Алгоритм управления следящим приводом

Сервоприводы, шаговые двигатели, регуляторы скорости, частотные преобразователи

Алгоритм управления следящим приводом

Сообщение Автоматизатор » 13 фев 2014, 18:05

Приступил к разработке системы управления станком для навивки пружин. Все просто:
- есть привод вращения оправки (ПВО), на которую наматывается пруток, который управляется согласно технологии (разгоняется, тормозится, вращается с разными скоростями, останавливается в требуемом положении),
- в зависимости от угла поворота ПВО требуется переместить привод подачи оправки (ППО) на заданное расстояние.

В зависимости от соотношения поворота и перемещения оправки получается требуемая геометрия пружины.

Управление приводами (ОМРОН А1000) планирую сделать по ПРОФИБАС. Контроллер -СИМЕНС S7-1200.

Знаю, что подобные станки реализовывали так:
- задавали таблицу соотношений "поворот в градусах / подача в мм"
- при достижении очередного значения поворота оправки рассчитывали скорость задания ППО, что он приехал в заданную координату.
Вроде нормально получалось.


Однако в институте учили всякому регулированию, которое я забыл совсем. Помню только, что учили! :)

Стоит ли заморачиваться и реализовывать контур положения в контроллере? Насколько это сложно?
Аватара пользователя
Автоматизатор
Профессионал
 
Сообщения: 880
Зарегистрирован: 09 окт 2012, 05:18

Re: Алгоритм управления следящим приводом

Сообщение Михайло » 13 фев 2014, 19:19

Автоматизатор писал(а):Стоит ли заморачиваться и реализовывать контур положения в контроллере? Насколько это сложно?

Контур положения можно реализовать в самом приводе. Насколько я знаю, А1000 это может. Ну почему робото-яскавашному приводу это не уметь?!

Принцип действия: задействуем регулятор положения, по теории это ПИ-регулятор, следовательно можно использовать встроенный ПИД-регулятор в ПЧ. У ПИД-регулятора два входа и один выход. Вход №1 - задание положения (линейно зависит от фактического положения ПВО), вход №2 - обратная связь по положению (фактическое положение ППО), выход - задание на регулятор скорости (привычное нам задание скорости).

Как настроить: для начала экспериментов пойдет П = 0, И = 1, Д = 0. Это наверное самые безопасные параметры. Д всегда должно быть равно нулю в случае регулирования положения.

Мне не совсем ясно, что требуется разъяснить, поэтому прошу вопросы.
Михайло
Администратор
 
Сообщения: 3332
Зарегистрирован: 19 сен 2012, 19:16

Re: Алгоритм управления следящим приводом

Сообщение Михайло » 13 фев 2014, 19:24

Автоматизатор писал(а):Знаю, что подобные станки реализовывали так:
- задавали таблицу соотношений "поворот в градусах / подача в мм"
- при достижении очередного значения поворота оправки рассчитывали скорость задания ППО, что он приехал в заданную координату.
Вроде нормально получалось.

То, что ты описал - это и есть регулирование положения, поскольку речь идет о регулируемом соотношении "градусы/миллиметры".

И еще нюанс: если хорошо регулировать скорость на небольших расстояниях, то есть вероятность достижения эффекта регулирования положения. (хотя это не так). Это я к тому, что необязательно заморачиваться на регулировании положения.
Михайло
Администратор
 
Сообщения: 3332
Зарегистрирован: 19 сен 2012, 19:16

Re: Алгоритм управления следящим приводом

Сообщение Автоматизатор » 14 фев 2014, 03:10

Михайло писал(а):Контур положения можно реализовать в самом приводе

Такой вариант рассматрывал. Только брал преобразователи КЕБ. Там есть функция синхронизации приводов по положению в явном виде. А ОМРОНа функция "электронный вал" - это специальная прошивка. Информации мало. Прошивка ставится только под заказ при изготовлении и продается. Сроки поставки и цена увеличиваются. Отказался от идеи, т.к. надо иметь переменный коэффициент пропорциональности (пружина имеет разный шаг опорных и рабочих витков). Никто мне не смог ответить: можно ли менять соотношение "на лету".

Михайло писал(а):И еще нюанс: если хорошо регулировать скорость на небольших расстояниях, то есть вероятность достижения эффекта регулирования положения. (хотя это не так). Это я к тому, что необязательно заморачиваться на регулировании положения.

Пока хочу регулировать скорость, однако, имея обратную связь по положению, собираюсь контролировать ошибку. Если ошибка будет критическая, то хочу быть готовым к реализации алгоритма ее компенсации.
Аватара пользователя
Автоматизатор
Профессионал
 
Сообщения: 880
Зарегистрирован: 09 окт 2012, 05:18

Re: Алгоритм управления следящим приводом

Сообщение Михайло » 14 фев 2014, 04:39

Автоматизатор писал(а):Никто мне не смог ответить: можно ли менять соотношение "на лету".

Дык все просто! У тебя есть фактический угол поворота ПВО, ты умножаешь его на нужный коэффициент (в контроллере) и получаешь задание положения для ППО. Задание положения для ППО - это величина, которая нарастает во времени, т.е. оправка равномерно поворачивается = она должна равномерно подаваться. Для разных пружин наклон этой прямой будет отличаться, но это никак не влияет на настройки ПИД-регулятора и прочие коэффициенты внутри контура регулирования положения.
Для ПВО не требуется регулирование положения (обычный бездатчиковый вектор, регулирование скорости) и даже абсолютно необязательно вращать строго равномерно, т.к. ППО будет следить за его перемещением. Например, даже если ПВО по какой-то причине остановится, то ППО тоже должен остановиться и при этом геометрия пружины не нарушится...
Кстати, ПВО и ППО можно поменять ролями в данной системе (ведущий-ведомый).
Михайло
Администратор
 
Сообщения: 3332
Зарегистрирован: 19 сен 2012, 19:16

Re: Алгоритм управления следящим приводом

Сообщение pike » 14 фев 2014, 10:29

Автоматизатор писал(а):А ОМРОНа функция "электронный вал" - это специальная прошивка. Информации мало. Прошивка ставится только под заказ при изготовлении и продается. Сроки поставки и цена увеличиваются. Отказался от идеи, т.к. надо иметь переменный коэффициент пропорциональности (пружина имеет разный шаг опорных и рабочих витков). Никто мне не смог ответить: можно ли менять соотношение "на лету".

Производитель 1000 серии YASKAWA, а не ОМРОН. Объясните мне, зачем обращаться к перепродавцу приводов, не заинтересованному в продвижении данной продукции, т.к. есть соглашение с другим производителем приводов, а эти продаются по инерции. И потом удивляться срокам и ценам. Почему нельзя начать работать с прямым представителем? Тем более что многие из прошивок вы можете делать сами.
pike
Дилетант
 
Сообщения: 20
Зарегистрирован: 25 дек 2012, 15:23

Re: Алгоритм управления следящим приводом

Сообщение CHANt » 15 фев 2014, 00:38

Автоматизатор писал(а): Никто мне не смог ответить: можно ли менять соотношение "на лету".

сомневаюсь что это можно сделать легко, в любом из продаваемых ПЧ. Если будешь менять через PKW, то ПЧ лучше в это время чтоб стоял, так как на ходу, с величиной ошибки рассогласования что-то надо делать, иначе, при смене коэф. результат будет далеким от совершенства )))
Аватара пользователя
CHANt
Профессионал
 
Сообщения: 531
Зарегистрирован: 13 окт 2012, 15:24
Откуда: Orenburg

Re: Алгоритм управления следящим приводом

Сообщение Михайло » 15 фев 2014, 08:21

pike писал(а):Почему нельзя начать работать с прямым представителем?

Мне показалось, что Яскава в России не присутствует. Нет официального представительства. Я считаю это риском. Кстати, у Хитачи такая же ситуация.
Михайло
Администратор
 
Сообщения: 3332
Зарегистрирован: 19 сен 2012, 19:16

Re: Алгоритм управления следящим приводом

Сообщение Автоматизатор » 15 фев 2014, 08:58

Михайло писал(а):Мне показалось, что Яскава в России не присутствует.

Это тебе показалось! Есть представительства и работают. КоСПА, например.
Аватара пользователя
Автоматизатор
Профессионал
 
Сообщения: 880
Зарегистрирован: 09 окт 2012, 05:18

Re: Алгоритм управления следящим приводом

Сообщение Михайло » 15 фев 2014, 13:21

Это не представитель, а продажник. Хотя Коспа довольно авторитетная контора, но мне кажется существуют определенные недостатки (сервис, гарантия и т.д.). А вообще я считаю Яскаву более предпочтительным вариантом нежели Хитачи...
Михайло
Администратор
 
Сообщения: 3332
Зарегистрирован: 19 сен 2012, 19:16

Re: Алгоритм управления следящим приводом

Сообщение Автоматизатор » 16 фев 2014, 13:49

ООО «КоСПА» писал(а):После долгого сотрудничества, мы стали партнером YASKAWA Europe Drive & Motion по продвижению, продажам и технической поддержке приводов и систем управления движением на территории РФ.


Изображение
Аватара пользователя
Автоматизатор
Профессионал
 
Сообщения: 880
Зарегистрирован: 09 окт 2012, 05:18

Re: Алгоритм управления следящим приводом

Сообщение Автоматизатор » 04 мар 2014, 05:44

Полистал книжку про теорию автоматического управления. Что-то начинает вспоминаться. Но тяжело.

Однако, вот что написано в простенькой статейке ПИД-регуляторы – для чайников-практиков
Впрочем, есть еще и другая, рекуррентная реализация:
u(t) = u(t — 1) + P (t) + I (t) + D (t);
P (t) = Kp * {e (t) — e (t — 1)};
I (t) = I * e (t);
D (t) = Kd * {e (t) — 2 * e (t — 1) + e (t — 2)};


Ничего заумного, вполне можно реализовать в контроллере. Сейчас рассматриваю реализацию ПИ-регулятора положения:
- в контроллере,
- в приводе (с помощью спецпрошивки).
Аватара пользователя
Автоматизатор
Профессионал
 
Сообщения: 880
Зарегистрирован: 09 окт 2012, 05:18

Re: Алгоритм управления следящим приводом

Сообщение Михайло » 04 мар 2014, 16:12

А модель A1000 умеет принимать сигналы с энкодеров без спецпрошивок?
Михайло
Администратор
 
Сообщения: 3332
Зарегистрирован: 19 сен 2012, 19:16

Re: Алгоритм управления следящим приводом

Сообщение Автоматизатор » 04 мар 2014, 16:16

Михайло писал(а):А модель A1000 умеет принимать сигналы с энкодеров без спецпрошивок?

Да. Можно настроить закрытый вектор или U/f
Аватара пользователя
Автоматизатор
Профессионал
 
Сообщения: 880
Зарегистрирован: 09 окт 2012, 05:18

Re: Алгоритм управления следящим приводом

Сообщение Михайло » 04 мар 2014, 16:48

Ага, я увидел.

Если рассматривать S7-1200, то в этом плане интересным будет его технологический функционал Motion Control (функции MC_Home и др.).

Ну в общем есть еще третий вариант - ПЛК вычисляет текущее положение (функция HOME и все такое) и передает значение в частотник, а там технологический ПИД-регулятор...
Михайло
Администратор
 
Сообщения: 3332
Зарегистрирован: 19 сен 2012, 19:16

Re: Алгоритм управления следящим приводом

Сообщение Автоматизатор » 10 мар 2014, 08:36

Михайло писал(а):Если рассматривать S7-1200, то в этом плане интересным будет его технологический функционал Motion Control (функции MC_Home и др.).

Это какую версию надо смотреть? v12 ?

Кстати, в TIA v13 нет поддержки XP.

Один из вариантов реализовать управление ППО:
- создать циклическое прерывание, скажем 100 мс,
- учитывая текущую скорость, текущее положение, рассчитать скорость задания, чтобы ППО приехал в заданное положение,
- заслать новое задание скорости приводу по Profibus.
Аватара пользователя
Автоматизатор
Профессионал
 
Сообщения: 880
Зарегистрирован: 09 окт 2012, 05:18

Re: Алгоритм управления следящим приводом

Сообщение Михайло » 10 мар 2014, 17:07

Motion Control есть в V11 SP2.
Михайло
Администратор
 
Сообщения: 3332
Зарегистрирован: 19 сен 2012, 19:16

Re: Алгоритм управления следящим приводом

Сообщение Автоматизатор » 11 мар 2014, 09:38

Михайло писал(а):Motion Control есть в V11 SP2.


Глянул. Как я понял Сименс предлагает использовать импульсное управление преобразователем. Параметры оси задаются с помощью мастера, для управления используются готовые функции. Все это выглядит красиво. Вот как будет работать?
Аватара пользователя
Автоматизатор
Профессионал
 
Сообщения: 880
Зарегистрирован: 09 окт 2012, 05:18

Re: Алгоритм управления следящим приводом

Сообщение Михайло » 11 мар 2014, 18:27

В этом и есть вопрос! :) Я еще не пробовал.
Михайло
Администратор
 
Сообщения: 3332
Зарегистрирован: 19 сен 2012, 19:16

Re: Алгоритм управления следящим приводом

Сообщение Автоматизатор » 23 июл 2014, 04:57

Начинает напрягать S7-1200: запутался в его функционале (сейчас поддерживаю программы, сделанные в версии 10,5 и 11; заказал для нового проекта 13; для ознакомления есть и 12).

Есть функция, в которой организован обмен данными между контроллером и преобразователем частоты по шине Profibus. Функция оперирует с данными, находящимися в блоке данных (например, DB11). Каким образом возможно модернизировать функцию,чтобы использовать ее для опроса нескольких преобразователей (на вход функции подавать номер блока данных) ?

Еще короче: как открыть блок данных по номеру, записанному в MW100, например? Возможно это сделать
- в 11-ой версии ТИА ?
- в 13-ой ?
Аватара пользователя
Автоматизатор
Профессионал
 
Сообщения: 880
Зарегистрирован: 09 окт 2012, 05:18

След.

Вернуться в ЭЛЕКТРОПРИВОД

Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей и гости: 1