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Betriebsanleitung
5.5.2. Anwendung: Regelkreise für Druck
(über Druckregelventile)
Einführung
Beim Einsatz der Elektronik als Druckregler arbei-
tet diese im geschlossenen Regelkreis, d.h. der
Signalausgang zur Ansteuerung des Ventilverstär-
kers wird von der Elektronik automatisch so ver-
ändert, dass sich der zu regelnde Druck einstellt.
Das Herz des Regelkreises ist ein digitaler Regler,
welcher den Signalausgang der Elektronik (Stell-
größenausgang) jede Millisekunde neu einstellt.
Der Regler hat einstellbare Parameter, welche vom
Benutzer entsprechend seiner Anwendung einge-
stellt werden müssen.
Der Regler arbeitet mit einer Basis-PID-Struktur,
welche um einige spezielle Eigenschaften erweitert
wurde, um ihn an unterschiedliche hydraulikgesteu-
erte Applikationen optimal anpassen zu können.
Basisinformationen zum Regelalgorithmus
Warum müssen die Regelparameter abge-
stimmt werden?
Der Regler kann mit Ventilen zusammenwirken,
die hinsichtlich Duchflusskapazität, Frequenz-
gang, Charakteristik und Kolbenüberdeckung sehr
verschieden sind. Er wird zur Regelung von An-
trieben mit unterschiedlichsten Lastbedingungen
verwendet, wobei der verwendete Hydrozylinder
oder –motor jedwede Abmessung bzw. jeden Hub
haben kann. Um diese große anwendungstech-
nische Bandbreite abdecken zu können, muss
der Regler entsprechend parametriert werden. Es
kann keine „Universalabstimmung" geben, welche
immer ein gutes Regelergebnis bewirkt.
Die Elektronik verwendet einen „PID"-Regler als
Basisfunktion. Der Name kommt daher, dass der
Reglerausgang die Summe von drei Regeltermen
darstellt, die proportional (P), integrierend (I) und
differenzierend (D) wirken, wobei jeder dieser Ko-
effizienten einstellbar ist. In der Bediensoftware
sind dafür die Parameter P16 (P), P17 (I) und P18
(D) vorgesehen.
P - P16
Dieser Parameter erzeugt ein sofortiges Aus-
gangssignal, welches proportional zur Differenz
zwischen Soll- und Istdruck ist. Sollte dieser Para-
meter zu hoch eingestellt sein, so kann der Druck
oszillieren; bei einem zu niedrigen Wert für P16
erhält man eine schlechte Druckgenauigkeit und
eine langsame Reaktion auf Sollwertänderungen.
PWDXXA-40X_20 5715-677 DE.indd 26.01.17
Elektronik für Stetig-Wegeventile
Serie PWDXXA-40X
I - P17
Dieser Parameter ändert den Ausgang mit einer
Größe, welche der Summe der Druckabweichun-
gen über der Zeit proportional ist (Integrationszeit),
wobei sich die Signalpolarität so einstellt, dass der
Fehler sich verkleinert. Der Parameter P17 ist beim
Verlassen des über den Parameter P26 einstellba-
ren Fensters wirksam. P26 sollte so klein eingestellt
werden, dass das Fenster nahe am Solldruck liegt.
Bei einer zu niedrigen Einstellung von P17 können
niedrigfrequente Oszillationen entstehen, während
ein zu hoher Wert ein sehr langsames Erreichen
des gewünschten Druckes bewirkt.
D - P18
Der D-Parameter bewirkt ein Ausgangssignal, wel-
ches der Änderungsgeschwindigkeit des Istdru-
ckes proportional ist. Je nach Vorzeichen dieses
Parameters wirkt er dämpfend oder beschleuni-
gend. Bei hydraulischen Regelungen sollte der
Wert sehr niedrig eingestellt werden.
Parameterbereiche
Die Elektronik bietet zwei Parameterbereiche an,
und zwar die Betriebsmodi BASIS und EXPERT.
Hierbei dient der BASIS-Modus zur Einstellung der
grundlegenden Funktionsparameter, während die
anwendungsspezifische Abstimmung der Regler-
parameter über die Menüebene EXPERT vorge-
nommen werden kann. Der Betriebsmodus kann
über das Menü OPTIONEN gewählt werden.
Grundabstimmung für einen Druckregler
Bevor Sie andere Parameter probieren, sollten Sie
zuerst die Bypassverstärkung einstellen, welche
über P13 erreichbar ist. Hiermit wird eine „Vorsteu-
erung" des Ausgangs erreicht, der PID-Regler wird
quasi teilweise umgangen. Die Einstellung wird
durchgeführt, indem zuerst alle anderen Regler-
parameter P14 – 19 sowie P26 und P27 auf einen
Wert von Null gesetzt werden. Dann wird P13
solange erhöht, bis im gesamten Arbeitsbereich
der Istwert 10...20% unterhalb des Sollwertes liegt.
Ein Einstellwert von 40...50% ist meist praktika-
bel. Anschließend ist die Proportionalverstärkung
einzustellen, welche über P16 erreichbar ist. Sie
wird so hoch eingestellt, dass gerade noch kein
Oszillieren des Druckes erfolgt.
In vielen Fällen brauchen Sie lediglich diese bei-
den Parameter abzustimmen, und es sind keine
weiteren Reglereinstellungen vorzunehmen. Aber
auch falls andere Parameter für Ihre Applikation
nötig werden, führt der Weg immer zunächst über
die vorbeschriebene Einstellung.
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Parker Hannifin Corporation
Hydraulics Group
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