Beispiel 7.9: 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 B7_9_Lageregelung.project1,2) 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.
Dieses Video zeigt, wie sich das Projekt sich in der Simulation testen lässt, indem man in den Regler-Faceplates der Visualisierung zunächst zur Inbetriebnahme des Stromregelkreises nur den Stromregler in AUTomatik schaltet und seinen Sollwert durch den manuellen Stellwert des Drehzahlreglers vorgibt.
Zur Einstellung der Reglerparameter wird zunächst der Stromregelkreis in AUT geschaltet, während die beiden anderen Regler in der Betriebsart manuell bleiben. Der Sollwert wird dabei durch den manuellen Stellwert MV_MAN des vorgeschalteten Drehzahlreglers vorgegeben. Danach schaltet man in gleicher Weise den Drehzahlregler hinzu und schließlich auch den Lageregler. Die Reglerparameter werden mit Hilfe von Sprungantworten, wie in Übung 7.2 gezeigt, ermittelt.
Hinweise:
1) Die meisten Beispielprogramme und Lösungen wurden mit Codesys V3.5.19.6 erstellt. Falls Sie noch eine ältere Version verwenden, installieren Sie am besten die unter Downloads verfügbare Version. Sollten Sie eine neuere Version verwenden, bestätigen Sie bitte “in dieser Version öffnen” mit Fertigstellen und setzen Sie die Projektdateien ggf. unter unter Projekt|Projektumgebung "Alles auf neuest". Außerdem aktualisieren Sie bitte die Soft-SPS Codesys Control Win V3x64 und ggf. die I/O-Devices, indem Sie im Fenster Geräte auf Device und mit der rechten Maustaste auf “Gerät aktualisieren” klicken!
2) In einigen Browsern muss die .project-Datei mit der rechten Maustaste angeklickt und zunächst durch "Link speichern unter" oder "Link herunterladen" gespeichert werden, bevor man diese mit Codesys öffnen kann.
3) Die meisten Programme laufen ohne Soft-SPS in der Simulation von Codesys. Im Menü Online|Simulation kann der Simulationsmodus an- und abgewählt werden. Wenn Sie die Software bei abgewählter Simulation in eine Soft-SPS laden wollen, müssen Sie mit der Windows-Start-Taste unter Alle Apps im Codesys-Ordner die Soft-SPS "Codesys Control Win V3x64" oder für Motion Control die “Codesys SoftMotion Win V3x64” starten. Dann sind als z.B. Benutzername admin und als Password admin einzugeben.
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