Compax3: Inbetriebnahmehilfe zu einzelnen Aktuatoren. Anleitung zur Inbetriebnahme von PowerRod mit Compax3

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1 Compax3: Inbetriebnahmehilfe zu einzelnen Aktuatoren Komponenten: Compax3 und PowerRod Voraussetzungen: Compax3 Hardware: CTP16/02N4 oder höher (kann über die Geräteidentifikationsfunktion ausgelesen werden) Compax3 Feedback F12 Compax3 Servo Manager Release C3_2005R04-3 V (Dec 16, 2005) oder höher Erdung der Magnetstange am C3-Gehäuse. Feedbackstecker darf im Betrieb nicht gezogen oder gesteckt werden bzw. muß zuverlässig Kontakt haben. Technische Änderungen vorbehalten :21 EME Hauser Daten entsprechen dem technischen Stand zum Zeitpunkt der Drucklegung.

2 EME - Europe Germany: Parker Hannifin GmbH Postfach: Robert-Bosch-Str. 22 D Offenburg Tel.: +49 (0) Fax: +49 (0) Q U C E R T DIN EN ISO 9001 A L I T Y I S F Y I E S T Reg. Nr D E M mailto:sales.hauser@parker.com Internet: England: Parker Hannifin plc 21 Balena Close Poole, Dorset England, BH17 7FJ UK Tel.: +44 (0) Fax: +44 (0) mailto:sales.digiplan@parker.com Internet: Italien: Parker Hannifin S. p. A Via Gounod 1 I Cinisello Balsamo (MI), Italy Tel.: +39 (0) Fax: +39 (0) mailto:sales.sbc@parker.com Internet: EMN - North America USA: Parker Hannifin Corporation 5500 Business Park Drive Rohnert Park, CA Phone #: (800) FAX #: (707) mailto:cmr_help@parker.com Internet: 2 (7)

3 1.1 C3 Konfiguration Es stehen alle PowerRod Typen in "Parker Europa Motoren" zur Auswahl. Bei Anwahl des Typs PRA wird davon ausgegangen, dass sich die Magnetstange bewegt und das Primärteil stationär ist, bei PRC verhält es sich umgekehrt. Bei letzterem müssen neben der Nutzlast auch die bewegten Führungsteile berücksichtigt werden. Bei PRR besteht Wahlmöglichkeit bezüglich des bewegten Teiles. 3 (7)

4 Externe Lasten Weitere bewegte Massen (externe Lasten) müssen in der Konfiguration angegeben werden. Entsprechend der eingegebenen min./max. Massen, wird automatisch eine robuste Reglereinstellung konfiguriert. Bei PowerRods mit Gleitführung, z. B. Typen PRA und PRR wird eine automatische Lastidentifikation mit dem C3 Programm nicht empfohlen, da die Haftreibung zu falschen Messergebnissen führen kann. Siehe auch entsprechende Hinweise zur Lastidentifikation in der C3 Hilfe Maschinennull-Modi Als Mode für Maschinennull kommen folgende Modi in Betracht: MN-Mode 1 bzw. 2, (nicht möglich bei C3 I11) oder MN-Mode 128 bzw Maschinennull Mode 1 bzw. 2 Funktion "Wenden über Strom" Falls keine Wende-Initiatoren zur Verfügung stehen, kann das Wenden bei der Maschinennullfahrt mit der Funktion "Wenden über Strom" erfolgen. Dabei fährt der Antrieb gegen die am Verfahrbereichsende angebrachte mechanische Begrenzung. Der Strom steigt an. Bei Erreichen der einstellbaren Stromschwelle (ca. 20% bis 100% vom Bezugsstrom) wird der Antrieb gebremst, wechselt die Fahrtrichtung und fährt dann bis zum nächsten Gebernullsignal. Dieses kann bis maximal eine Magnetpitchlänge entfernt liegen. Die Wiederholgenauigkeit des Maschinennullpunktes beträgt +/-0.01mm. Falls der Gebernulldurchgang bei kurzen Hüben nicht erreicht werden kann, wird Maschinen Null Mode 128 bzw. 129 empfohlen. Ein Realnullpunkt kann definiert werden, wenn der Nullpunkt zwischen mechanischem Anschlag und Gebernullsignal liegen soll Maschinennull Mode 128 bzw. 129 Funktion "Stromanstieg beim Fahren auf Block" Ohne MN-Initiator wird ein Verfahrbereichsende (Block) als MN verwendet. Ausgewertet wird dazu der Stromanstieg (einstellbar bis 100% des Bezugsstroms), wenn der Antrieb gegen das Verfahrbereichsende drückt. Wenn die Schwelle ü- berschritten wird, wird der MN gesetzt. Während der Maschinennullfahrt ist die Schleppfehlerkontrolle deaktiviert. Der Maschinennull-Offset muss so gesetzt werden, dass der Nullpunkt (Referenzpunkt) für die Positionierung im Verfahrbereich liegt. Beachten Sie deshalb Folgendes: Wählen Sie eine kleine Maschinennull-Geschwindigkeit Stellen Sie die Maschinennull-Beschleunigung auf einen großen Wert, damit der Antrieb schnell wendet; jedoch nicht so groß, dass die Stromschwelle durch Beschleunigen oder Abbremsen (ohne mechanische Begrenzung) bereits erreicht wird. Die mechanische Begrenzung sowie die Lastaufnahme müssen so ausgelegt sein, dass sie die entstehenden Kräfte mit guter Steifigkeit aufnehmen können. Obwohl die Position faktisch ohne Schwingung gehalten wird, schwankt das Positionssignal (Istposition) abhängig vom aktuellen Motorstrom. Um dadurch entstehende Fehlermeldungen zu vermeiden, wird empfohlen, die entsprechenden Softwareendgrenzen je nach MN-Mode auf -0,01mm bzw. +0,01mm zu setzen. 4 (7)

5 Regleroptimierung Regleroptimierung für Stillstand Falls der Antrieb im Stillstand um seine Position leicht pendelt, Objekt "Totzone Schleppfehler" = 0,025mm (Standardwert) erhöhen, bis Pendelbewegung aufhört. Dieses Objekt wirkt nur im Stillstand Regleroptimierung für Positionieren Es werden folgende Reglereinstellungen mit PowerRod Motoren empfohlen um einen leiseren Antrieb zu erreichen: Steifigkeit Drehzahlregler = % (oder geringer) Filter Drehzahlistwert = % (oder viel höher) Bandbreite Stromregler = %... > 30%! Damit wird der Bewegungsablauf weicher, was zur Folge hat, dass das Einschwingverhalten in die Position jedoch ungünstiger wird. Typischerweise beträgt die Einschwingzeit hier ca. 100ms. Für höhere Dynamik und wenn Geräusche keine so große Rolle spielen, sollte die Steifigkeit und die Bandbreite erhöht und die Filterzeitkonstante verkleinert werden. Um ein besseres Positionierverhalten zu erreichen wird empfohlen, die Vorsteuerungen zu optimieren. Dazu sollte eine Testbewegung mit den gewünschten Profileigenschaften erstellt und während der Bewegung der Schleppfehler und der Motorstrom mit dem Oszilloskop betrachtet werden. Bitte beachten Sie, dass Systeme mit Reibung einen Vorsteuerwert für die Beschleunigungsvorsteuerung ungleich 100% benötigen, um einen symmetrischen Schleppfehler während einer Positionierung zu erhalten. Die Objekte, die farblich markiert sind, können zur Optimierung beitragen. "Advanced Reglereinstellung": Vorsteuerung Drehzahlvorsteuerung [2010.1] % 100% 3. Beschleunigungsvorsteuerung [2010.2] % % Stromvorsteuerung [2010.4] % % Ruckvorsteuerung [2010.5] % 100% Spannungsvorsteuerung [ ] % 0% Reglerdynamik 2. Steifigkeit [2100.2] % % 4. Dämpfung [2100.3] % % Trägheitsmoment [2100.4] % 100% 1. Filter Drehzahl(istwert) [2100.5] % % Filter Beschleunigungs(istwert) [2100,6] % 0% D-Anteil Drehzahlregler [2100.7] % 0% Bandbreite Stromregler [2100.8] % % Dämpfung Stromregler [2100,9] % 100% Filter 2 Drehzahlistwert [ ] us 0 us Filter 2 Beschleunigungsistwert [ ] us 0 us Lageregler Filter Schleppfehler [ ] % % Totzone Schleppfehler [ ] mm ,03mm Reibungsvorsteuerung [ ] ma mA 5 (7)

6 Bitte beachten Sie ebenfalls, dass die Stromreglerbandbreite einen deutlichen Einfluss auf den Verlauf des Schleppfehlers hat. Die Stromreglerbandbreite sollte einen Wert von 30% nicht unterschreiten. Mit diesen Maßnahmen kann die Einschwingzeit auf 20 ms oder weniger reduziert werden. Wenn Sie mit den Einstellungen zufrieden sind, sollten Sie das Projekt speichern und/oder die Daten dauerhaft im Compax3 Flash Speicher ablegen (WF-Knopf) Beispielhafte Messungen mit PowerRod PRA2508S Messung mit 12 kg externer Masse v: 200mm/s, a: 4m/s 2 ; J:80m/s 3 v: 300mm/s, a: 4m/s2; J:80m/s3 v: 800mm/s, a: 4m/s 2 ; J:80m/s 3 Reglerdynamik / Filter Drehzahlistwert [2100.5] 545 % Reglerdynamik / Steifigkeit [2100.2] 65 % Beschleunigungsvorsteuerung [2010.2] 75 % Reglerdynamik / Dämpfung [2100.3] 100 % Reglerdynamik / Trägheitsmoment [2100.4] 100 % Reglerdynamik / Bandbreite Stromregler [2100.8] 50 % Lageregler / Filter Schleppfehler [ ] 510 % Lageregler / Totzone Schleppfehler [ ] unit Lageregler / Reibungsvorsteuerung [ ] 500 ma 6 (7)

7 Dämpfung Drehzahlregler [2100.3] 100 % Drehzahlvorsteuerung [2010.1] 100 % Beschleunigungsvorsteuerung [2010.2] 75 % Stromvorsteuerung[2010.4] 100 % Ruckvorsteuerung [2010.5] 100 % Steifigkeit Drehzahlregler [2100.2] 56 % Dämpfung Drehzahlregler [2100.3] 100 % Filter Drehzahlistwert [2100,5] 547 % Filter Schleppfehler [ ] 510 % Totzone Schleppfehler [ ] unit Reibungsvorsteuerung [ ] 500 ma Zusammenfassung Messung mit 21,7 kg externer Masse v: 200mm/s, a: 2m/s 2 ; J:80m/s 3 v: 500mm/s, a: 2m/s 2 ; J:80m/s 3 Bei höherer Beschleunigung in Stromgrenze Bei höherer Beschleunigung in Stromgrenze Einfluss der externen Masse auf die Reglerparameter: Optimierungsobjekte: 8 kg Masse 12 kg Masse 21,7 kg Masse Filter Drehzahlistwert 542% 545% 547% Steifigkeit 75% 65% 56% Beschleunigungsvorsteuerung 80% 75% 75% Wichtige Hinweise Mechanischer Aufbau Es ist festzustellen, dass das Verhalten der PowerRods stark von der mechanischen Steifigkeit des gesamten Aufbaus abhängig ist. Temperaturanzeige Die Temperaturanzeige im Optimierungsfenster ist nicht funktionsfähig, da im PowerRod ein PTC-Temperaturgeber mit nicht linearer Kennlinie eingebaut ist. Die Wicklungstemperatur wird jedoch im Compax3 in der Abschaltfunktion überwacht. 7 (7)