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wird die aktuelle Position und, wenn der Positionierauftrag abgeschlossen ist, eine "Fer-
tigmeldung" gesendet.
In Motion-Control-Applikationen werden die Positionierfahrt mit Zielposition und Ver-
fahrparameter wie Geschwindigkeit und Rampenzeiten im Motion-Controller – also in
der Regel in der übergeordneten Steuerung – verwaltet. An den Umrichter wird dann
aus der berechneten Bahnkurve in sehr kurzen Zeitabständen eine Soll-Geschwindig-
keit (siehe Kapitel "Velocity-Mode") oder eine Soll-Position (siehe Kapitel "Position-
Mode") übertragen. Der Umrichter stellt dann diese Soll-Geschwindigkeit oder Soll-Po-
sition ein und meldet die aktuelle Position zurück. Der Motion-Controller selbst weiß,
wann der Positionierauftrag abgeschlossen ist.
Da die übergeordnete Steuerung die Sollwerte zyklisch überträgt, werden auch die
Beschleunigungs- und Verzögerungsrampen in dieser Steuerung berechnet. Hierfür
wird keine antriebsintegrierte Rampenfunktion genutzt.
8.1.1
Taktsynchronität
Die Steuerung liest für jeden Regelungszyklus den Positions-Istwert ein und berechnet
aus Positionsdifferenz (dx) und Zeitdifferenz (dt) des letzten Regelungsintervalls die
aktuelle Drehzahl (dx/dt) und ggf. weitere Größen wie Beschleunigung, Ruck etc.
Die Regelungszeitscheiben der Steuerung, der Busübertragung und der interne Abar-
beitungszyklus von Umrichter und ggf. externen Gebern müssen dabei aufeinander
synchronisiert sein.
Beispiel
An einem Beispiel soll verdeutlicht werden, wie Aliasing-Effekte entstehen, wenn
Steuerung, Bus, Umrichter oder Geber nicht taktsynchron arbeiten (→ folgendes Bild).
•
•
•
[A]
[B]
[C]
[A]
[B]
Da in diesem Beispiel Umrichter oder Geber und Steuerung nicht synchronisiert sind,
werden, bedingt durch die nicht idealen Quartz-Oszillatoren beider Geräte, die Zeit-
scheiben langsam aneinander vorbeidriften. Dies kann zu Sprüngen im übertragenen
Positionswert führen.
Während in den Steuerungsintervallen 1 bis 3 nur eine geringfügig ungenaue
Geschwindigkeit (v = dx/dt
bei der Berechnung der Geschwindigkeit ein deutlicher Fehler auf (v = 2dx/dt
für ein Abtastintervall falsch berechnete Drehzahl führt zu starken Reaktionen der
Regelungsalgorithmen in der Steuerung und kann sogar Fehlermeldungen auslösen.
Handbuch – Feldbus-Schnittstelle DFE24B EtherCAT®
Regelungszeitscheibe der Steuerung: 5 ms
Bustakt: 5 ms, synchron zur Steuerung
Abarbeitungszeit im Umrichter: 5 ms, nicht synchron
dt S
1
dx
dt G
Steuerungsintervall dt
S
Buszyklus
S
Motion-Control über EtherCAT
Einführung EtherCAT
2
3
dx
dx
[C]
Zeitscheibe Umrichter oder Geber dt
dx
Positionsdifferenz (zurückgelegte Strecke)
≈ dx/dt
) ermittelt wird, tritt im vierten Steuerungsintervall
G
®
I
®
0 0
4
5
dx
dx
6823481739
G
). Diese
S
8
69
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