Arbeitsweise - Siemens SIPART PS2 FF Handbuch

Aufbau und Arbeitsweise
2.4

Arbeitsweise

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Der elektropneumatische Stellungsregler bildet mit dem pneumatischen
Antrieb einen Regelkreis, in dem der Istwert x die Stellung der An-
triebsstange bei Schubantrieben bzw. die Stellung der Antriebswelle bei
Schwenkantrieben und die Führungsgröße w digital über den Feldbus
vorgegeben ist.
Die Hub- bzw. Drehbewegung des Antriebes wird über entsprechende
Anbauteile, über die Rückmeldewelle und über ein spielfreies umschalt-
bares Zahnradgetriebe auf ein hochwertiges Leitplastikpotentiometer
gegeben und auf den Analogeingang des Mikrocontrollers übertragen.
Die aktuelle Position kann auch über einen externen Sensor dem Stel-
lungsregler vorgegeben werden. Dabei erfolgt die Hub- bzw. Drehwin-
kelerfassung durch einen berührungslosen Stellungssensor (Non Con-
tacting Position Sensor) direkt am Antrieb.
Der Stellungsregler korrigiert ggf. den Winkelfehler des Hubabgriffes,
vergleicht den Istwert x mit dem Sollwert w und berechnet die Stellgrö-
ßeninkremente Δy. Je nach Größe und Richtung der Regelabwei-
chung (x-w) wird das piezovorgesteuerte Zu- bzw. Abluftventil geöffnet.
Das Volumen des Antriebes integriert die Stellinkremente zum Stell-
druck y auf, der in etwa proportional die Antriebsstange bzw. die An-
triebswelle bewegt. Durch diese Stellinkremente wird der Stelldruck so
lange verändert, bis die Regelabweichung zu Null wird.
Die pneumatischen Antriebe gibt es in einfach- und doppeltwirkender
Ausführung. Bei der einfachwirkenden Variante wird nur eine Druck-
kammer be- und entlüftet. Der entstehende Druck arbeitet gegen eine
Feder. Bei der doppeltwirkenden Ausführung arbeiten zwei Druckkam-
mern gegeneinander. Dabei wird bei der Belüftung eines Volumens das
Gegenvolumen entlüftet.
Der Regelalgorithmus ist ein adaptiver prädiktiver Fünfpunktregler
(siehe Bild 2-9, Seite 25). Dabei werden die Ventile bei großen
Regelabweichungen mit Dauerkontakt angesteuert (Schnellgangzone).
Bei mittleren Regelabweichungen erfolgt die Ventilansteuerung durch
pulslängenmodulierte Impulse (Langsamgangzone).
In der Zone kleiner Regelabweichung (adaptive Totzone) werden keine
Stellimpulse ausgegeben. Die Totzonenadaption und die ständige
Adaption der Mindestimpulslängen im Automatikbetrieb bewirken, dass
die bestmögliche Regelgenauigkeit bei kleinster Schalthäufigkeit er-
reicht wird. Die Startparameter werden während der Initialisierungs-
phase ermittelt und in einem nichtflüchtigen Speicher hinterlegt. Dies
sind im wesentlichen der reale Stellweg mit den mechanischen Endan-
schlägen, die Stellzeiten, die Größe der Totzone usw.
Zusätzlich werden im laufenden Betrieb ständig die Anzahl der Stör-
meldungen, Richtungsänderungen, sowie die Hubzahl ermittelt und
viertelstündlich abgespeichert. Diese Parameter können Sie über die
Kommunikationsprogramme, wie z. B. AMS, auslesen und dokumentie-
ren. Insbesondere durch den Vergleich der Altwert mit den aktuell er-
mittelten Werten können Sie Rückschlüsse auf den Verschleiß der Ar-
matur ziehen (Diagnosefunktion).
SIPART PS2 FF Gerätehandbuch
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