© Siemens AG 2010. Alle Rechte vorbehalten. SINAMICS DCC Lastverteilung V1.02.

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SINAMICS DCC Lastverteilung V1.02


Industry Sector

Beispiel-

konfiguration

Funktions-

übersicht

Inhalt der

Applikation

Nutzen der

Applikation

Einleitung

Converting ToolboxEinleitung

Die Standardapplikation SINAMICS DCC Lastverteilung wurde mit dem Ziel entwickelt, eine Vielzahl der bekannten Lastverteilregelungen mit einer einzigen Projektierung abdecken zu

können.

Durch die Offenheit der Applikation ist es möglich, je nach Bedarf die Applikation zu projektieren oder zu ändern.

Kombinierbar mit:

SINAMICS DCC Winder


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Inhalt der

Applikation

Nutzen der

Applikation

Einleitung

Converting ToolboxNutzen der Applikation

Zeitersparnis bei Engineering und Service (gleiches “look & feel”)

Nutzung von Industriestandards und Normen

Support über PMA Applikationszentren

ständige Aktualisierung im Intranet

überwiegend offener Quellcode für eigene Anpassungen

Anwenderhandbücher in deutsch (bald) und englisch

einfache Einarbeitung mit Beispielapplikationen

Die Applikation wird unentgeltlich zur Verfügung gestellt


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Inhalt der

Applikation

Nutzen der

Applikation

Einleitung

Converting ToolboxInhalt der Applikation

Powerpoint Präsentation (deutsch / englisch)

Projektierung in CFC

Anwenderhandbücher (deutsch / englisch)

Feedback Bögen (deutsch / englisch)


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Converting ToolboxFunktionsübersicht

Ohne Lastausgleichsregelung ist nicht sichergestellt, das die Last in gekoppelten Systemen gleich bzw. sinnvoll zwischen Antriebe verteilt ist.

Ohne Lastausgleichsregelung können die Motorregelungen auch gegeneinander arbeiten.

Vorteile der Lastausgleichsregelung:

Ggf. kann ein kleinerer Motor verwendet werden

Energieeffizienz

Geringere Wärmeentwicklung

Stabilerer Bahnzug


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Applikation

Einleitung


In industriellen Anwendungen gibt es zahlreiche Anwendungen gekoppelter Achsen.

Kopplungsart:

Starre Kopplung (direkt)

Flexible Kopplung (Material)

In solchen Fällen wird die Gesamtlast im mechanischen System auf die gekoppelten Antriebe verteilt.

MM


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Einleitung


Die folgenden Lastausgleichsverfahren sind in dieser Applikation realisiert:

Drehmomentenkopplung

Übersteuerung mit Drehmomentenbegrenzung

Statik und Kompensation

Ein Antrieb im Verband der gekoppelten Achsen ist Master, das generierte Drehmoment dient als Referenz für die Slave-antriebe.

Wichtig ist, das die Motordrehzahl geregelt bzw. kontrolliert bleibt, um beispielsweise ein „Durchgehen“ des Motors bei defekter Kopplung zu vermeiden.


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Applikation

Einleitung


Drehmomentenkopplung:

Der Master arbeitet in PI-Regelung

Der Slave arbeitet in P-Regelung

Der I-Anteil des Drehzahlreglers des Masters wird als Zusatzdrehmoment am Slave verwendet

Beide Antriebe haben eine eigene Drehmomentvorsteuerung

Beide Antriebe bekommen denselben Drehzahlsollwert

MASTER

SLAVE

P_M

PI_MI_M

Load factor

Torque precontrol

torque setpoint

torque setpointspeed setpoint

PI

Pspeed actual

speed setpoint

speed actual


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Inhalt der

Applikation

Nutzen der

Applikation

Einleitung


Übersteuerung mit Drehmomentenbegrenzung

Alle Antriebe arbeiten in PI-Regelung

Der Ausgang des Drehzahlreglers des Masters wird zusammen mit der Drehmomentvorsteuerung des Slaves als Drehmomentenbegrenzung verwendet

Beide Antriebe haben eine eigene Drehmomentvorsteuerung

Der Drehzahlregler des Slaves wird übersteuert und damit an der Drehmomentgrenze betrieben

[torque limit]

MASTER

SLAVE

PI_M

PI_M

Load factor

Torque precontrol

speed setpoint

PI

speed actual

speed setpoint

speed actual

Bias factor

torque setpoint

torque setpoint

PI


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Statik und Kompensation:

Alle Antriebe arbeiten in PI-Regelung

Statik – Im Slave wird der Ausgang des Integrators des Drehzahlreglers auf den Drehzahlsollwert zurückgeführt, d.h. mit sich erhöhender Last wird der Sollwert abgesenkt

Kompensation – der Drehzahlsollwert des Slaves wird mit dem Drehmomentsollwert des Masters kompensiert, damit beide Antriebe in einem definierten Lastpunkt arbeiten (gleiches mechanisches oder elektrisches Drehmoment)

MASTER

SLAVE

I_MPI_M

PI_M

Load factor

Torque precontrol

speed setpoint

PI

speed actual

speed setpoint

speed actual

torque setpoint

torque setpoint

PI

Droop factor


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Im SINAMICS werden Komponenten durch Objekte dargestellt (z.B. ein Antriebsobjekt oder die Regelungsbaugruppe)

Für jedes Objekt kann ein DCC-Plan mit unterschiedlichen Zykluszeiten erstellt werden

E/As der DCC-Pläne können frei miteinander verschaltet werden (BiCo)

Diese Standardapplikation basiert auf fertigen DCC-Plänen

Die Verwendung von DCC-Plänen erhöht die Auslastung der Regelungsbaugruppe

Es können max. 4 Servoachsen auf einer Regelungsbaugruppe bei Verwendung dieser Applikation gerechnet werden

STARTER wird zur Projektierung benötigt


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Die Standardapplikation enthält eine Projektierung für vier Antriebe (inklusive Master). Alle Antriebe sind gekoppelt und werden in Servoregelung betrieben.

Mechanic coupling

CU

DRIVE_1

DRIVE_2

DRIVE_3

DRIVE_4

DCCSetpoint

generator

DCCLoad Sharing

DCCLoad Sharing

DCCLoad Sharing

DCCLoad Sharing

>><

>><

>><

>><

Motor1 G1 Load1

Motor2 G2 Load2

Motor3 G3 Load3

Motor4 G4 Load4

i1

i2

i3

i4

M4 * i4n4 / i4

D4

M1n1

M2n2

M3n3

M4n4

M1 * i1n1 / i1

D1

M2 * i2n2 / i2

D2

M3 * i3n3 / i3

D3

Parameters_LS

Parameters_LS

Parameters_LS

Parameters_LS

Parameters_SG

Master torque

Master torque

Master torque

Master torque

n_ctrl I-M_output

n_ctrl I-M_output

n_ctrl I-M_output

n_ctrl I-M_output

Speed setpointAdditional torqueUpper torque limit




Line speed setpoint [LU/min]

><

>

Line speed setpointLine acceleration setpoint

SSLS / SOS


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Sollwertgenerator

Parametrierbare Hochlaufzeit (optional)

Ruckbegrenzung (optional)

Berechnung des Geschwindigkeits- und Beschleunigungssollwerts

Tippen

Automatikbetrieb inkl. Nachlassen und Aufhohlen

Sicherheitsfunktionen

Die Funktionen SLS and SOS sind implementiert

Parametrierbare Hoch- und Rücklaufzeiten für beide Funktionen

Steuerung über Digitaleingänge

Festsollwert für SLS


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Einleitung


Lastverteilung

Die verwendeten Motoren müssen für die Lastverteilung nicht gleich sein, die Lastverteilung kann über Parameter angepasst werden.

Drehmomentvorsteuerung

Die Drehmomentvorsteuerung wird für jeden Antrieb individuell berechnet

Beschleunigungsvorsteuerung, abhängig vom Trägheitsmoment und dem Beschleunigungssollwert

Konstantes Zusatzmoment

Reibkompensation (Antriebsfunktionalität)


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Converting ToolboxBeispielkonfiguration

Beispielkonfiguration

•SINAMICS CU320 / CU320-2•SINAMICS S120 DC/AC•z.B. 1PH8

Standards:SINAMICS DCC Lastverteilung

Vorteile:Modulare antriebsbasierte LösungHohe Hardware Integration, es wird keine zusätzliche Hardware benötigtKeine Programmierung notwendig

SIN

AM

ICS

CU

32

0

PROFINET / PROFIBUS

SIMATIC S7(Maschinensteuerung)

Mo

torm

od

ule

Master Slave


ApplikationszentrumI DT MC PMA APC

Frauenauracher Str. 80D-91056 Erlangen

E-Mail: [email protected]

SINAMICS DCC Lastverteilung V1.02Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!

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