Hilfe bei Mischbetrieb von lagegeregelt und nicht lagegeregelt in S120 mit MC-Befehlen

Hi Leute,

ich habe eine CPU1516, eine CU320 mit Rückspeiseeinheit, 2xSiMotMod und 2x!FT7-Servos.

Ich steuer die ganzen Bewegungen, die ich so vorhabe nur mit MC-Befehlen aus den Bereich " Anweisungen > Technologie > ... "

Generell geht es um einen Prüfstand, bei dem die beiden Servos die Lastmaschinen für das DUT darstellen. Das DUT hat eine starre Hinterachse, somit stehen sich beide Servos Nase an Nase gegenüber und ich muss bei einem die Drehrichtung invertieren.

Ich möchte mit dem Aufbau nun 3 Funktionen realisieren.

1. stationäre Betriebspunkte Anfahren für iterative Aufnahme der Hinterachsleistung durch das DUT
   
   In diesem Modus müsste ich die sich gegenüber stehenden Servos im lagegeregelten Betrieb betreiben und gebe z. B. durch MCMoveVelo oder MCMoveJog eine konstante SOLL-Drehzahl in der Leitachse vor. Mit dem Aktiven Befehl MCGearIn wird die Folgeachse der Drehzahl folgen.
   
   Wenn jetzt eine SOLL-Drehzahl von beiden Servos gehalten wird, gebe ich mit dem DUT z. B. Vollgas, was somit versuchen wird, die Drehzahl an der Hinterachse - entgegen des Sollwertes in den Servos - zu erhöhen. Die Servos müssen Drehmoment aufbringen, um dieser Störgröße entgegen zu wirken. Das will ich dann über 5 s mitteln.
   
   
   
   Dann der nächste stationäre Betriebspunkt usw. (z. B. n_Soll € [100, 200, 300 ... 950] rpm
   
   
2. konstante Last durch Servos
   
   In diesem Modus will ich beiden Servos die Solldrehzahl 0 rpm geben und das dafür nutzbare Drehmoment mit MC-TorqueLimitting z. B. auf 20 Nm begrenzen.
   
   Das Führt dazu, dass das DUT entsprechend seiner Motorkennlinie mal mehr oder weniger Überschussmoment zu dieser konstanten Last hat und somit die Hinterachsse mal mehr oder weniger schnell beschleunigt. In der nachstehenden Abbildung wird der rot-schraffierte Bereich ja genutzt, um die anwesenden Trägheitsmomente zu beschleunigen. Die Differenz zur konstanten Last ist mal höher und mal niedriger, also gibt es mal mehr und mal weniger Beschleunigung
   
   
   
   Das bedeutet in diesem Modus benötigt man keine Lageregelung und hier wird sozusagen massiv ein Schleppfehler verursacht, weil die Achsen theoretisch auf fester, konstanter Position XYZ stehen bleiben wollen, aber durch äußere Kraft diverse Umdrehungen gedreht werden
   .
3. konstante Beschleunigung
   
   in diesem Modus muss ich wieder den lagegeregelten Betrieb einschalten.
   Die Idee: Der Leitachse wird eine lineare Drehzahlrampe vorgegeben, bei der naturgemäß die Beschleunigung konstant ist.
   Wirkt jetzt die Störgröße durch das DUT ein und will es die Achse daräuber hinaus beschleunigen, müssen die Servos wieder ein variables Drehmoment nutzen, um dagegen anzukämpfen.
   
   Somit lässt sich auch in diesem Modus die Radleistung messen, weil das Drehmoment der Servos qualitativ dem Drehmoment entsprechend der Motorkennlinie des DUTs folgen muss, um die lineare Rampe zu halten
   
   

Das Problem ist jetzt, dass ich die Lageregelung absolut nicht gescheit genutzt bekomme.

Ihr müsst davon ausgehen, dass ich die Achsen ohne Lageregelung schon monatelang verfahre oder sie bei Sollwert 0 verfahren werden (durch die Kraft des DUT). Angenommen ein Schleppfehler wird bis zur Zahl Drölf-Trillionen gezählt, werde ich das sicherlich schon erreicht haben ^^ (nur prinzipiell gesagt)

Wenn ich jetzt z. B. ganz behutsam vorgehe und erst einmal nichts kaputt machen will, stelle ich die Maximaldrehzahl in den beiden Servos mit p1082 auf 100 rpm. Dann aktiviere in meiner WINCC Runtime auf dem IPC377 die Lageregelung der Leitachse, weil man sonst keinen MCGearIn testen kann.
Möchte ich dann testweise die Leitachse ganz vorsichtig mit MCMoveJog sagen wir mit 10 rpm verfahren, ..., schwuuups beschleunigt die Achseentsprechend der Hinweise im Funktionhandbuch auf maximale Drehzahl und lässt sich auch durch Abwahl von MCMoveJog oder Anwahl von MCHalt nicht stoppen.

Der Antrieb versucht erst irgendeine Lagediffrenz zu beseitigen um dann irgendwann möglicherweise zum Stehen zu kommen. Das ist so für mich nicht tragbar. Da ich beliebig zwischen lagegeregelt und nicht lagegeregelt hin und herschalten muss und zu keiner Zeit solche automatischen Bewegungen ausgeführt werden dürfen, würde ich mir wünschen, dass ..

- wenn von nicht lagegeregelt auf lagegeregelt umgeschaltet wird, irgendeine eventuell vorhandene Lagedifferenz zu 0 gesetzt wird und nicht automatisch irgendwas abgebaut wird und Bewegungen erzeugt werden, die nicht meiner Eingabe bei MCMoveJog oder MCVelo entsprechen..

Aus Spaß habe ich vorhin den Ausgleichsvorgang mal eine Viertelstunde einfach laufen lassen, in der Hoffnung, dass er irgendwan automatisch anhält. Dabei stand MCMoveJog auf forward mit 1 rpm und gedreht hat er dann mit max speed, also 100 rpm, bis zum Gehtnichtmehr.

Achtung breiter Screenshot, scrollbar nutzen !

Oben bei der Lageabweichung stand dann keine Null, so wie jetzt , sondern z. B. ein hoher Wert mit 4 Mrd. Irgendwann ist der dann dauerhaft zu 80 000 000 H gesprungen, hat aber nicht aufgehört mit maxDrehzahl zu drehen. 80 000 000 H müsste Dezimal sowas wie -2,147 Mrd bedeuten.

Der zugehörige Lagewert XIST1 vom einzigen Geber am Servo1 ist dabei von 4 Mrd-irgendwas herunter inkrementiert und hat nach der 0 wieder bei 4 Mrd angefangen.

Scheinbar hätte dieser Prozess nie aufgehört.

Kann man mir da irgendwie helfen?

VG

[Edit 1: ein paar Schreibfehler beseitigt]

Ich verstehe nicht wozu du eine Lageregelung benötigst. Du verwendest ja eh nur Geschwindigkeiten und Momente.

OK, für den Gleichlauf der beiden Motoren muss die Folge-Achse eine Synchron-Achse sein, aber für Leit-Achse müsste eine Geschwindigkeitsachse reichen. Dann im Stillstand koppeln und danach nur noch die Leitachse betrachten (außer bei der Momentenreduzierung).

Aus meiner Sicht ist MC_MoveJog was zum Einrcihten, aber nicht für den normalen Betrieb, da würde ich immer MC_MoveVelocity und MC_Halt verwenden (evt. auch MC_Stop). Das ist aber sicherlich Ansichtssache.

1. stationäre Betriebspunkte Anfahren für iterative Aufnahme der Hinterachsleistung durch das DUT
   passt
2. konstante Last durch Servos
   passt
3. konstante Beschleunigung
   würde ich wie 1. machen, maximale Drehzahl vorgeben und das Moment begrenzen

Technology Team

Hallo,

für die Last können sie den Antrieb drehzahlgeregelt einschalten (Drehzahl 0) und über den MC_Torquelimiting das Lastmoment vorgeben.
7.1 MC_Power V5 (S7-1500, S7-1500T)
StartMode        INPUT DINT

0 Positionierachse/Gleichlaufachse nicht

lagegeregelt freigeben

1 Positionierachse/Gleichlaufachse lagegeregelt

freigeben
https://support.industry.siemens.com/cs/ww/de/view/109766462
Für die Achsansteuerung kann der Laxisctrl     (DB_Any) verwendet werden.
https://support.industry.siemens.com/cs/de/de/view/109749348

Huhu Technology-Team,

tut mir Leid, ich verstehe in dem Post nur Bahnhof. Das, was Sie schreiben, stand nie zur Debatte. Bitte um mehr Worte ! =)

Das Technology Team wollte wohl darauf verweisen, dass es am MC_Power den Parameter "StartMode" gibt, den du Dir anschauen sollst. Nach der Tabelle steht noch was zum "StartMode".

miami

Ich verstehe nicht wozu du eine Lageregelung benötigst. Du verwendest ja eh nur Geschwindigkeiten und Momente.

OK, für den Gleichlauf der beiden Motoren muss die Folge-Achse eine Synchron-Achse sein, aber für Leit-Achse müsste eine Geschwindigkeitsachse reichen. Dann im Stillstand koppeln und danach nur noch die Leitachse betrachten (außer bei der Momentenreduzierung).

Aus meiner Sicht ist MC_MoveJog was zum Einrcihten, aber nicht für den normalen Betrieb, da würde ich immer MC_MoveVelocity und MC_Halt verwenden (evt. auch MC_Stop). Das ist aber sicherlich Ansichtssache.

1. stationäre Betriebspunkte Anfahren für iterative Aufnahme der Hinterachsleistung durch das DUT
   passt
2. konstante Last durch Servos
   passt
3. konstante Beschleunigung
   würde ich wie 1. machen, maximale Drehzahl vorgeben und das Moment begrenzen

Huhu Miami,

Aus meiner Sicht ist MC_MoveJog was zum Einrcihten, aber nicht für den normalen Betrieb, da würde ich immer MC_MoveVelocity und MC_Halt verwenden (evt. auch MC_Stop). Das ist aber sicherlich Ansichtssache.

Womöglich ist das auch so, aber als ich früher mal ein Ticket offen hatte, bei dem es darum ging zur Laufzeit in jedem Zyklus den Sollwert zu ändern, hatte ich das immer mit MC_MoveVelo gelöst und den Baustein immer nachgetriggert. Ändert man bei dem Baustein den Sollwert, muss am Exe-Eingang wieder eine positive Flanke folgen, damit der geänderte Wert wirksam wird (nachtriggern). Ein Siemens Support-Mitarbeiter hat mir dann irgendwann mal gesagt, dass das ständige Nachtriggern bei dynamischen Drehzahländerungen mit dem MC_MoveVelo nicht gut ist. Er würde den MoveJog nehmen. Dem gibt man ein dauerhaftes High-Signal und kann dann die Achse beliebig in der Drehzahl ändern, ohne irgendwas nachtriggern zu müssen. Ich denke er ist dafür genau der Richtige.

stationäre Betriebspunkte Anfahren für iterative Aufnahme der Hinterachsleistung durch das DUT
passtkonstante Last durch Servos
passtkonstante Beschleunigung
würde ich wie 1. machen, maximale Drehzahl vorgeben und das Moment begrenzen

Bei der dritten Messung ist entscheident, dass die Drehzahl trotz eingeprägter Störgröße eingehalten werden kann. Hier eine Momentbegrenzung anzusetzen, würde ich nicht verstehen. Dieser Fall ist doch ganz einfach, wenn das mit der Lageregelung funktionieren würde. Ich nehme entweder MC_MoveVelo oder MC_MoveJog, gebe einmalig den Sollwert z. B. 950 rpm vor und lege am Beschleunigungs-Eingang der Bausteine z. B. 100 [rpm/s], also 600 [deg/s²] und drücke auf "FeuerFrei". Der Sollwert wird mit der gewählten Beschleunigung angefahren und de Rampe dauert dann automatisch 9.5 [s]. Das Moment bleibt unbegrenzt, weil die Servos die während dessen eingeprägte Störgröße ja auf dem Weg zur Solldrehzahl ausregeln sollen. Da hätte ich null Aufwand.

Ich verstehe nicht wozu du eine Lageregelung benötigst. Du verwendest ja eh nur Geschwindigkeiten und Momente
OK, für den Gleichlauf der beiden Motoren muss die Folge-Achse eine Synchron-Achse sein, aber für Leit-Achse müsste eine Geschwindigkeitsachse reichen. Dann im Stillstand koppeln und danach nur noch die Leitachse betrachten (außer bei der Momentenreduzierung).

Also generell will ich ja gar keine Lageregelung nehmen, aber so wie ich das verstehe, muss ich das. Sobald ich den Baustein MC_GearIn verwenden will, muss die Leitachse lagegeregelt betrieben werden. Bisher bin ich immer davon ausgegangen, dass die Leitachse immer eine Positionierachse ist. Wenn du jetzt sagt, man könnte bei der TO-Erstellung auch die Paarung Geschwindigkeitsachse+Synchronachse anlegen und hätte keine Nachteile, dann nehme ich das mit und probiere das später mal aus.

Aaaaabbber das ändert ja nichts daran, dass die Probleme bei eingeschalteter Lageregelung existieren. Ich erläutere und zeige nochmal ein paar Details im nächsten Post

miami

Das Technology Team wollte wohl darauf verweisen, dass es am MC_Power den Parameter "StartMode" gibt, den du Dir anschauen sollst. Nach der Tabelle steht noch was zum "StartMode".

 Kurzer Einschub, dann die Details:
Jau das kann sein, aber das stand nie zur Debatte. Die Achsen richtig einschalten und oder die Lageregelung im Programm anschalten, das klappt ja alles. Insofern hilft das null weiter. Ich habe ja ganz konkrete Fragen geäußert und diese Antwort geht Meilen dran vorbei. Als nächstes soll ich den Hauptschalter der Anlage überprüfen..

Zusätzliche Details:

ich habe heute eine Reaktion auf die SIEMENS support request dazu bekommen. Der Mitarbeiter meinte, dass man beim "zur Laufzeit Umschalten" von lagegeregelt in nicht lagegeregelt und vice versa eine vorhandene Winkelabweichung/einen Schleppfehler weg bekäme, zu Null setzen könnte, wenn man den Antrieb zwischendurch ausschaltet.

Dieser Hinweis deckt sich mit einer Antwort aus dem SPS-Forum. Dort sagte ein User das Gleiche.

Also in der Theorie, müsste ich zwischenzeitlich mal die Achsfreigabe in MC_Power abwählen und dann sollte es gehen. Das Ganze hab ich einmal getestet und habe entsprechend meiner Überlegungen und Erwartungen diesbezüglich keinen Erfolg.

Ich habe das gefilmt und ein Video in meiner Dropbox hochgeladen. Theoretisch sollte da jeder unter dem Link Zugriff drauf haben und kann sich das anschauen:

https://www.dropbox.com/s/h04mwv93xr3lbuj/Lageregelung.mp4?dl=0

Es wird deutlich, das es nur mit dem reinen Aus- und Einschalten von MC-Power nicht gehen kann. Wäre auch unlogisch, weil ich meine Anlage täglich an- und ausschalte und noch nie ohne Schleppfehler da stand.

Ich habe dann nochmal in den Antrieb reingeschaut. In der Funktionssicht, kann man sich ja die Maske zur Lage-Regelabweichung anschauen:

So sieht es aus, wenn ich noch nicht gestartet habe, aber MC_Power mit 0 am Start-Mode-Pin bereits eingeschaltet ist..

Die Abweichung ist mit 0 beziffert, der Lage-Istwert steht auf irgendwas. Man würde nun denken, wenn ich die Leitachse mit einem Drehzahlbefehl, wie MC_MoveJog oder MC_MoveVelo fahre, dass sich der momentane LAge-Ist-Wert entsprechend der Winkelgeschwindigkeit ändert, aber die Lageabweichung gleich nahezu 0 bleibt.

Das ist nicht so. Wenn ich mit Jog zum Beispiel 10 rpm vorwärts drehe, akkumuliert die Lageabweichung auf. Schalte ich dann die Lageregelung ein (HMI-Taster) und belege den "position controlled" Pin am MC_MoveJog, dann dreht die Achse plötzlich mit MaxSpeed.
Nach Miami seinem Hinweis könnte ich jetzt denken, ok, offensichtlich benutze ich hier die falschen Bausteine zum falschen TO. FürPositionierachsen benutzt man vermutlich nie Velo und Jog sondern Epos und so. Aber müsste dann die Achse nicht plötzlich Rückwärts drehen, um den zuvor aufgebauten Schleppfehler abzubauen, wenn ich die Lageregelung einschalte?

Das passiert aber nicht. stattdessen akkumuliert der Lagefehler weiter bis zu 80 000 000 H und dann bleibt er trotz anhaltender Drehung auf diesem Wert stehen.

UPDATE: Ich habe gerade versucht, aus der Positionierachse eine Speedachse zu machen. Das kann aber gar nicht funktionieren. Man kann die Synchronachse nur auf eine Positionierachse synchronisieren.

Lösche ich das Pos.Achse TO und erstelle stattdessen ein SpeedAchse TO, dann kann ich keine Leitwertverschaltung angeben/auswählen. Das kann so nicht funktionieren.Weil bei der Speedachse gar keine Geberinformationen zur Verfügung stehen würden.

Fazit: ich muss die Anlage in der Kombination Posionierachse + Gleichlaufachsse betreiben. Und demnach muss ich weiterhin eine Möglichkeit finden, das der LAgesollwert bei Drehzahlbefehlen (Jog, MoveVelo) der Positionierachse automatisch mitfolgt und sich keine Lagedifferenz aufbaut.

Baut sie sich nämlich auf, kann ich nie, zu keiner zeit die Lageregelung reinknallen ohne, dass eine automatscihe von mir ungewollte Bewegung der Achsesn mit Max-Speed folgt.

Bleibt also die Frage, wie kann man das verhindern?