Beispiel 6.4: Simulation des Lageregelkreises in einem Servoantrieb

Meist werden Bewegungsachsen von Werkzeugmaschinen oder Robotern von Servorantrieben angesteuert, die den kompletten Lageregelkreis, also nicht nur Drehzahl- und Stromregelung, sondern auch den Lageregler in der Ansteuerelektronik ausführen. Das MC-System gibt dann nur die gewünschte Soll-Position vor und erhält Rückmeldungen über die aktuelle Beschleunigung, Geschwindigkeit und Position der Achse. Außerdem können die Lage-, Drehzahl- und Stromregler im MC-System parametriert werden. Deshalb soll in diesem Beispiel der Servoantrieb simuliert werden, um das Verhalten des Lageregelkreises analysieren zu können.

Im Projekt B6_3_SimServo.project wurde der Funktionsbaustein SIM_Servo entwickelt, der die Regelstrecke durch die Funktionsbausteine SIM_PT1 für den Stromsteller, SIM_PT1 für den Motor und SIM_I für das Getriebe simuliert. Außerdem wird der Funktionsbaustein TYP_PID jeweils für Lage-, Drehzahl- und Stromregler verwendet.

Das Projekt lässt sich in der Simulation testen, indem man in den Regler-Faceplates der Visualisierung  

1. zunächst zur Inbetriebnahme des Stromregelkreises nur den Stromregler in AUTomatik schaltet und seinen Sollwert durch den manuellen Stellwert des Drehzahlreglers vorgibt.
2. Nach Einstellung der Stromreglerparameter wird auch der Drehzahlregler in AUT geschaltet und der Drehzahlsollwert über den manuellen Positionsstellwert vorgegeben.
3. Wenn die Reglereinstellung zu einem zufriedenstellenden Führungsverhalten führt,wird schließlich auch der Positionsregelkreis in AUT geschaltet und ein Positionssollwert vorgegeben.

Die Traceaufzeichnung funktioniert nicht in der Simulation. Hierfür muss die Soft-SPS Codesys Control Win V3 gestartet werden.