Übung 6.3

Regelung einer von einem Gleichstrommotor angetriebenen Achse

Die Räder eines mobilen Roboters werden von drehzahlveränderbaren Gleichstrommotoren angetrieben. Im Unterschied zu Servoantrieben (vgl. Beispiel 6.3) müssen Drehzahl- und Lageregelung in der SPS ausgeführt werden. Es soll ein Funktionsbaustein zur Steuerung und Regelung eines Rades entwickelt und mit Hilfe des Simulationsbausteins TYP_SIM_DC  aus Übung 6.2 erprobt werden.

  • das Sensorsignal des Drehgebers einliest,
  • die Lage- und Drehzahlregelung durchführt,
  • die Bewegungsrichtung ansteuert,
  • die Achsinterpolation in die Soll-Stellung realisiert.

Lösung:

a-c) Die im Projek U6_3_Radantriebe.project dargestellte Lösung setzt die geforderten Eigenschaften aus folgenden Bausteinen zusammen:

  • TYP_IDF2 aus Beispiel 4.3,
  • TYP_CIN aus Übung 6.1,
  • TYP_PID wie in Beispiel 6.3,
  • TYP_IPO aus Beispiel 6.4,
  • SIM_Axis aus Übung 6.2

d) Die Sprungantwort zeigt folgenden Verlauf:

e) Folgende Motorparameter können abgelesen werden: KM=20/1000, TM=1,8s bei einer Zykluszeit von T0=50ms. Für das Getriebe ergibt sich KG=40/10/20=0.2 und TV=1s  

f) Als Drehzahl-Reglerparameter eigenen sich: KP=1/KM=50, TN=0.5*TM => TN/T0=18. Für den Lageregler sollte KP<1/(4*KG*TV)=1/0.8=1.25 sein, so dass KP=1 gewählt wird.

Damit ergibt sich folgendes Führungsverhalten für qSoll=90°

Speicherprogrammierbare Steuerungen für die Fabrik- und Prozessautomation

4. Auflage erschienen im Hanser Verlag, 2015