Durchführung Der Messung; Einschwingzeit; Optimierung Der Proportionalverstärkung Des Drehzahlreglers - Siemens SIMODRIVE 611 digital Handbuch

08.06
Einstellbare
Bandbreite
Durchführung
der Messung
2.1.2 Optimierung der Proportionalverstärkung des Drehzahlreglers
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SIMODRIVE 611 digital / SINUMERIK 840D/810D Antriebsfunktionen (FBA) – Ausgabe 05/2010
Bei SINUMERIK 840D und 810D–CCU3 ist die Bandbreite einstellbar, wogegen
bei SINUMERIK 810D–CCU1/2, unabhängig von der Eingabe, immer mit der
vollen Bandbreite gearbeitet wird.
max. Bandbreite +
2 x Drehzahlreglertakt
Bei einem Drehzahlreglertakt von 312,5 μs sind dies 1600 Hz.
Aufgrund der kurzen Messzeiten sind für die Frequenzgangmessung
Verfahrwege von wenigen Umdrehungen ausreichend. Die Messdauer ergibt
sich nach
512 x Anzahl der Mittelungen
Meßdauer [ s ] +
Bandbreite [ Hz ]
Bei 20 Mittelungen sind dies 6.5 s. Bei einem Offset von 5 U/min wird dazu ein
Verfahrbereich von weniger als 0.55 Umdrehungen benötigt.
Beginnen Sie die Messungen stets mit möglichst kleinen Werten für Offset und
Amplitude. Nur wenn Sie stark verrauschte Ergebnisse erhalten, sollten Sie die
Anzahl der Mittelungen oder die Amplitude anheben. Zu große Amplitudenwerte
führen zu verfälschten Messergebnissen oder können die Mechanik
beschädigen.
Der Offset sollte stets größer (Faktor 2–3) als die Amplitude sein. Bei sehr
kleinen Werten ergeben sich durch Lose oder Haftreibung eventuell andere
Messergebnisse als bei höherer Fahrgeschwindigkeit.
Bei der Optimierung einer kaskadierten Regelungsstruktur (Strom-, Drehzahl-,
Lageregelkreis), wie dies bei SINUMERIK 810D/840D der Fall ist, beginnt man
mit dem innersten Regelkreis, dem Stromregelkreis. Dieser wird mit der
Bedienhandlung Reglerdaten berechnen optimal eingestellt und muss vom
Anwender nachträglich nicht optimiert werden.
Der Drehzahlregler wird ebenfalls mit der Bedienhandlung Reglerdaten
berechnen voreingestellt. Diese Einstellung ist eine robuste Einstellung für den
leerlaufenden Motor und berücksichtigt nicht die angebaute Mechanik.
Im ersten Schritt der Drehzahlregleroptimierung wird die
Proportionalverstärkung optimiert. Dazu wird die Nachstellzeit des
Drehzahlreglers MD 1409: SPEEDCTRL_INTEGRATOR_TIME_1 auf 500 ms
gestellt. Dies bewirkt, dass der Integral-Anteil praktisch unwirksam ist. Jetzt wird
der Proportionalanteil in Schritten erhöht bis Resonanzstellen des Systems
angeregt werden (Motor beginnt zu pfeifen). Die so ermittelte P-Verstärkung
wird mit dem Faktor 0.5 multipliziert. Dieser Wert dient als Startwert für die erste
Messung.
Die Ergebnisse der Fourier-Analyse werden in einem Bodediagramm
dargestellt. Ein Bodediagramm gliedert sich in zwei Graphen, den Amplituden-
und den Phasengang. Bei der Optimierung ist anzustreben, dass die Amplitude
über einen möglichst weiten Bereich bei 0 dB liegt.
Im unteren Frequenzbereich liegt die Phase bei 0° und dreht mit steigender
Frequenz zu negativen Phasenwinkeln. Übersteigt der Phasenwinkel |180°|,
wird der Graph in der Darstellung umgebrochen; d.h. er springt von –180° auf
180° bzw. von 180° auf –180°.
Bild 2-4 zeigt den Frequenzgang eines optimierten Drehzahlregelkreises mit
leerlaufendem Motor ohne angebauter Mechanik.
Drehzahlregelkreis (DD2)
1

) Einschwingzeit

2.1 Allgemeines
DD2/2-9