkreis geschlossen, Geschwindigkeitsregelkreis offen Tabelle 4- 8 Parametrierung Signal (Betriebsart) Ventilschiebersollwert Parameter Physikalische Einheit Signaltyp: Rechteck Amplitude Periodendauer Pulsbreite Offset Begrenzung Bild 4-54 Trace "Ventilistwert"...
Seite 140: Geschwindigkeitssollwert
Inbetriebnahme 4.19 Inbetriebnahmefunktionen 4.19.2.2 Geschwindigkeitssollwert Tabelle 4- 9 Signal (Betriebsart) Geschwindigkeitssollwert Anregung Signaltyp Geschwindigkeitssollwert im Geschwindigkeitsreglertakt, Rechteck Ventilregelkreis geschlossen, Geschwindigkeitsregelkreis geschlossen Tabelle 4- 10 Parametrierung Signal (Betriebsart) Geschwindigkeitssollwert Parameter Physikalische Einheit Signaltyp: Rechteck Amplitude (Linearachse) mm/min | inch/min Periodendauer Pulsbreite Offset (Linearachse) mm/min | inch/min Begrenzung (Linearachse)
Seite 141: Lagesollwert
Inbetriebnahme 4.19 Inbetriebnahmefunktionen 4.19.2.3 Lagesollwert Tabelle 4- 11 Signal (Betriebsart) Lagesollwert Anregung Signaltyp Lagesollwert im Lagereglertakt, Rechteck Lageregelkreis geschlossen, Geschwindigkeitsregelkreis geschlossen Tabelle 4- 12 Parametrierung Signal (Betriebsart) Lagesollwert Parameter Physikalische Einheit Signaltyp: Rechteck Amplitude (Linearachse) mm | inch Periodendauer Pulsbreite Offset (Linearachse) mm/min | inch/min Begrenzung (Linearachse)n...
Seite 142: Kreisformtest
Inbetriebnahme 4.19 Inbetriebnahmefunktionen 4.19.3 Kreisformtest Der Kreisformtest dient u. a. als Kontrollmittel für die erzielte Konturgenauigkeit. Dabei werden bei einer Kreisbewegung die Istpositionen gemessen und graphisch die Abweichungen vom programmierten Radius (insbesondere an den Quadrantenübergängen) dargestellt. Beispiel Das folgende Beispiel bezieht sich auf einen Antrieb mit HRV Ventil. ●...
Seite 143: Trace
Inbetriebnahme 4.19 Inbetriebnahmefunktionen 4.19.4 Trace Mit der Trace-Funktion erfassen Sie Parameterwerte abhängig von Triggerbedingungen über einen vorgegebenen Zeitraum. Die Trace-Funktion dient zur grafischen Darstellung von Signalen und Betriebszuständen. Diese Aufzeichnungen können Sie z. B. zu Diagnosezwecken bei der Inbetriebnahme auswerten. Hydraulic Drive Systemhandbuch, 04/2015, 6SL3097-4BA00-0AP1...
Seite 144 Inbetriebnahme 4.19 Inbetriebnahmefunktionen Hydraulic Drive Systemhandbuch, 04/2015, 6SL3097-4BA00-0AP1...
Seite 145: Antriebsfunktionen
Antriebsfunktionen Blockschaltbild Regelung Systemeinbindung Bilder der prinzipiellen Einbettung des HLA-Moduls zwischen der Steuerung und dem hydraulischen Antrieb sowie weitere Logikübersichten finden Sie in den Funktionsplänen: Bild 5-8 Funktionsplan 4965 - Geschwindigkeitsregler (Seite 161) • 4965 Bild 5-18 Funktionsplan 4966 - Knickkompensation (Seite 185) •...
Seite 146: Funktionen
Antriebsfunktionen 5.2 Funktionen Funktionen 5.2.1 Funktionsübersicht SINAMICS Hydraulic Drive bietet folgende Funktionsschwerpunkte, die im Folgenden näher beschrieben werden: ● Geschwindigkeitsvorsteuerung – Streckenverstärkung – Geschwindigkeit-Sollwertfilter – Sollwertbegrenzungen ● Geschwindigkeitsregler – P-/I-/D-Anteil – Adaption – Integratorrückführung – Referenzmodell – Stellwertfilter Geschwindigkeitsregler ● Kraftregelung –...
Seite 147: Parametersatzumschaltung
Antriebsfunktionen 5.2 Funktionen 5.2.2 Parametersatzumschaltung Es ist eine Parametersatzumschaltung mit 8 unterschiedlichen Parametersätzen möglich. Die parametersatzabhängigen Daten werden durch [n] beim Stringkürzel markiert [0…7]. Die Datensatzumschaltung ermöglicht z. B. eine Anpassung oder Optimierung auf unterschiedliche Arbeitspunkte. Eine Datensatzumschaltung wird von der PLC koordiniert. Bild 5-1 Beispiel für eine Parametersatzumschaltung Hydraulic Drive...
Seite 148: Geschwindigkeitsregelung
Antriebsfunktionen 5.3 Geschwindigkeitsregelung Geschwindigkeitsregelung 5.3.1 Geschwindigkeitsanpassung/-vorsteuerung Geschwindigkeitssollwertanpassung Die Übergangsschnittstelle NC → Antrieb normiert auf die in p2000 eingestellte maximale Geschwindigkeit. Die Geschwindigkeitsbegrenzung wird mit p1083 und p1086 eingestellt. Interpolation Geschwindigkeitssollwert Die Geschwindigkeitsregelung wird mithilfe des Parameters p1400 konfiguriert. Die Geschwindigkeitssollwerte werden im Lagereglertakt vorgegeben. Um heftige Stellbewegungen des Antriebs zu Beginn jedes Lagereglertakts zu vermeiden, wird im Antrieb über den letzten und den aktuellen Geschwindigkeitssollwert linear interpoliert.
Seite 149 Antriebsfunktionen 5.3 Geschwindigkeitsregelung Geschwindigkeitssollwertfilter Aufgrund der Komplexität des Einsatzes von Geschwindigkeitssollwertfiltern kann an dieser Stelle kein allgemein gültiges Rezept angegeben werden. Es werden jedoch Kriterien für die Filterauswahl und deren Parameter aufgezeigt. Die Geschwindigkeitssollwertfilter dienen zur Anpassung des geschwindigkeitsgeregelten Antriebsverbundes an den überlagerten Lageregelkreis. Zur Auswahl stehen Bandsperren und Tiefpässe (PT2/PT1).
Seite 150 Antriebsfunktionen 5.3 Geschwindigkeitsregelung Eigenfrequenz 1000 Hz (p1417) Variation der Dämpfung (p1418) Bild 5-3 Tiefpassverhalten (PT2) In p1426 erfolgt die prozentuale Eingabe der Eigenfrequenz für die allgemeine Bandsperre, bezogen auf p1419 (Sperrfrequenz). Hydraulic Drive Systemhandbuch, 04/2015, 6SL3097-4BA00-0AP1...
Seite 151 Antriebsfunktionen 5.3 Geschwindigkeitsregelung Bandbreite 500 Hz Variationen der Sperrfrequenz (p1419) 500 Hz 1000 Hz 2000 Hz Bild 5-4 Frequenzgang der ungedämpften Bandsperre Hydraulic Drive Systemhandbuch, 04/2015, 6SL3097-4BA00-0AP1...
Seite 152 Antriebsfunktionen 5.3 Geschwindigkeitsregelung Sperrfrequenz 1000 Hz Variationen der Bandbreite (p1420) 100 Hz 500 Hz 1000 Hz Die Bandbreite ist Differenz der zwei Frequenzen mit 3 dB Amplitudenabfall. Bild 5-5 Frequenzgang der ungedämpften Bandsperre Hydraulic Drive Systemhandbuch, 04/2015, 6SL3097-4BA00-0AP1...
Seite 153: Geschwindigkeitssollwertbegrenzung
Antriebsfunktionen 5.3 Geschwindigkeitsregelung Sperrfrequenz fz 1000 Hz Bandbreite f 500 Hz Zähler-Bandbreite f 0 Hz Variation der Eigenfrequenz (p1426) 70,7 % 1000 % 141,4 % Bild 5-6 Frequenzgang der allgemeinen Bandsperre Geschwindigkeitssollwertbegrenzung Der Geschwindigkeitssollwert wird in positiver (p1083) und negativer (p1086) Richtung begrenzt.
Seite 154 In p1475 wird die Streckenverstärkung nach "Antriebsmodelldaten berechnen" automatisch eingetragen. Verändern Sie diesen Wert nur, wenn er für Ihre Anwendung nicht tauglich ist. Der Wert in p1475 ist Bezugswert für die P-Verstärkung des Geschwindigkeitsreglers. Übersicht wichtiger Parameter (siehe SINAMICS S120/S150 Listenhandbuch) CO: Geschwindigkeitsgrenze positive Richtung • p1083[0...n] CO: Geschwindigkeitsgrenze negative Richtung •...
Seite 155: Geschwindigkeitsregler
Antriebsfunktionen 5.3 Geschwindigkeitsregelung 5.3.2 Geschwindigkeitsregler Geschwindigkeitsreglertakt Der Geschwindigkeitsreglertakt p0115[0] ist die Abtastzeit, mit der der Geschwindigkeitsregelkreis gerechnet wird. Beachten Sie bei der Einstellung dieses Takts folgende Punkte: ● Kurzer Takt Gute Dynamik, aber Messrauschen vom Geschwindigkeitsistwert wird größer. ● Langer Takt Schlechte Dynamik, Geschwindigkeitsistwerte haben geringes Rauschen Empfehlung für Einstellung: Bei Messsystem mit großer Gitterteilung oder wenn die Vorhaltzeit des D-Anteils groß...
Seite 156 Antriebsfunktionen 5.3 Geschwindigkeitsregelung Bild 5-7 Adaption Eine grafische Darstellung der Zusammenhänge finden Sie im Bild 5-8 Funktionsplan 4965 - Geschwindigkeitsregler (Seite 161). Die Eigenfrequenz des Antriebs ändert sich mit dem Weg. Extremwerte treten dabei an den beiden Rändern und etwa in der Mitte (p0351) auf. Deshalb kann eine Lageadaption des Geschwindigkeitsreglers (P-, und D-Anteil) sinnvoll sein, wobei als Stützpunkte die Extrema vorgegeben sind.
Seite 157: Integratorrückführung
Antriebsfunktionen 5.3 Geschwindigkeitsregelung I-Anteil Der Integralanteil kann durch Nullsetzen der Nachstellzeit (p1463) ausgeschaltet werden. Bei negativen P-Verstärkungen wird die Nachstellzeit negativ interpretiert, so dass der Ausgleich immer gegenkoppelnd wirkt. Der Integrator kann über PLC ein-/ausgeschaltet werden. Der aktuelle Zustand wird an die PLC zurückgemeldet.
Seite 158 Antriebsfunktionen 5.3 Geschwindigkeitsregelung Referenzmodell Im Referenzmodell wird das zeitliche Verhalten des Geschwindigkeitsregelkreises ohne I- Anteil im Geschwindigkeitsregler bei Führungsanregung nachgebildet. Im Idealfall der exakten Nachbildung verbleibt nach dem Soll-Istwertvergleich am Integrator ohne Last keine Abweichung. In der Praxis wird so das Überschwingen der Geschwindigkeit im Führungsverhalten verringert.
Seite 159 Geschwindigkeitsregler. ● Eingabe der Zählerbandbreite für Stellwertfilter 1, 2 (gedämpfte Bandsperre) im Geschwindigkeitsregler. Eine Eingabe des Wertes 0 initialisiert das Filter als ungedämpfte Bandsperre. Übersicht wichtiger Parameter (siehe SINAMICS S120/S150 Listenhandbuch) Abtastzeiten für interne Regelkreise • p0115[0...6] Kolbenposition Eigenfrequenz minimal •...
Seite 160 Antriebsfunktionen 5.3 Geschwindigkeitsregelung Stellwertfilter 2 Geschwindigkeitsregler Nenner-Eigenfrequenz • p1663[0...n] Stellwertfilter 2 Geschwindigkeitsregler Nenner-Dämpfung • p1664[0...n] Stellwertfilter 2 Geschwindigkeitsregler Zähler-Eigenfrequenz • p1665[0...n] Stellwertfilter 2 Geschwindigkeitsregler Zähler-Dämpfung • p1666[0...n] Hydraulic Drive Systemhandbuch, 04/2015, 6SL3097-4BA00-0AP1...
Seite 161 Antriebsfunktionen 5.3 Geschwindigkeitsregelung Bild 5-8 Funktionsplan 4965 - Geschwindigkeitsregler Hydraulic Drive Systemhandbuch, 04/2015, 6SL3097-4BA00-0AP1...
Seite 162: Dynamic Servo Control (Dsc)
Antriebsfunktionen 5.3 Geschwindigkeitsregelung 5.3.3 Dynamic Servo Control (DSC) Die Funktion DSC (Dynamic Servo Control) wird unterstützt. Sie erlaubt größere P- Verstärkungen im Lageregler. Die Funktion wird wie beim elektrischen Antrieb realisiert. Die Aktivierung erfolgt über die Steuerung (wie beim elektrischen Antrieb). 5.3.4 PROFIdrive-Kommunikation Die PROFIdrive-Kommunikation zwischen der Steuerung und SINAMICS HLA erfolgt über...
Seite 163 Antriebsfunktionen 5.3 Geschwindigkeitsregelung Bild 5-9 Funktionsplan 4985 - Ablaufsteuerung/Steuerwerk Hydraulic Drive Systemhandbuch, 04/2015, 6SL3097-4BA00-0AP1...
Seite 164: Kraftregelung
Antriebsfunktionen 5.4 Kraftregelung Kraftregelung Voraussetzungen ● Achse ist referenziert (nur bei nicht Absolutmaßstab) ● Kolbenabgleich ausgeführt ● Drucksensoren für A und B oder Kraftsensor vorhanden Fläche (area) Kraft (force) Druck (pressure) Bild 5-10 Messerfassung Kraftistwert Hydraulic Drive Systemhandbuch, 04/2015, 6SL3097-4BA00-0AP1...
Seite 165 Antriebsfunktionen 5.4 Kraftregelung Inbetriebnahme Kraftregler Zur Inbetriebnahme des Kraftreglers können die Messfunktionen und der Funktionsgenerator verwendet werden, indem Sie den folgende Kenngrößen bestimmen: ● Kraftregler Führungsfrequenzgang – Setzen Sie p4810 = 2 (Funktionsgenerator Betriebsart = Aufschaltung als Störmoment und r4818) –...
Seite 166 Antriebsfunktionen 5.4 Kraftregelung Konfiguration Kraftregler Falls eine Druckerfassung der Drücke von A und B vorhanden und angeschlossen ist, kann die Kraftbegrenzung und/oder die Haftreibungsaufschaltung in p1400 eingeschaltet werden. Bevor die Kraftbegrenzung bzw. die Haftreibungsaufschaltung eingeschaltet wird, sollten die zugehörigen Maschinendaten für die Kraftbegrenzung (p1520, p1521, p1532) bzw. für die Reibkraft (p1554, p1555) eingestellt werden.
Seite 167 Antriebsfunktionen 5.4 Kraftregelung Bild 5-11 Abwahl der Kraftregelung durch Ausschalten der Funktion "Fahren auf Festanschlag" Übersicht wichtiger Parameter (siehe SINAMICS S120/S150 Listenhandbuch) CO: Kraftsollwert gesamt • r0079 CO: Kraftistwert • r0080 Regelung Konfiguration • p1400[0...n] CO: Kraftgrenze oben/motorisch • p1520[0...n] CO: Kraftgrenze unten/generatorisch •...
Seite 168: Kraftbegrenzung
Ein weiterer Kraftbegrenzungswert, der wie p1520/p1521 wirkt, kann von der Steuerung vorgegeben werden, z. B. bei Fahren auf Festanschlag. Es wirkt dann die kleinere der beiden Kraftbegrenzungsschwellen. Übersicht wichtiger Parameter (siehe SINAMICS S120/S150 Listenhandbuch) Regelung Konfiguration • p1400[0...n] CO: Kraftgrenze oben/motorisch •...
Seite 169 Zylinder langsam (z. B. im JOG-Betrieb) in positiver bzw. negativer Richtung verfahren wird. Ändert sich die vom Zylinder gehaltene Gewichtskraft beladungsabhängig, so kann die Haftreibungskompensation mit Kraftregler nicht genutzt werden. Übersicht wichtiger Parameter (siehe SINAMICS S120/S150 Listenhandbuch) Regelung Konfiguration • p1400[0...n] Haftreibung Geschwindigkeitsschwelle •...
Seite 170 Antriebsfunktionen 5.4 Kraftregelung Bild 5-12 Funktionsplan 4977 - Haftreibungskompensation mit Kraftregler (p1400.2 = 1) Hydraulic Drive Systemhandbuch, 04/2015, 6SL3097-4BA00-0AP1...
Seite 171: Haftreibungskompensation Mit Spannungsimpuls/Spannungsrampe
Antriebsfunktionen 5.4 Kraftregelung 5.4.2.2 Haftreibungskompensation mit Spannungsimpuls/Spannungsrampe Falls keine Erfassung der Drücke von A und B vorhanden ist, kann Haftreibungskompensation mit Spannungsimpuls/Spannungsrampe (p1400.9 = 1) aktiviert werden. Die Haftreibung wird ohne Kraftregler und Drucksensoren mit einem Spannungspuls bei Umkehr der Verfahrrichtung weitgehend kompensiert. Die Dauer und die Höhe des Spannungspulses müssen in p1570, p1571 und p1572 eingestellt werden.
Seite 172 Antriebsfunktionen 5.4 Kraftregelung Übersicht wichtiger Parameter (siehe SINAMICS S120/S150 Listenhandbuch) Regelung Konfiguration: Haftreibungskompensation Spannungspuls • p1400.9 Haftreibung Spannungspuls positiv • p1570[0...n] Haftreibung Spannungspuls negativ • p1571[0...n] Haftreibung Spannungspuls Dauer • p1572[0...n] Hydraulic Drive Systemhandbuch, 04/2015, 6SL3097-4BA00-0AP1...
Seite 173 Antriebsfunktionen 5.4 Kraftregelung Bild 5-13 Funktionsplan 4978 - Haftreibungskompensation mit Spannungsimpuls/Spannungsrampe Hydraulic Drive Systemhandbuch, 04/2015, 6SL3097-4BA00-0AP1...
Seite 174: Vorsteuerverstärkung Kraftregler
Antriebsfunktionen 5.4 Kraftregelung 5.4.3 Kraftregler Vorsteuerverstärkung Kraftregler Der Faktor zum Einstellen der Vorsteuerverstärkung im Kraftregler (p1720) ist nur wirksam, wenn die Kraftbegrenzung oder Haftreibungsaufschaltung in p1400 eingeschaltet ist und der Kraftregler aktiviert ist (p1400.14 = 1). Je genauer die Vorsteuerung eingestellt ist, desto besser funktioniert die Kraftbegrenzung bei größeren Geschwindigkeiten.
Seite 175: Vorsteuerfilter Kraftregler
Antriebsfunktionen 5.4 Kraftregelung I-Anteil Kraftregler Falls die Kraftbegrenzung und/oder die Haftreibungsaufschaltung in p1400 eingeschaltet ist, wird in Parameter p1717 die Nachstellzeit des Kraftreglers eingetragen. Die Eingabe eines Wertes 0 für die Nachstellzeit schaltet den I-Anteil ab. D-Anteil Kraftregler Falls die Kraftbegrenzung und/oder die Haftreibungsaufschaltung in p1400 eingeschaltet ist, wird in p1718 eine Glättungszeitkonstante des Kraftreglers für die Differentiation eingestellt, sowie zusätzlich zum P-Anteil des Kraftreglers (p1715) in p1719 ein differenzierender Anteil (Ruckrückführung) für den Kraftregler eingetragen.
Seite 176 Antriebsfunktionen 5.4 Kraftregelung Übersicht wichtiger Parameter (siehe SINAMICS S120/S150 Listenhandbuch) Regelung Konfiguration • p1400[0...n] Geschwindigkeitsregler Streckenverstärkung • p1475[0...n] Kraftregler Streckenverstärkung • p1700[0...n] Kraftregler P-Verstärkung • p1715[0...n] Kraftregler P-Verstärkung Abschwächung • p1716[0...n] Kraftregler Nachstellzeit • p1717[0...n] Kraftregler D-Anteil Glättungszeitkonstante • p1718[0...n] Kraftregler Vorhaltzeit •...
Seite 177 Antriebsfunktionen 5.4 Kraftregelung Bild 5-14 Funktionsplan 4970 - Kraftregler Hydraulic Drive Systemhandbuch, 04/2015, 6SL3097-4BA00-0AP1...
Seite 178: Stellspannungsausgabe
Antriebsfunktionen 5.5 Stellspannungsausgabe Stellspannungsausgabe 5.5.1 Kennlinien-Korrektur Flächenanpassung Verschiedene nichtlineare Effekte von Ventil oder Antrieb können durch Kennlinien kompensiert werden. Die Kennlinien werden kaskadiert, um sie getrennt einstellen zu können. Zur Kompensation der richtungsabhängigen Streckenverstärkung bei Differentialzylindern ist eine Kennlinie eingeführt, deren Steigung richtungsabhängig verändert werden kann. Das folgende Bild zeigt eine Beispielkennlinie und die Wirkungsweise der zugehörigen Maschinendaten.
Seite 179 Antriebsfunktionen 5.5 Stellspannungsausgabe Linearisierung des Ventils Ventile mit Feinsteuerbereich sind nichtlineare Ventile. Die nichtlineare Kennlinie dieser Ventile wird durch eine inverse Kennlinie kompensiert. Der Knick ist bei realen Ventilen verrundet. Deswegen wird der Knickbereich in der Kompensation ebenfalls verrundet. Die Verrundung wird nach einer Wurzelkennlinie so durchgeführt, dass die Anschlussstellen tangentenstetig sind, wobei der Verrundungsbereich parametriert werden kann.
Seite 180 Antriebsfunktionen 5.5 Stellspannungsausgabe ● Ventilkennlinie mit Knick im Nullbereich Zur Berechnung der inversen Kennlinie wird mit p1833 und p1834 ein Knickpunkt im positiven bzw. mit p1836 und p1837 im negativen Nullbereich der Ventilkennlinie festgelegt. In p1833 wird der positive und in p1836 der negative Ventil-Volumenstrom im Knickpunkt bezogen auf den Nenn-Volumenstrom (p0202) eingetragen.
Seite 181 Antriebsfunktionen 5.5 Stellspannungsausgabe Bild 5-17 Beispiel Knickkompensation Hydraulic Drive Systemhandbuch, 04/2015, 6SL3097-4BA00-0AP1...
Seite 182 Mit p1910 oder p1960 kann ein automatischer Offsetabgleich angestoßen werden. Hinweis Bei Kraftregelung (p1400) ist die Offsetkompensation unbedingt notwendig, da bei Kraftregelung der I-Anteil des Geschwindigkeitsreglers ausgeschaltet wird. Übersicht wichtiger Parameter (siehe SINAMICS S120/S150 Listenhandbuch) Ventil Nennvolumenstrom • p0208[0...n] Ventil Nennspannung •...
Seite 183: Stellwertfilter
● Eingabe der Dämpfung für die Stellwertfilter (PT2-Tiefpass, p1803) ● Eingabe der Zähler-Eigenfrequenz für die Stellwertfilter (Allgemeines Filter 2. Ordnung, p1804) ● Eingabe der Zähler-Dämpfung für Stellwertfilter (Allgemeines Filter 2. Ordnung, p1805) Übersicht wichtiger Parameter (siehe SINAMICS S120/S150 Listenhandbuch) Stellwertfilter Aktivierung • p1800[0...n] Stellwertfilter Typ •...
Seite 184: Stellspannungsbegrenzung
Vorzeichenunterschiede in der Verrohrung oder Verdrahtung ausgeglichen werden. Alternativ könnte die Verdrahtung der Stellgröße für das Ventil geändert werden. Richtungsdefinition: siehe Kapitel "Regelsinn, Verfahrrichtung (Seite 110)" Übersicht wichtiger Parameter (siehe SINAMICS S120/S150 Listenhandbuch) Ausgangsspannung invertieren • p1820[0...n] Stellspannung Begrenzung positiv •...
Seite 185 Antriebsfunktionen 5.5 Stellspannungsausgabe Bild 5-18 Funktionsplan 4966 - Knickkompensation Hydraulic Drive Systemhandbuch, 04/2015, 6SL3097-4BA00-0AP1...
Seite 186: Daten Der Versorgungseinheit
Diese Daten beeinflussen die Grenzdaten ( maximale Geschwindigkeit, maximale Kraft, ...) sowie die dynamischen Eigenschaften des Antriebssystems (Eckfrequenzen). Hinweis Die Variable der Elastizität des Öls als Funktion der Temperatur muss bei Industriehydraulik nicht berücksichtigt werden. Übersicht wichtiger Parameter (siehe SINAMICS S120/S150 Listenhandbuch) Hydrauliköl Elastizitätsmodul • p0220 Systemdruck • p0221 Ventil Vorsteuerdruck •...
Seite 187 Antriebsfunktionen 5.7 Ventil Parameter: ● p0208: Ventil Nennvolumenstrom ● p0209: Ventil Nenndruckabfall Ventile mit den zugehörigen Daten sind in der Ventilauswahlliste aufgenommen. Weitere Ventildaten sind: ● Knickkennlinie – p0206 Ventil Knickpunkt Volumenstrom – p0207 Ventil Knickpunkt Spannung ● Volumenstromverhältnis – p0211 Ventil Volumenstromverhältnis A- zu B-Seite ●...
Seite 188: Zylinderantrieb
Das Zylindertotvolumen ist das Flüssigkeitsvolumen zwischen Zylinder und Regelventil, das durch den Kolben nicht verdrängt werden kann. Das von den Leitungen herrührende Totvolumen wird gesondert parametriert (p0346 bis p0348). Übersicht wichtiger Parameter (siehe SINAMICS S120/S150 Listenhandbuch) Zylinder Kolbendurchmesser • p0310[0...n] Zylinder Kolbenstangendurchmesser A-Seite •...
Seite 189: Antriebsdaten
Antriebsfunktionen 5.9 Antriebsdaten Antriebsdaten Verbindung Ventil/Antrieb Die Parameter p0343, p0346, p0347 und p0348 geben Auskunft über die Verbindung Ventil/Antrieb. Sie werden zur Vorbelegung anderer Parameter bei "Antriebsmodelldaten berechnen" und "Reglerdaten berechnen" verwendet. Ist eine Leitung zwischen Ventil und Zylinder, so wird das Totvolumen der Leitung aus der Leitungslänge (A- und B-seitig) und dem Leitungsinnendurchmesser ermittelt.
Seite 190 Mit p0345 kann vorgegeben werden, mit welcher Dämpfung bei "Regeldaten berechnen" der Regelkreis berechnet werden soll. Beispiele: Dämpfung 0,9 Langsamer Regelkreis, der wenig überschwingt Dämpfung 0,5 Schneller Regelkreis, der mehr Überschwingverhalten hat Übersicht wichtiger Parameter (siehe SINAMICS S120/S150 Listenhandbuch) Automatische Berechnung Parameter • p0340 Zylinder-Masse • p0341[0...n] Ventil/Zylinder Konfiguration • p0343[0...n] Zylinder Einbaulage A-Seite •...
Seite 191: Lagemesssystem
Die Beschreibung der Geberzuordnung finden Sie im Kapitel "Konfiguration - Geberzuordnung (Seite 64)". Geberkonfiguration Die Beschreibung der Geberkonfiguration finden Sie im Kapitel "Konfiguration - Geber 1... 3 (Seite 66)". Übersicht wichtiger Parameter (siehe SINAMICS S120/S150 Listenhandbuch) Gebertyp Auswahl • p0400[0...n] Gebertyp OEM Auswahl • p0401[0...n] Geberkonfiguration wirksam •...
Seite 192: Drucksensorik
Geschwindigkeitsreglertakt geändert, sollte der Offset neu abgeglichen werden. In p0241 und p0243 wird der Offset des Drucksensors in A- bzw. B-Zylinderseite in ADU- Inkrementen abgeglichen. Übersicht wichtiger Parameter (siehe SINAMICS S120/S150 Listenhandbuch) Drucksensor A Bezugswert bei 10 V • p0240[0...n] Drucksensor A Offsetkorrektur •...
Seite 193: Klemmen
Antriebsfunktionen 5.12 Klemmen 5.12 Klemmen 26,5-V-Hydraulikstromversorgung Die 26,5-V-Spannungsversorgung für das Absperrventil und die Ventilelektronik erfolgt über eine externe Spannungsquelle, die über das HLA-Modul angeschlossen wird. Diese Spannungsquelle wird vom HLA-Modul überwacht. Wenn das HLA-Modul feststellt, dass die 26,5-V-Hydraulikstromversorgung nicht vorhanden ist oder die zugelassen Grenzen nicht einhält, wird r0046.7 = 1 gesetzt ("26.5-V-Versorgungsspannung fehlt").
Seite 194 Antriebsfunktionen 5.12 Klemmen Leistungsfreigabesperrzeit Ist ein Absperrventil vorhanden (p0218.0 = 1), bleibt während der Leistungsfreigabesperrzeit der Schalter für das Absperrventil offen, d. h. das Absperrventil ist geschlossen. Damit hat das Regelventil noch Zeit, ohne Druck aus der "Fail-safe"-Stellung in die Mittelstellung zu gelangen.
Seite 195 Antriebsfunktionen 5.12 Klemmen Bild 5-20 Funktionsplan 4990 - P26V5 Management mit Absperrventil Hydraulic Drive Systemhandbuch, 04/2015, 6SL3097-4BA00-0AP1...
Seite 196 Antriebsfunktionen 5.12 Klemmen Bild 5-21 Funktionsplan 4991 - P26V5 Management ohne Absperrventil Hydraulic Drive Systemhandbuch, 04/2015, 6SL3097-4BA00-0AP1...
Seite 197 Antriebsfunktionen 5.12 Klemmen Leistungsfreigabe ● Die Leistungsfreigabe (entspricht Impulsfreigabe beim elektrischen Antrieb) kann über folgende Pfade gegeben bzw. genommen werden: ● Steuerwort (von NC) ● Fehler Die Stellgrößensperrzeit (p0230) beginnt nach dem Ansteuern des Absperrventils (Öffnen) bzw. nach Einschalten der Versorgungsspannung Absperrventilversorgung ausschalten Ist ein Absperrventil parametriert (p0218.1 = 1) und soll die Versorgungsspannung des Regelventils bei Leistungssperre ausgeschaltet werden (p0218.1 = 1) ist die...
Seite 198 Funktion wurde für den Fall eingebracht, dass ein Absperrventil parametriert wurde aber nicht angeschlossen ist. Hier verhindert diese Funktion, dass nach der Leistungssperre der Antrieb driften kann. Nach Funktionsprobe kann p0218.1 = 1 gesetzt werden. Übersicht wichtiger Parameter (siehe SINAMICS S120/S150 Listenhandbuch) Zylinder Safety Konfiguration • p0218[0...n] Stellgrößensperrzeit...
Seite 199 Antriebsfunktionen 5.12 Klemmen Bild 5-22 Funktionsplan 4985 - Ablaufsteuerung/Steuerwerk Hydraulic Drive Systemhandbuch, 04/2015, 6SL3097-4BA00-0AP1...
Seite 200: Überwachungsfunktionen
Antriebsfunktionen 5.13 Überwachungsfunktionen 5.13 Überwachungsfunktionen 5.13.1 Störungen und Warnungen Mit folgenden Parametern können Sie Nummern und Typen von Störungen und Warnungen ändern: ● p2118: Meldungsnummer ändern Meldungstyp ● p2119: Meldungstyp ändern Typ ● r0949: Störwert Wichtige Alarme beim HLA-Modul ● F07900: Motor blockiert/Drehzahlregler am Anschlag –...
Seite 201 Die maximal zulässige positive Drehzahl wird wie folgt gebildet: Minimum (p1082, CI: p1085) + p2162 Die maximal zulässige negative Drehzahl wird wie folgt gebildet: Maximum (-p1082, CI: 1088) - p2162 Übersicht wichtiger Parameter (siehe SINAMICS S120/S150 Listenhandbuch) Ventilschieber Überwachungszeit • p0232[0...n] Störwert •...
Seite 202: Variable Meldefunktion
Antriebsfunktionen 5.13 Überwachungsfunktionen 5.13.2 Variable Meldefunktion Definition: Attribut "traceable" Ein Parameter, dessen Wert mit der Trace-Funktion des STARTER oder des SCOUT erfassbar ist, bekommt das Attribut "traceable". Diese Parameter sind unter der Funktion "Gerätetrace" im STARTER oder SCOUT aufrufbar. Das Attribut selbst ist nicht sichtbar. Variable Meldefunktion zur Überwachung Mit der Funktion "Variable Meldefunktion"...
Seite 203 5.13 Überwachungsfunktionen Bild 5-23 Variable Meldefunktion Funktionspläne (siehe SINAMICS S120/S150 Listenhandbuch) Servoregelung - Variable Meldefunktion • 5301 Übersicht wichtiger Parameter (siehe SINAMICS S120/S150 Listenhandbuch) Variable Meldefunktion Start • p3290 CI: Variable Meldefunktion Signalquelle • p3291 BO: Variable Meldefunktion Ausgangssignal • r3294 Variable Meldefunktion Schwellwert •...
Seite 204: Safety Integrated
Antriebsfunktionen 5.14 Safety Integrated 5.14 Safety Integrated 5.14.1 Unterstützte Funktionen: HLA-Modul SINAMICS HLA und Safety Integrated SINAMICS HLA unterstützt folgende Safety Integrated Funktionen: ● Basic Functions Diese Funktionen sind im Standard-Umfang des Antriebs enthalten und ohne zusätzliche Lizenz nutzbar. Diese Funktionen sind immer verfügbar. Diese Funktionen benötigen keinen Geber bzw.
Seite 205 Antriebsfunktionen 5.14 Safety Integrated – Safe Torque Off (STO) Safe Torque Off ist eine Sicherheitsfunktion zur Vermeidung von unerwartetem Anlauf nach EN 60204-1. – Safe Stop 1 (SS1, time and acceleration controlled) Safe Stop 1 setzt auf die Funktion "Safe Torque Off" auf. Damit kann ein Stillsetzen nach EN 60204-1 der Stop-Kategorie 1 realisiert werden.
Seite 206 Im Funktionshandbuch Safety Intregated werden die Safety Integrated Functions aus Sicht eines elektrischen Antriebs beschrieben. Diese Beschreibungen gelten jedoch auch sinngemäß für das Umfeld "Hydraulik". Parameter und Meldungen für das Antriebsobjekt HLA finden Sie im Listenhandbuch SINAMICS S120/S150. Hydraulic Drive Systemhandbuch, 04/2015, 6SL3097-4BA00-0AP1...
Seite 207: Hardware
Hardware Beschreibung Das HLA-Modul ist eine DRIVE-CLiQ-Komponente und Bestandteil des Antriebssystems SINAMICS S120. Das HLA-Modul ist für den Einsatz in Rundtaktmaschinen, Umformmaschinen und in der Biegetechnik konzipiert. Am HLA-Modul werden Hydraulikkomponenten von Fremdherstellern über elektrische Leitungen angeschlossen. Das HLA-Modul ist für die Schutzart IP20 ausgelegt.
Seite 208: Schnittstellen
Hardware 6.2 Schnittstellen Schnittstellen Bild 6-1 Schnittstellenübersicht HLA-Modul Hydraulic Drive Systemhandbuch, 04/2015, 6SL3097-4BA00-0AP1...
Seite 209: X200-X203 Drive-Cliq-Schnittstellen
Hardware 6.2 Schnittstellen 6.2.1 X200-X203 DRIVE-CLiQ-Schnittstellen Das HLA-Modul besitzt 4 DRIVE-CLiQ-Schnittstellen auf der Moduloberseite. Jede Schnittstelle verfügt über eine 24-V-Versorgung für angeschlossene DRIVE-CLiQ-Geber. Die DRIVE-CLiQ-Schnittstellen sind paarweise mit einem Kurzschluss-Schutz (0,45 A pro Schnittstellenpaar) ausgerüstet. Hinweis Maximale DRIVE-CLiQ-Leitungslänge Die maximale DRIVE-CLiQ-Leitungslänge beträgt 100 m. Tabelle 6- 1 X200-X203: DRIVE-CLiQ-Schnittstellen Name Technische Angaben...
Seite 210: X224 Elektronikstromversorgung
Hardware 6.2 Schnittstellen 6.2.2 X224 Elektronikstromversorgung Tabelle 6- 3 X224: Elektronikstromversorgung Klemme Bezeichnung Technische Angaben Elektronikstromversorgung Spannung: DC 24 V (20,4 … 28,8 V) Stromaufnahme Elektronikstromversorgung Elektronikmasse Mit 2 DRIVE-CLiQ-Gebern: max. 1,1 A • Elektronikmasse Mit 2 SSI-Gebern: max. 0,9 A •...
Seite 211: X231 Und X232 Gebersystem-Schnittstelle
Hardware 6.2 Schnittstellen 6.2.3 X231 und X232 Gebersystem-Schnittstelle Das HLA-Modul wertet pro Achse jeweils einen TTL- oder SSI-Geber aus. Da TTL-Geber und SSI-Geber an derselben Schnittstelle angeschlossen werden, ist der gleichzeitige Betrieb von TTL- und SSI-Gebern an einer Achse nicht möglich. Es ist auch nicht möglich, Geber mit TTL-Spursignalen und zusätzlich SSI-Signalen anzuschließen.
Seite 212 Hardware 6.2 Schnittstellen Anschluss von SSI-Gebern Die Geberstromversorgung ist für SSI-Geber mit 24 V / 350 mA ausgelegt. Die Versorgung wird in der Software (Parametrierung der Geber im Starter) ein- oder ausgeschaltet. Der Ausgang ist kurzschlussfest und wird direkt aus dem Modul mit 24 V versorgt. Bei einem Kurzschluss erfolgt keine Diagnosemeldung.
Seite 213: Reduzierung Der Zulässigen Gesamtstromaufnahme Bei Anschluss Von Zusätzlichen Gebern
Hardware 6.2 Schnittstellen Reduzierung der zulässigen Gesamtstromaufnahme bei Anschluss von zusätzlichen Gebern Beim Anschluss zusätzlicher Geber reduziert sich die zulässige Gesamtstromaufnahme (0,9 A) der DRIVE-CLiQ-Schnittstellen. ● Anschluss von SSI-Gebern (24 V) Das HLA-Modul stellt 900 mA für den Anschluss von Gebern zur Verfügung. Dieser Strom muss auf die angeschlossenen Geber aufgeteilt werden.
Seite 214: X241 Und X242 Drucksensoren Zylinderseitig (A/B)
Hardware 6.2 Schnittstellen 6.2.4 X241 und X242 Drucksensoren zylinderseitig (A/B) Zur Bestimmung des A- und B-seitigen Zylinderdrucks sind pro Achse zwei Drucksensoren vorgesehen. Die Zuordnung auf dem Stecker ist fest. Die Drucksensoren werden aus der 26,5-V-Einspeisung versorgt. Pro Sensor sind maximal 50 mA vorgesehen.
Seite 215: X251 Und X252 Drucksensoren Zur Druckerfassung Am Absperrventil
Hardware 6.2 Schnittstellen Zum Anschluss der A- und B-seitigen Drucksensoren am Zylinder verwenden Sie die zweischwänzigen SIMODRIVE-Leitungen mit der Artikelnummer 6FX8002-2BA20-..Bei diesen Leitungen sind die beiden am SUB-D-Stecker angebrachten Sensorleitungen im Lieferzustand gleich lang. Hinweis Steckertyp Der verwendete Stecker muss eine durchgehende Schirmverbindung zwischen dem Leitungsschirm und dem Metallgehäuse des Drucksensors herstellen.
Seite 216 Hardware 6.2 Schnittstellen Modulseitige Pinbelegung der Drucksensorik Tabelle 6- 7 X251: Drucksensoranschluss Kanal X und Y Signalname Funktion P26.5DSY Drucksensor Y: Versorgungsspannung +26,5 V P26.5DSX Drucksensor X: Versorgungsspannung +26,5 V Nicht belegt Nicht belegt Drucksensor X: Versorgungsspannung Masse Nicht belegt Nicht belegt Nicht belegt Drucksensor Y:...
Seite 217 Hardware 6.2 Schnittstellen Tabelle 6- 8 X252: Drucksensoranschluss Kanal Y (für zwei getrennte Leitungen) Signalname Funktion Nicht belegt P26.5DS Drucksensor Y: Versorgungsspannung +26,5 V Nicht belegt Nicht belegt Drucksensor Y: Versorgungsspannung Masse Nicht belegt Nicht belegt Nicht belegt Nicht belegt Nicht belegt Nicht belegt Nicht belegt...
Seite 218: X261 Und X262 Regelventile
Hardware 6.2 Schnittstellen 6.2.6 X261 und X262 Regelventile Tabelle 6- 9 X261/X262: Regelventile Achse 1 und Achse 2 Signalname Funktion P26.5RVn Versorgung Regelventil +26,5 V geschaltet, gepuffert P26.5RVn Versorgung Regelventil +26,5 V geschaltet, gepuffert P26.5RVn Versorgung Regelventil +26,5 V geschaltet, gepuffert P26.5RVn Versorgung Regelventil +26,5 V geschaltet, gepuffert...
Seite 219: X271 26,5-V-Versorgung Der Hydraulikkomponenten
Hardware 6.2 Schnittstellen Leitungen Hinweis Maximale Leitungslänge Die maximal zulässige Leitungslänge zum angeschlossenen Regelventil beträgt 40 m. Hinweis Steckertyp Der verwendete Stecker muss eine durchgehende Schirmverbindung zwischen dem Leitungsschirm und dem Gehäuse des Regelventils herstellen. Selbst bei Steckern mit Metallgehäuse ist die Durchgängigkeit der Schirmverbindung nicht bei allen Typen gegeben. •...
Seite 220 Hardware 6.2 Schnittstellen Spannungen < 26 V an der Schnittstelle X271 führen zum internen Abschalten des HLA- Moduls. Tabelle 6- 10 X271: Externe Spannungsversorgung DC 26,5 V für die Hydraulikkomponenten Klemme Bezeichnung Technische Angaben +26,5 V Spannung: DC 26,5 V (26 … 27 V) Stromaufnahme: max.
Seite 221: X272 Absperrventile
Hardware 6.2 Schnittstellen 6.2.8 X272 Absperrventile Über die Klemme X272 können Sie pro Achse ein Absperrventil anschließen. Im Gegensatz zur sonstigen axialen Aufteilung der Stecker liegen beide Absperrventile untereinander auf einem Stecker. Tabelle 6- 11 X272: Anschluss Absperrventile Klemme Bezeichnung Technische Angaben AV1P Ausgang Absperrventil Achse 1, P-schaltend...
Seite 222: X281 Und X282 Sensoren Für Absperrventile
Hardware 6.2 Schnittstellen 6.2.9 X281 und X282 Sensoren für Absperrventile Für besonders sicherheitskritische Anwendungen können Sie Absperrventile verwenden, deren Schieberstellung mit Sensoren (induktiv) überwacht wird. Die sicherheitstechnisch zugelassenen Sensoren melden über 2 Signalausgänge die Ventilzustände "offen" und "geschlossen". Die Hysterese der mechanischen Überdeckung wird durch die Signale abgebildet.
Seite 223 Hardware 6.2 Schnittstellen Schließen Sie die Sensoren ausschließlich über geschirmte Leitungen an. Um die Dichtheit der Leitungen sicherzustellen, führen Sie diese als Rundleitungen aus. Schließen Sie die Leitungen über einen Rundstecker am Sensor an. Legen Sie die Leitungsschirme mithilfe der Schirmauflageklemmen an der Moduloberseite auf. Hinweis Steckertyp Der verwendete Stecker muss eine durchgehende Schirmverbindung zwischen dem...
Seite 224: X291 Und X292 Ep-Klemmen Zur Leistungsfreigabe
Hardware 6.2 Schnittstellen 6.2.10 X291 und X292 EP-Klemmen zur Leistungsfreigabe Über die EP-Klemmen werden die Leistungsfreigaben des HLA-Moduls geschaltet. Jeder Kanal des HLA-Moduls ist mit einer eigenen EP-Klemme ausgestattet. Hinweis Die EP-Klemmen sind nur bei Verwendung von Safety Integrated wirksam. Siehe Kapitel Safety Integrated (Seite 204).
Seite 225 Hardware 6.2 Schnittstellen Wegnahme der Leistungsfreigabe (Leistungssperre) Bei Wegnahme der Leistungsfreigabe wird der Schalter für das Absperrventil geöffnet und das Absperrventil schließt sich. Hinweis Verwendung eines zentralen Absperrventils Wenn nur ein zentrales Absperrventil vorhanden ist, müssen Sie die Signale so verknüpfen (z.
Seite 226: Bedeutung Der Leds Am Hla-Modul
Hardware 6.3 Bedeutung der LEDs am HLA-Modul Bedeutung der LEDs am HLA-Modul Tabelle 6- 16 Bedeutung der LEDs am HLA-Modul Farbe Zustand Beschreibung, Ursache Abhilfe Die Elektronikstromversorgung fehlt oder ist außerhalb – des zulässigen Toleranzbereichs. Grün Dauerlicht Die Komponente ist betriebsbereit. Zyklische DRIVE- –...
Seite 227: Maßbild
Hardware 6.4 Maßbild Maßbild Bild 6-2 Maßbild HLA-Modul, alle Angaben in mm und (inch) Hydraulic Drive Systemhandbuch, 04/2015, 6SL3097-4BA00-0AP1...
Seite 228: Verfügbare Konfektionierte Leitungen
Hardware 6.5 Verfügbare konfektionierte Leitungen Verfügbare konfektionierte Leitungen Tabelle 6- 17 Für SINAMICS HLA verfügbare Leitungen Artikel- 6FX8002-2BA00 6FX8002-2BA10 6FX8002-2BA20 6FX8002-2BA21 6FX8002- 6FX8002- nummer 2CA11 2CC81 Einsatz- Anschluss eines Anschluss eines Anschluss von Anschluss von Anschluss von Anschluss von gebiet Standard- Regelventiles 2 Drucksenso-...
Seite 229: Technische Daten
Hardware 6.6 Technische Daten Technische Daten Tabelle 6- 18 Technische Daten HLA-Modul 6SL3420-2HX00-0AA0 Einheit Wert Elektronikstromversorgung Spannung 20,4 … 28,8 (24 - 15 % + 20 %) Strom Max. 1,1 A Verlustleistung Max. 12 W Versorgung der Hydraulikkomponenten Spannung 26,0 … 27,0 (26,5 ± 2 %) Strom Max.
Seite 230 Hardware 6.6 Technische Daten Hydraulic Drive Systemhandbuch, 04/2015, 6SL3097-4BA00-0AP1...
Seite 231: Anhang
Anhang Abkürzungsverzeichnis Hydraulic Drive Systemhandbuch, 04/2015, 6SL3097-4BA00-0AP1...
Seite 232 Anhang A.1 Abkürzungsverzeichnis Hydraulic Drive Systemhandbuch, 04/2015, 6SL3097-4BA00-0AP1...
Seite 233 Anhang A.1 Abkürzungsverzeichnis Hydraulic Drive Systemhandbuch, 04/2015, 6SL3097-4BA00-0AP1...
Seite 234 Anhang A.1 Abkürzungsverzeichnis Hydraulic Drive Systemhandbuch, 04/2015, 6SL3097-4BA00-0AP1...
Seite 235 Anhang A.1 Abkürzungsverzeichnis Hydraulic Drive Systemhandbuch, 04/2015, 6SL3097-4BA00-0AP1...
Seite 236 Anhang A.1 Abkürzungsverzeichnis Hydraulic Drive Systemhandbuch, 04/2015, 6SL3097-4BA00-0AP1...
Seite 237 Anhang A.1 Abkürzungsverzeichnis Hydraulic Drive Systemhandbuch, 04/2015, 6SL3097-4BA00-0AP1...
Seite 238 Anhang A.1 Abkürzungsverzeichnis Hydraulic Drive Systemhandbuch, 04/2015, 6SL3097-4BA00-0AP1...
Seite 239 Anhang A.1 Abkürzungsverzeichnis Hydraulic Drive Systemhandbuch, 04/2015, 6SL3097-4BA00-0AP1...
Seite 240: A.2 Dokumentationsübersicht
Anhang A.2 Dokumentationsübersicht Dokumentationsübersicht Hydraulic Drive Systemhandbuch, 04/2015, 6SL3097-4BA00-0AP1...
Seite 241: A.3 Hydraulik
Anhang A.3 Hydraulik Hydraulik A.3.1 Regelventile A.3.1.1 Allgemeines Das Regelventil bildet das Stellglied in einem elektrohydraulischen Regelkreis und setzt die elektrische Stellgröße U = -10 … +10 V in die hydraulischen Größen Druck p und Volumenstrom Q und damit in eine Zylinderbewegung um. Schieberprinzip Gerätetechnisch sind diese Ventile auf dem Prinzip des Längsschiebers aufgebaut.
Seite 242: Magnetbetätigung Mit Lageregelung Des Ventilschiebers
Anhang A.3 Hydraulik Magnetbetätigung mit Lageregelung des Ventilschiebers Die Betätigung des Ventilschiebers erfolgt bei den Standard-Regelventilen direkt über einen stufenlos arbeitenden Stellmagneten. Dieser setzt einen Strom I in eine Kraft F um, die mit der Kraft der Rückstellfeder verglichen wird. Aus diesem Kräftevergleich resultiert schließlich ein Weg s und damit ein Öffnungsquerschnitt an den Steuerkanten des Ventilschiebers.
Seite 243 Anhang A.3 Hydraulik Schaltsymbol Die Funktion des Regelventils wird im Hydraulikschaltplan durch ein Symbol dargestellt, das sich aus verschiedenen, den Schaltstellungen entsprechenden Kästchen zusammensetzt. Die drei stufenlos ineinander übergehenden Schaltstellungen werden durch zusätzliche Linien dargestellt. Das Symbol wird ergänzt durch die Art der Betätigung, hier direkte Magnetbetätigung mit einseitiger Federrückstellung.
Seite 244: Nullüberdeckung In Der Mittelstellung
Anhang A.3 Hydraulik Nullüberdeckung in der Mittelstellung Die Nullüberdeckung eines Stetigventils im Bereich der Mittelstellung ist eine wesentliche Voraussetzung für die Verwendung in einem Lageregelkreis. Eine positive Überdeckung macht sich als Totzone des Stellgliedes störend bemerkbar. Eine negative Überdeckung hingegen führt zu einer starken Zunahme von Leckölströmen. Die Nullüberdeckung erfordert extreme Präzision bei der Fertigung von Ventilschiebern und Gehäuse bzw.
Seite 245: Druckverstärkung
Anhang A.3 Hydraulik Druckverstärkung Die Qualität der Nullüberdeckung in der Mittelstellung wird durch die sogenannte Druckverstärkung dargestellt. Diese sagt aus, wieviel % der Steuerschieber-Ausstellung aus dem hydraulischen Nullpunkt erforderlich sind, um an den geschlossenen Verbraucheranschlüssen eine Druckdifferenz von 80 % des Systemdruckes zu erzielen. Diesbezügliche Werte liegen im Bereich von 1...3 %.
Seite 246 Anhang A.3 Hydraulik Volumenstromkennlinie, linear Die stufenlose Schieberbewegung und damit die Veränderung des Drosselquerschnitts an den Steuerkanten hat einen entsprechenden Volumenstrom zur Folge, der in Funktion zum Schieberweg s bzw. dem elektrischen Eingangssignal U (Stellgröße) dargestellt wird. Der Volumenstrom ist neben dem Öffnungsquerschnitt entsprechend dem Strömungsgesetz auch vom Druckabfall abhängig: Q ∼√...
Seite 247 Anhang A.3 Hydraulik Volumenstromlinie, geknickt Ventile mit geknickter Volumenstromkennlinie verleihen dem Antrieb eine höhere Stellgrößenauflösung im unteren Signalbereich (verbesserte Bearbeitungsqualität) und bieten gleichzeitig ausreichend Volumenstrom im oberen (hohe Eilganggeschwindigkeit). Bild A-8 Geknickte Volumenkennlinie, Beispiel 40 %-Knick Bild A-9 Stufenförmiges Steuerschieberfenster in Schieberhülse, Beispiel 40 %-Knick Hydraulic Drive Systemhandbuch, 04/2015, 6SL3097-4BA00-0AP1...
Seite 248: Linearisierung Der Geknickten Volumenstromkennlinie
Anhang A.3 Hydraulik Linearisierung der geknickten Volumenstromkennlinie Zur Anpassung an die Regelung des gesamten Antriebs (Zylinder) wird die geknickte Kennlinie des Ventils im HLA-Modul linearisiert. Im Bereich des Knicks sollte kein stationärer Arbeitspunkt definiert werden. Die entsprechenden Ventildaten sind im HLA-Modul abgelegt und werden automatisch über die Eingabe der Artikelnummer parametrisiert.
Seite 249 Anhang A.3 Hydraulik Dynamik Die dynamischen Kenngrößen geben Auskunft über die Fähigkeit des Regelventils, auf schnelle Signaländerungen zu reagieren. Eine einfache Aussage über die Dynamik ist die Stellzeit. Dabei handelt es sich um die Zeit, die der Ventilschieber benötigt, um auf einen Sprung des Ventilschiebersollwerts von typischerweise 0 auf 100 % einzuregeln.
Seite 250: Hysterese, Ansprechempfindlichkeit, Umkehrspanne
Anhang A.3 Hydraulik Hysterese, Ansprechempfindlichkeit, Umkehrspanne Diese drei Begriffe drücken ähnliche Eigenschaften aus. Unter Hysterese versteht man die größte Differenz des Eingangssignals für gleiche Ausgangssignale beim Durchfahren eines vollen Signalbereichs. Bei einem Regelventil wir die Hysterese verursacht durch: ● Mechanische Reibung ●...
Seite 251: A.3.1.2 Direktgesteuerte Regelventile
Anhang A.3 Hydraulik A.3.1.2 Direktgesteuerte Regelventile Mechanischer Aufbau Der in einer Stahlhülse laufende Ventilschieber wird direkt vom Stellmagnet gegen eine Rückstellfeder betätigt. Die Ankerachse des Stellmagneten ist formschlüssig mit dem Ferritkern des in den Magneten integrierten Wegsensors verbunden. Bei diesem Sensor handelt es sich um einen berührungslos und verschleißfrei arbeitenden Differentialtransformator (Linear Variable Differential Transducer LVDT).
Seite 252 Anhang A.3 Hydraulik Ventilverstärker Die Funktionen des integrierten Ventilverstärkers sind in Analog-Elektronik ausgeführt und im folgenden Blockschaltbild dargestellt. Die Funktionen sind im Wesentlichen: ● Versorgung und Auswertung des Lagesensors (AC/DC–Wandler) ● Vergleich des Sollwert–Eingangssignals mit dem Ventilschieberistwert ● Bildung der Stellgröße über einen PID–Regler für die Endstufe ●...
Seite 253: A.3.1.3 Vorgesteuerte Regelventile
Anhang A.3 Hydraulik A.3.1.3 Vorgesteuerte Regelventile Um größere Volumenströme zu beherrschen, wird das Prinzip der Vorsteuerung angewandt. Mechanischer Aufbau Als Hauptstufe dient ein Wegeventil mit entsprechenden Steuerkanten am Ventilschieber. Dieser wird wie der Kolben eines Zylinders von einem Vorsteuerventil hydraulisch eingespannt und positioniert.
Seite 254 Anhang A.3 Hydraulik Ventilverstärker Der integrierte Ventilverstärker ist auf der Vorstufe montiert und enthält beide Lageregelkreise. Eine Verbindung vom Wegsensor der Hauptstufe zum Verstärker erfolgt über ein Kabel. Bild A-15 Vorgesteuertes Regelventil Hydraulic Drive Systemhandbuch, 04/2015, 6SL3097-4BA00-0AP1...
Seite 255: Anhang
Anhang A.3 Hydraulik Bild A-16 Ventilverstärker Blockschaltbild für vorgesteuertes Regelventil Hydraulic Drive Systemhandbuch, 04/2015, 6SL3097-4BA00-0AP1...
Seite 256: A.3.1.4 Hr-Regelventile
Anhang A.3 Hydraulik A.3.1.4 HR-Regelventile Allgemeines HR-Regelventile (High Response-Regelventile) zeichnen sich durch besonders gute dynamische, statische Kenngrößen aus und stellen somit eine Programmerweiterung für besonders anspruchsvolle Anwendungen dar. Bei den vorgesteuerten Ventilen sind beide Ventilstufen lagegeregelt. Merkmale Im Vergleich zu den Regelventilen verfügt das HR-Regelventil über: ●...
Seite 257 Anhang A.3 Hydraulik Bild A-18 Ventilverstärker: Blockschaltbild für direktgesteuertes HR-Regelventil Hydraulic Drive Systemhandbuch, 04/2015, 6SL3097-4BA00-0AP1...
Seite 258: A.3.2 Zylinder
Anhang A.3 Hydraulik A.3.2 Zylinder Allgemeines Im elektrohydraulischen Regelkreis stellt der Zylinder das Antriebsglied dar. Er setzt den Volumenstrom in eine geradlinige Bewegung um. Hierbei sind sowohl schnelle Geschwindigkeiten für den Eilgang als auch langsame Geschwindigkeiten für den Arbeitsgang gefordert. Gleichgang- oder Differenzialzylinder Beim Gleichgangzylinder ist auf beiden Seiten eine Kolbenstange mit gleichem Durchmesser zur Kraftübertragung angebracht.
Seite 259: Dichtungsqualität
Anhang A.3 Hydraulik Dichtungsqualität An die Qualität der Dichtungen und Führungen am Kolben und der Kolbenstange sind besondere Anforderungen zu stellen, um eine möglichst geringe Reibung zu gewährleisten. Insbesondere der Übergang von Haft- in Gleitreibung ist nachteilig für die Qualität der Regelgenauigkeit.
Seite 260: A.4 Schraubklemmen
Anhang A.4 Schraubklemmen Schraubklemmen Die Art der Schraubklemme ist der Schnittstellenbeschreibung der Komponente zu entnehmen. Tabelle A- 1 Anschließbare Leitungsquerschnitte und Anzugsdrehmomente für Schraubklemmen Art Schraubklemme Anschließbare Leitungsquer- Starr, flexibel 0,08 ...2,5 mm schnitte Mit Aderendhülse ohne Kunststoffhülse 0,5 ... 2,5 mm Mit Aderendhülse mit Kunststoffhülse 0,5 ...
Seite 261: Index
Index Datensätze, 77 Anlegen, 77 Diagnose über LEDs HLA-Modul, 226 Abgeich Druckabgleich, 107 Ventiloffsetabgeich, 107 Dynamic Stiffness Control (DSC), 162, 162 Abgleich Druckabgleich, 107 Lageabgleich, 107 Manueller Feinabgleich, 109 Ablaufsteuerung Eigenfrequenz des Hydraulikantriebs Funktionsplan, 162 Streckenverstärkung, 45 Ablaufsteuerung/Steuerwerk Funktionsplan, 199 Absperrventil, 27 Analogie der Kennwerte, 31 Feinabgleich und Optimierung, 110...
Seite 262 Index Geberzuordnung, 64 BICO-Verschaltung, 69 Geschwindigkeitsregler, 155 Geber 1...3, 66 Funktionsplan, 161 Geberzuordnung, 64 Geschwindigkeitsvorsteuerung, 148 HLA-Modul, 54 Regelungsart/Sollwerte, 67 Ventil speichern, 57 Ventilauswahl, 55 Ventildaten, 56 Haftreibungskompensation Versorgungsdaten, 59 Kraftregler, 168 Zusammenfassung, 71 Spannungsimpuls/Spannungsimpuls/Spannungsra Zylinderdaten, 58 mpe, 171 Kraftbegrenzung Haftreibungskompensation mit Kraftregler Mode 1, 166 Funktionsplan, 170...
Seite 263 Index Parameter Versorgungseinheit, 76 Gebertyp - Auswahl, 66 Zylinder, 74 Parametersatzumschaltung, 147 Übersicht Bezugsgrößen, 77 Übersicht Funktionsmodule, 77 Überwachungsfunktionen, 200 Umgebungsbedingungen Klimatisch, 32 Regelsinn Mechanisch, 32 Allgemeines, 110 Regelungsart/Sollwerte, 67 Regelventil, 27 Regelventile Merkmale HR-Regelventile, 256 Ventil Prinzip Vorsteuerung, 253 Linearisierung, 104 Regleradaption Ventil speichern, 57...

Siemens Sinamics S120 Handbuch

1 Grundlegende Sicherheitshinweise

2 Systemübersicht

3 Projektierung

4 Inbetriebnahme

5 Antriebsfunktionen

6 Hardware

Anhang

Anhang

Quicklinks

Verwandte Anleitungen für Siemens Sinamics S120

Inhaltszusammenfassung für Siemens Sinamics S120