Realisierung des Projekts

Transkript

1 Realisierung des Projekts Projektpräsentation Ablaufdiagramm Regelalgorithmus Eingabemaske visualisiert in ifix Schaltbild visualisiert in ifix Trendbildrealisierung Relaisschaltung mit Motor und Potentiometer (elektr. Schaltbild) MBE Treiberkonfiguration Beschreibung der einzelnen Datenbasisblöcke 1

2 Ablaufdiagramm AUTO eingeschaltet? ja nein Steuerung per Hand Sollwert einlesen Istwert einlesen Hysteresebreite a einlesen Regelabweichung berechnen XW = Soll - Ist Motor dreht links Motor wird gebremst Motor dreht rechts XW < -a nein XW < a nein ja y = k ja y = 0 y = -k Abb. 1: Ablaufdiagramm 2

3 Regelalgorithmus Public Sub REGLER() If ReadValue("FIX32.FIX.REGELABWEICHUNG.F_CV") < (ReadValue("FIX32.FIX.HYSTERESEBREITE.F_CV") * (-1)) Then WriteValue 0, "FIX32.FIX.AB" WriteValue 1, "FIX32.FIX.AUF" ElseIf ReadValue("FIX32.FIX.REGELABWEICHUNG.F_CV") < (ReadValue("FIX32.FIX. HYSTERESEBREITE.F_CV")) Then WriteValue 0, "FIX32.FIX.AUF" WriteValue 0, "FIX32.FIX.AB" Else WriteValue 0, "FIX32.FIX.AUF" WriteValue 1, "FIX32.FIX.AB" End If End Sub Falls die Regelabweichung kleiner als die Hysteresebreite ist, dann dreht sich der Motor rechts rum und in den Tag AB wird eine 0 geschrieben bzw. in den Tag AUF eine 1. Dies ist für unsere Prozessvisualisierung des Schaltbildes notwendig. Falls die Regelabweichung größer als die Hysteresebreite ist, dann dreht sich der Motor links rum. Wenn dies alles nicht zutrifft bleibt der Motor stehen 3

4 Eingabemaske visualisiert in ifix Abb. 2: Eingabemaske visualisiert mit ifix 4

5 Versuchsablauf Eingabe des Sollwertes ( ) Eingabe der Hysteresebreite (ideal 60) Ggf. Eingabe des Slowwertes (ideal 1200) Eingabe des Taktsignals Betrieb muss auf AUTO gestellt sein, ansonsten keine Anwendung des Regelalgorithmus Drehen des Motors in die entsprechende Richtung oder Anhalten Taktung des Motors Mit Eingabe des Sollwertes (oder bei Drehen des Rades, was den Istwert verändert) wird die Regelabweichung berechnet. Mittels boolschenabfragen wird ständig ermittelt, ob sich der Istwerts im Slow- oder Hysteresebereich befindet. Wenn sich der Istwert im Slowbereich befindet, dann wird der Motor getaktet. Die Taktung darf 250 ms nicht unterschreiten, da für die ifix Kommunikation ca. 170 ms und für das WAGO E/A Modul ca. 50 ms benötigt werden. Also max. Taktung 4 x pro Sekunde Weiterhin kann man sich Trendbilder zu den aktuellen oder historischen Soll / Istwerten mit Click auf den entsprechenden Button anzeigen lassen (ETR_IS für aktuell und History_IS für die Historie). Ansonsten werden nur Werte der Datenbasis mittels DataLink angezeigt. Diese enthalten den aktuellen Wert des Tags.

6 Schaltbild visualisiert in ifix Abb. 3: Schaltbild visualisiert mit ifix 6

7 Je nachdem in welche Richtung sich der Motor dreht, werden die Schalter geöffnet oder geschlossen. Wenn der Motor abgebremst wird, dann sind beide Schalter auf positiver Spannung. Hier können auch die Trendbilder angewählt werden. Der Anwender hat eine minimale Eingabemaske für die notwendigsten Daten. 7

8 Trendbildrealisierung Notwendige Datenbasisblöcke zur Anzeige von Trendbildern ETR-Block = Extended Trend Block Der ETR-Block wird zur Darstellung von Echtzeittrends verwendet. Dieser kann 600 Werte sammeln und durch die Angabe im Average Compress Feld, als auch die Scan Rate beeinflussen den Darstellungszeitraum. Dem Average Compress Feld kann ein Wert von 1 bis 255 übergeben werden. Der Darstellungszeitraum berechnet sich folgendermaßen: 600 * AvgCompress * Scan Rate. ISTWERT_ETR In der Kette vom Istwert wird auf den ISTWERT_ETR als Nextblock verwiesen. Dies ist notwendig, um die Werte für den Trend- Block zu sammeln. Abb. 4: Trendbildrealisierung mit ifix SOLL_TRIG und SOLLWERT_ETR Der SOLL_TRIG-Block übergibt alle 50 ms den SOLLWERT_ETR-Block einen Messwert. Dieser Tigger-Block wurde benötigt, da der Sollwert nur bei Wertänderung angezeigt werden würde. Und ohne ihn würde man keine durchgängige Linie sehen. Dadurch übergeben wir diesem SOLLWERT_ETR-Block den aktuellen Sollwert.

9 Relaisschaltung mit Motor und Potentiometer ,5 k? V + - M Mess Abb. 5: elektronisches Schaltbild

10 Das WAGO-Modul hat ein 16 Bit breites Datenwort. 16 Bit entspricht einem Wertebereich von ( 32768) bis Dieser Wert steht für den Winkel des Rades am Potentiometer. Wir können jedoch nicht diesen Wertebereich nutzen, da 1. Nur positive Werte gültig sind (lt.datenbasis) 2. Der Widerstand vor dem Potentiometer [1,5 k? ] beträgt anstatt die benötigten[1,4 k? ] ) Dies wurde gewählt wegen den Standardgrößen der Widerstände. Durch den höheren Widerstand habe ich eine geringere Spannung am Potentiometer anliegen (statt 12 [V] liegen jetzt 11 [V] an). Unser Wertebereich geht von Messung der Stromstärke an rotem / schwarzem Kabel, die am Motor anliegen - bei 12 V Eingangsspannung mit separatem Netzteil. I = 0,009 [A]. Um 12 [V] als Spannung am Motor anliegen zu lassen, hätten wir einen Widerstand von 1,33 [k? ] gebraucht. Wir wählten einen Widerstand von 1,5 [k? ] (siehe Punkt 2). Dadurch erhalten wir eine geringere Spannung und Stromstärke. U = 10,64 [V] und I = 0,007 [A] Dies hat zur Folge, dass der Motor weniger Umdrehungen/s erlangt. Fazit:Motor läuft langsamer.

11 MBE-Treiberkonfiguration Nicht Vergessen: Windows Host-Dateieintrag der MBE IPAdresse des WAGO-Moduls unbedingt notwendig! Host-Datei im Verzeichnis C:\WINNT\system32\drivers\etc Eintrag: MBE IP-Adresse des Rechners lautet: MBE Treiber-Konfigurationseinstellungen: Alle Eingangsadressen beginnen bei 3000 und alle Ausgangsadressen bei Um die MBE-Adressen in der Datenbasis mittels AI-/AO-/DI-/DO Block ansprechen zu können, muss die I/O-Adresse folgendermaßen aussehen: AI / AO - Blöcke: device_name:adresse z.b: D11:3001 DI / DO - Blöcke: device_name:adresse:bit z.b: D11:4001:0

12 Abb. 6: MBE- Treiberkonfiguration

13 Beschreibung der einzelnen Datenbasisblöcke AO SOLLWERT AO TOL_SLOW AO BANDBREITE AI ISTWERT CA REGELAB- WEICHUNG CA CA CA CA KLEINER ABSOLUTE_ABW SLOW OK PG TAKTE DO TAKT DO T_AUF BL BOOL_AUF DO AUF DO T_AB BL BOOL_AB DO AB DO HAND_AUTO

14 PG-BLOCK: TAKTE 0 SETOUT ZAEHLER 1,00 1 DELAY 1 2 IF ZAEHLER >= ENDZAHL GOTO 9 3 IF ZAEHLER = EIN GOTO 6 4 SETOUT TAKT 0,00 5 GOTO 7 6 SETOUT TAKT 0,00 7 ADDOUT 1,00 TO ZAEHLER 8 GOTO 2 9 SETOUT TAKT 1,00 10 SETOUT ZAEHLER 1,00 11 GOTO 2 CA-BLOCK: REGELABWEICHUNG A: ISTWERT B: SOLLWERT.F_CV (A - B)

15 CA-BLOCK: KLEINER A: REGELABWEICHUNG B: 0 (A < B) CA-BLOCK: ABSOLUTE_ABW A: KLEINER B: REGELABWEICHUNG.F_CV ABS(B) CA-BLOCK: SLOW A: ABSOLUTE_ABW B: TOL_SLOW.F_CV (A < B)

16 CA-BLOCK: OK A: SLOW B: ABSOLUTE_ABW.F_CV C: BANDBREITE.F_CV (B < C) BL-BLOCK: BOOL_AUF A: HAND_AUTO B: KLEINER C: SLOW D: OK E: TAKT F: T_AUF (A*B*(-D)*C*E) + (A*B*(-D)*(-C)) + ((-A)*F)

17 BL-BLOCK: BOOL_AB A: HAND_AUTO B: KLEINER C: SLOW D: OK E: TAKT F: T_AB (A*(-B)*(-D)*C*E) + (A*(-B)*(-D)*(-C)) + ((-A)*F)