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M D R -137 - W.E.ST. Elektronische Steuerungen e. K.

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W.E.<strong>ST</strong>. Elektronik GmbH<br />

Technische Dokumentation<br />

MDR-<strong>137</strong>


W.E.<strong>ST</strong>. Elektronik GmbH<br />

Inhaltsverzeichnis<br />

Revision...................................................................................................................................................3<br />

Bestellnummer .........................................................................................................................................3<br />

Accessories .............................................................................................................................................3<br />

Allgemeine Beschreibung.........................................................................................................................4<br />

Neuerungen (Juli 2008) ............................................................................................................................5<br />

Allgemeine Inbetriebnahmehinweise ........................................................................................................6<br />

Einbauvorschrift ...............................................................................................................................6<br />

Gerätebeschreibung ............................................................................................................................7<br />

Funktionsbeispiel .............................................................................................................................7<br />

Ein- und Ausgänge ..........................................................................................................................8<br />

LED definition ..................................................................................................................................8<br />

Blockschaltbild.................................................................................................................................9<br />

Typische Verkabelung ................................................................................................................... 10<br />

Technische Daten.......................................................................................................................... 11<br />

Abmessungen ............................................................................................................................. 11<br />

Allgemeine IO Beschreibung.......................................................................................................... 12<br />

Spannungsversorgung................................................................................................................. 12<br />

Digitale Eingänge ........................................................................................................................ 12<br />

Digitale Ausgänge ....................................................................................................................... 12<br />

Analoge Eingänge ....................................................................................................................... 12<br />

Serielle Schnittstelle .................................................................................................................... 13<br />

Vorgehensweise bei der Verkabelung ................................................................................................ 14<br />

Fehlerverhalten / Fehlersuche / Inbetriebnahme................................................................................. 15<br />

Parameterliste ....................................................................................................................................... 18<br />

Parameterbeschreibung ......................................................................................................................... 20<br />

MODE (Parameter Mode Umschaltung) ....................................................................................... 20<br />

TS (Sample time) ........................................................................................................................ 20<br />

SENS (Sensorüberwachung) ....................................................................................................... 20<br />

AIN (Eingangssignalskalierung) ................................................................................................... 21<br />

AA (Beschleunigungsrampen) ..................................................................................................... 21<br />

LIM (Regelgrenzen) ..................................................................................................................... 22<br />

C (Reglerparametrierung) ............................................................................................................ 22<br />

C_EXT (Erweiterte Reglerparametrierung) ................................................................................... 23<br />

V:MINA (Kompensation der Totzone)........................................................................................... 23<br />

V:MAXA (maximales Ausgangssignal) ......................................................................................... 23<br />

V:TRIGGER (Ansprechschwelle von MIN) ................................................................................... 23<br />

CURRENT (Strombereichsumschaltung) ..................................................................................... 24<br />

DFREQ / DAMPL (Dither Frequenz und Amplitude) ..................................................................... 24<br />

PWM (PWM Frequenz)................................................................................................................ 24<br />

PPWM / IPWM (Stromreglereinstellung) ...................................................................................... 24<br />

SAVE (Speichern der Daten im EEPROM) .................................................................................. 25<br />

LOADBACK (Kopieren der EEPROM in den aktiven RAM Speicher) ............................................ 25<br />

DEFAULT (Parameter zurücksetzen) ........................................................................................... 25<br />

Prozessdaten (Anzeige der Prozessdaten) .................................................................................. 25<br />

Typische Konfiguration........................................................................................................................... 26<br />

Bemerkungen ........................................................................................................................................ 27<br />

Seite 2 von 27 MDR-<strong>137</strong> 21.07.2008


Revision<br />

W.E.<strong>ST</strong>. Elektronik GmbH<br />

Datum Modul Revision* Kommentar<br />

21.2.2005 13 rev 1 Neue Hardware auf der DIGIPAM Basis.<br />

02.4.2007 13 rev 2 Magnetstromregelung verbessert.<br />

05.5.2007 13 rev 3<br />

Einsatz des neuen Leistungstransistors mit Hardware Kurz-<br />

15.7.2008 1120 rev 1<br />

Bestellnummer<br />

MDR-<strong>137</strong>-1120<br />

schlussschutz. Rundungsfehler beseitigt.<br />

Softwareupdate auf den neuen Softwarestand *20 angepasst<br />

an WPC-300 Version 3.0<br />

Diverse kleinere Fehler beseitigt.<br />

ACHTUNG: Die aktuelle Parametrierung ist nicht kompatible<br />

zu den älteren Modulen. Zur Konvertierung der PAR<br />

Dateien steht eine EXCEL Datei zur Verfügung.<br />

(z. B. 1020) = Seriennummer zur Bestellung nicht notwendig. Ändert sich die letzte Stelle (z. B. von 13<br />

auf 14), so sind Verbesserungen realisiert worden welche die Kompatibilität nicht beeinflussen. Ändert<br />

sich die erste Stelle (z. B. von 13 auf 20) so sind gravierende Änderungen vorhanden. In diesem Fall ist<br />

die Dokumentation genau zu prüfen und eventuell sind kleine Modifikationen in der Parametrierung bzw.<br />

Verkabelung durchzuführen.<br />

Accessories<br />

RS232-SO - Programmierkabel mit RS232 Schnittstelle<br />

USB-SO - Programmierkabel mit USB Schnittstelle<br />

HHT-302 - Handbediengerät<br />

W.E.<strong>ST</strong>. Elektronik GmbH<br />

Poststraße 26<br />

4<strong>137</strong>2 Niederkrüchten<br />

Fax.: 02163 57 73 55 -11<br />

Homepage: www.w-e-st.de oder www.west-electronics.com<br />

EMAIL: info@w-e-st.de<br />

Datum: 21.07.2008<br />

Revision: 10<br />

ÄNDERUNGEN VORBEHALTEN!<br />

Seite 3 von 27 MDR-<strong>137</strong> 21.07.2008


Allgemeine Beschreibung<br />

W.E.<strong>ST</strong>. Elektronik GmbH<br />

Diese Baugruppe dient zur Regelung von einem universellen Regelkreis zur Druck und Geschwindigkeitsregelung.<br />

Integriert ist eine Leistungsendstufe für Stetigventile. Verschiedene Einstellparameter ermöglichen<br />

eine optimale Anpassung an das jeweilige Ventil. Der Regelkreis arbeitet mit einer Regelzykluszeit<br />

von 1ms und die integrierte Leistungsendstufe mit einer Zykluszeit von 0,167ms für die Stromregelung.<br />

Der Sollwert und der Istwert werden über ein 0...10 V Signal (optional 4… 20 mA mit Kabelbruch- und<br />

Überstromüberwachung) angesteuert. Die Rampenfunktion und PID Regler sind universell einsetzbar.<br />

Der Ausgangsstrom ist geregelt und somit von der Versorgungsspannung und dem Magnetwiderstand<br />

unabhängig. Die Ausgangsstufe wird auf Kabelbruch und<br />

Überstrom (Kurzschluss) überwacht und schaltet im Fehlerfall die Endstufe ab.<br />

Programmierbar sind folgende Regelparameter SC, P, I, D, T1 und LIM für die Integratorbegrenzung und<br />

-aktivierung sowie diverse statische Vorgaben und für die Leistungsendstufe wie: MIN, MAX, der<br />

DITHER (Frequenz und Amplitude) und die PWM Frequenz.<br />

Die Bedienung ist einfach und problemorientiert aufgebaut, wodurch eine sehr kurze Einarbeitungszeit<br />

sichergestellt wird.<br />

Typische Anwendungen: Druckregelung mit Druckventilen und Pumpen und Drehzahlregelung.<br />

Merkmale<br />

Ansteuerung von Druckminder- und Druckregelventilen<br />

Kompakter Aufbau<br />

Digitale reproduzierbare Einstellung<br />

Universeller PID Regler<br />

Freie Parametrierung von Rampen, MIN und MAX, Dither (Frequenz, Ampli-<br />

tude) und PWM Frequenz)<br />

Strombereiche (per Software umschaltbar): 1 A, 1,6 A<br />

und 2,6 A<br />

Anwendungsorientierte Parametrierung<br />

Fehler Diagnostik und erweiterte Funktionsüberprüfung<br />

Einstellung über RS232C Schnittstelle, vereinfachte Parametrierung ab<br />

WPC-300 Softwarestand 2.5<br />

Seite 4 von 27 MDR-<strong>137</strong> 21.07.2008


Neuerungen (Juli 2008)<br />

W.E.<strong>ST</strong>. Elektronik GmbH<br />

Diverse Verbesserungen wurden in dem aktuellen Softwarestand eingebaut.<br />

1. Kompatibilität zu unserem Bedienprogramm WPC-300 Version 3.0<br />

a. höhere Baudrate<br />

b. Remote Control zur Fernsteuerung des Moduls<br />

c. dynamische Fehleranzeige im Monitor<br />

d. vier Kanal Oszilloskop<br />

e. dynamische Tabellenstruktur<br />

2. <strong>ST</strong>D (Standard) und EXP (Expert) Modus. Im Standard Modus werden selten benötigte bzw.<br />

spezielle Parameter ausgeblendet.<br />

3. Programmierbare Sample Time (TS Kommando). Hierdurch ist es Möglich die Reglerzykluszeit<br />

im Bereich von 0,4 ms bis 3 ms zu variieren. Daraus folgend werden die Reglerparameter C:I,<br />

C:D und C:T1 nicht mehr in ms, sondern in 0,1ms Einheiten angegeben. D. h., bei gleicher Integrationszeit<br />

ist der Wert 10-mal größer.<br />

4. Die bisherigen Kommandos AINW, AINX und GAINX werden durch das universelle Kommando<br />

AIN:i ersetzt. Damit wird ein durchgängiges Bedienkonzept für alle Module sichergestellt.<br />

Seite 5 von 27 MDR-<strong>137</strong> 21.07.2008


Allgemeine Inbetriebnahmehinweise<br />

Begriffserklärung und Sicherheitshinweise<br />

Begriffe:<br />

w: Drucksollwert<br />

x: Druckistwert<br />

xd: Regeldifferenz (w-x)<br />

u: Ausgangssignal des Positionsreglers<br />

oc: Output Control (Ausgangssignal)<br />

Einbauvorschrift<br />

W.E.<strong>ST</strong>. Elektronik GmbH<br />

Dieses Modul ist für den Einbau in geschirmtem EMV Gehäuse (Schaltschrank) vorgesehen. Alle nach<br />

außen führenden Leitungen sind abzuschirmen, wobei eine lückenlose Schirmung vorausgesetzt wird.<br />

Beim Einsatz unserer Steuer- und Regelmodule wird weiterhin vorausgesetzt, dass keine aus EMV Sicht<br />

starken Störer in der Nähe des Moduls installiert werden.<br />

Typischer Einbauplatz: 24V Steuersignalbereich (nähe SPS)<br />

Alle digitalen und analogen Ein- und Ausgänge sind mit Filtern und Überspannungsschutzschaltungen<br />

versehen. Bei richtiger Verkabelung und Schirmung werden die EMV Anforderungen erfüllt. Sollte es<br />

dennoch Probleme geben, so senden Sie uns bitte ausführliche Skizzen über den Aufbau und die Verkabelung<br />

zu. Wir werden uns umgehend dem Problem widmen.<br />

Obwohl die Normen der EMV erfüllt werden, kann es in speziellen Einzelfällen zu technischen Problemen<br />

kommen. Unsere Erfahrung hat gezeigt, dass in den meisten Fällen die Probleme bei der räumlichen Anordnung<br />

und der Kabelführung zu finden sind. Bei durchgängiger Abschirmung und richtiger Anordnung<br />

sind keine Probleme zu erwarten.<br />

Achtung!<br />

ACHTUNG!<br />

Diese elektronischen Module werden in hoher Qualität gefertigt. Es kann jedoch nicht ausgeschlossen<br />

werden, dass es durch den Ausfall von Bauteilen zu Fehlfunktionen kommen<br />

kann. Das gleiche gilt, trotz umfangreicher Tests, auch für die Software. Werden diese Geräte<br />

in sicherheitsrelevanten Anwendungen eingesetzt, so ist durch geeignete Maßnahmen<br />

außerhalb des Gerätes für die notwendige Sicherheit zu sorgen. Für eventuell entstehende<br />

Schäden kann nicht gehaftet werden.<br />

Anschluss und Inbetriebnahme dieses Geräts darf nur durch ausgebildete<br />

Fachkräfte erfolgen. Die Betriebsanleitung ist sorgfältig durchzulesen. Die Einbauvorschrift<br />

und die Hinweise zur Erstinbetriebnahme sind zu beachten. Bei<br />

Nichtbeachtung der Anleitung erlischt der Garantie- und Haftungsanspruch.<br />

Seite 6 von 27 MDR-<strong>137</strong> 21.07.2008


Gerätebeschreibung<br />

Funktionsbeispiel<br />

W.E.<strong>ST</strong>. Elektronik GmbH<br />

Mit diesem Druckregelmodul lässt sich in den verschiedensten Anwendungen der Druck regeln. Das<br />

Ausgangssignal steuert dabei beliebige Druckventile (mit integrierter Elektronik oder externem Leistungsverstärker<br />

sowie mit Steckerverstärkern) an.<br />

Infolge der hohen Stabilität dieses Druckreglers ist der Einsatz besonders dort zu empfehlen, wo mit gesteuerten<br />

Anwendungen eine nicht ausreichende Reproduzierbarkeit gegeben ist.<br />

Druckregelungen an Konstantpumpen oder fernverstellbaren Regelpumpen und zur Kraft- / Drehmomentregelung<br />

an Zylindern und Motoren sind die typischen Einsatzfälle.<br />

P i<br />

Druckregelmodul<br />

Freigabe<br />

Regler aktiv<br />

Ready<br />

Drucksollwert<br />

Seite 7 von 27 MDR-<strong>137</strong> 21.07.2008


Ein- und Ausgänge<br />

W.E.<strong>ST</strong>. Elektronik GmbH<br />

Anschluss Beschreibung der analogen Ein- und Ausgänge<br />

PIN 9 / 10 P-Sollwert (W), Bereich 0… 100% entspricht 0… 10V oder 4… 20 mA<br />

PIN 13 / 14 P-Istwert (X), Bereich 0… 100% entspricht 0… 10V oder 4… 20 mA<br />

PIN 3 / 4 PWM Ausgang zur Ansteuerung des Magnetventils<br />

Anschluss Beschreibung der digitalen Ein- und Ausgänge<br />

PIN 15 Enable Eingang:<br />

Dieses digitale Eingangssignal initialisiert die Anwendung. Der analoge Ausgang<br />

ist aktiv und über das READY Signal wird die Betriebsbereitschaft angezeigt.<br />

Die Endstufe wird über den Sollwert angesteuert (gesteuerter Betrieb).<br />

PIN 6 RUN (Start) Eingang:<br />

Der Druckbegrenzungsregler wird aktiviert. Bei deaktiviertem Eingang arbeitet das<br />

Modul in Drucksteuerung. In diesem Zustand verhält sich das Modul wie ein einfacher<br />

Leistungsverstärker.<br />

PIN 5 READY Ausgang:<br />

Allgemeine Betriebsbereitschaft.<br />

LED definition<br />

LEDs Beschreibung der LED Funktion<br />

GRÜN Identisch mit dem READY Ausgang.<br />

AUS: Keine Stromversorgung oder ENABLE ist nicht aktiviert<br />

AN: System ist betriebsbereit<br />

Blinkend: Fehler entdeckt (Ventilmagnet oder 4… 20 mA).<br />

Nur aktiv wenn SENS = ON.<br />

GELB Z. Z. keine Funktion.<br />

Seite 8 von 27 MDR-<strong>137</strong> 21.07.2008


Blockschaltbild<br />

Power Supply<br />

Spannungsversorgung<br />

3,5 mm Cinch MDR-<strong>137</strong>-*<br />

12 / 24V<br />

0V<br />

7<br />

8<br />

Input selection<br />

24 V<br />

DC<br />

RS232 C<br />

9600 Baud<br />

9<br />

10<br />

Sollwert<br />

Command input<br />

0 V<br />

DC<br />

10 V<br />

5 V<br />

aina x<br />

x = V|C<br />

+<br />

-<br />

0... 10 V / 4... 20 mA<br />

w<br />

Input selection<br />

W.E.<strong>ST</strong>. Elektronik GmbH<br />

Solenoid A<br />

Magnet A<br />

3<br />

Ramp<br />

4<br />

pwm x <br />

x = 80..3900<br />

ipwm x <br />

x = 2..100<br />

ppwm x <br />

x = 0..7<br />

dfreq:i x <br />

i = A<br />

x = 60..400<br />

dampl:i x <br />

i = A<br />

x = 0..1500<br />

13<br />

14<br />

Istwert<br />

Feedback input<br />

ainb x<br />

x = V|C<br />

+<br />

-<br />

0... 10 V / 4... 20 mA<br />

ia<br />

v:mina x <br />

x = 0..5000<br />

v:maxa x <br />

x = 5000..10000<br />

PID Control function<br />

SC: scaled command<br />

P: P-gain<br />

I: I-gain<br />

D: D-gain<br />

LIM:I integrator limitation<br />

LIM:S integrator activation<br />

aa:i x<br />

i = UP|DOWN<br />

x = 0..60000<br />

u<br />

11<br />

oc<br />

2<br />

x<br />

v:trigger x <br />

x = 1... 4000<br />

ib<br />

1<br />

gainx x<br />

x= 200... 5000<br />

Seite 9 von 27 MDR-<strong>137</strong> 21.07.2008<br />

12 Reference voltage<br />

Referenz Spannung<br />

Sensor gain<br />

Sensorverstärkung<br />

Power Stage<br />

General commands<br />

Control program<br />

5 Ready<br />

6<br />

12 / 24 V output<br />

Start<br />

12 / 24 V input<br />

CONFIGURATION<br />

-<br />

DIAGNO<strong>ST</strong>ICS<br />

din <br />

wa, wb <br />

ua, ub <br />

ca, cb <br />

ia, ib <br />

SUPPORT<br />

save <br />

loadback <br />

help <br />

para <br />

PE via DIN-RAIL<br />

15<br />

Enable<br />

12 / 24 V input


Typische Verkabelung<br />

Start<br />

Ready<br />

Analoger Sollwert 0... 10V)<br />

Analogue command signal (0... 10V)<br />

Analoger Istwert 0... 10V)<br />

Analogue actual signal (0... 10V)<br />

+ -<br />

-<br />

+<br />

W.E.<strong>ST</strong>. Elektronik GmbH<br />

Schirm /<br />

Screen<br />

0V<br />

PE<br />

1<br />

5<br />

9<br />

13<br />

Seite 10 von 27 MDR-<strong>137</strong> 21.07.2008<br />

2<br />

6<br />

10<br />

14<br />

3<br />

7<br />

11<br />

0V<br />

15<br />

4<br />

8<br />

12<br />

16<br />

V ref.<br />

Enable<br />

Magnet A<br />

Solenoid A<br />

12 V / 24 V<br />

0V<br />

Spannungsversorgung<br />

Power Supply


Technische Daten<br />

Versorgungsspannung<br />

Strombedarf<br />

Externe Absicherung<br />

W.E.<strong>ST</strong>. Elektronik GmbH<br />

[VDC]<br />

[mA]<br />

[A]<br />

Digitale Eingänge [V]<br />

[V]<br />

Digitale Ausgänge [V]<br />

[V]<br />

Analoge Eingänge (Sensor-<br />

und Sollwertsignal)<br />

Signalauflösung<br />

Ausgangsströme<br />

Max. Magnetströme<br />

Regler Abtastzeit<br />

Magnetstromregler<br />

Serielle Schnittstelle<br />

[V]<br />

[mA]<br />

[%]<br />

[A]<br />

[ms]<br />

[ms]<br />

12… 30 (inkl. Rippel)<br />

60 + Magnetstrom<br />

3 flink<br />

logik 0: < 2 V<br />

logik 1: > 10 V<br />

logik0: < 2 V<br />

logik 1: > 12 V (50 mA)<br />

0… 10; 100 kOhm<br />

4… 20; 390 Ohm<br />

0,1<br />

1,0, 1,6 oder 2,6 (per Software<br />

umschaltbar); Kabelbruch und Kurzschluss<br />

überwacht<br />

1 (variable)<br />

0,167<br />

RS 232C, 9600 Baud, 1 stopbit, No parity,<br />

Echo Mode<br />

Gehäuse Snap-On Module EN 50022<br />

Polyamid PA 6.6<br />

Brennbarkeitsklasse V0 (UL94)<br />

Schutzklasse<br />

Temperaturbereich<br />

Luftfeuchtigkeit<br />

IP<br />

°C<br />

%<br />

Abmessungen (Breite) [mm] 22,5<br />

20<br />

-20..55<br />


Allgemeine IO Beschreibung<br />

W.E.<strong>ST</strong>. Elektronik GmbH<br />

Diese Beschreibung ist allgemein und betrifft alle Steuer- und Regelmodule. Bitte überprüfen die Signale<br />

anhand dem Blockdiagramm und der Ein- / Ausgangsbeschreibung ob sie verfügbar sind.<br />

Spannungsversorgung<br />

Dieses Gerät ist für eine Spannungsversorgung (12… 30 VDC, typisch 24 V) an einem Industrienetz vorgesehen.<br />

Das Netzteil muss den EMV Richtlinien entsprechen. Alle am selben Netzteil betriebenen<br />

Induktivitäten (Relais, Ventile ...) müssen mit Überspannungsschutzschaltern (Varistoren, Freilaufdioden,...)<br />

beschaltet werden.<br />

Es ist zu empfehlen, ein geregeltes Netzteil (linear oder getaktet) für die Versorgung des Moduls und der<br />

Sensoren zu verwenden. Diese Netzteile haben einen deutlich geringeren Innenwiderstand gegenüber<br />

nicht geregelten Netzteilen und bieten somit die bessere Störunterdrückung.<br />

Versorgungsspannung: 12… 30 VDC, inkl. Rippel<br />

Stromaufnahme: 60 mA + Magnetstrom<br />

Externe Absicherung: 3 A flink<br />

Digitale Eingänge<br />

ACHTUNG: Die Endstufen sind kurzschlussgeschützt. Nur bei erheblichen Verkabelungsfehlern<br />

kann das Modul zerstört werden. Für diesen Fall ist immer eine externe Absicherung<br />

vorzusehen.<br />

Die digitalen Eingänge sind für 12 V und 24 V Spannungspegel ausgelegt. Die typischen Verbindungen<br />

zur SPS werden bei sorgfältiger Geräteanordnung und kurzen Kabellängen nicht abgeschirmt. Als gemeinsames<br />

Potential wird 0V (PIN 4) verwendet.<br />

Alle Eingänge sind mit Supressor Dioden und RC-Filter gegen transiente Spannungsspitzen geschützt.<br />

Low Pegel: < 4V<br />

High Pegel > 10V<br />

Strom: < 0,1mA<br />

Digitale Ausgänge<br />

Die digitalen Ausgänge sind für 24 V Spannungspegel ausgelegt. Die typischen Verbindungen zur SPS<br />

werden bei sorgfältiger Geräteanordnung und kurzen Kabellängen nicht abgeschirmt. Als gemeinsames<br />

Potential wird 0V (PIN 4) verwendet.<br />

Alle Ausgänge sind mit Supressor Dioden gegen transiente Spannungsspitzen geschützt.<br />

Low Pegel: < 4V<br />

High Pegel > 10V<br />

Strom: max. 50 mA bei 200 Ohm Last<br />

Analoge Eingänge<br />

Alle analogen Eingänge müssen mit abgeschirmten Leitungen verlegt werden.<br />

Der symmetrische Eingang ist als Differenzeingang für Spannungssignale ausgeführt und kann per<br />

Software auf bipolare oder unipolare Signale umgeschaltet werden. Besonders bei hochauflösenden analogen<br />

Signalen ist zusätzlich zur Abschirmung ein paarig verdrilltes Kabel zu verwenden.<br />

Seite 12 von 27 MDR-<strong>137</strong> 21.07.2008


W.E.<strong>ST</strong>. Elektronik GmbH<br />

Differenzeingang:<br />

Spannungspegel: bipolar ±10V<br />

unipolar 0..10V<br />

Eingangswiderstand: > 91 k<br />

Strompegel: unipolar 4..20mA<br />

Eingangswiderstand: ca. 390<br />

Digitale PWM Ausgänge<br />

Die digitalen PWM Ausgänge sind stromgeregelte Ausgänge. Messungen am Ausgang sollten immer mit<br />

einem Strommessgerät durchgeführt werden.<br />

Alle Ausgänge sind mit Supressor Dioden gegen transiente Spannungsspitzen geschützt.<br />

Ausgangsstromstrom: abhängig von der Stromstufe, 1 A, 1,6 A oder 2,6 A<br />

Serielle Schnittstelle<br />

ACHTUNG: Stecker mit Freilaufdioden sowie mit Leuchtanzeigen sind bei stromgeregelten<br />

Endstufen nicht einsetzbar. Sie stören die Stromregelung und können zu einer Zerstörung<br />

der Ausgangsstufe führen.<br />

Die serielle Schnittstelle ist zur Parametrierung mit einem PC oder dem Notebook vorgesehen. Ein geeignetes<br />

Kabel von 3,5mm Klinkenstecker auf 9pol. RS232 (PC kompatibel) ist unter der Bestellbezeichnung<br />

RS232-SO erhältlich.<br />

Für den direkten Anschluss an Notebooks mit USB Schnittstellen steht das Adapterkabel USB-SO zu<br />

Verfügung.<br />

Unsere Module können mit jedem Terminal Programm parametriert werden. Der Einsatz unserer Bediensoftware<br />

WPC-300 bietet aber einen erweiterten Funktionsumfang und ist daher dem Terminalprogramm<br />

vorzuziehen.<br />

Download: WWW.WE<strong>ST</strong>-ELECTRONICS.COM oder WWW.W-E-<strong>ST</strong>.DE<br />

Merkmale:<br />

Tabellenorientierte Parametrierung<br />

Speichern und Laden der Parametersätze<br />

Monitorfunktion zur Prozessdatenanzeige<br />

Oszilloskop zur dynamischen Optimierung der Regelparameter<br />

Terminalfenster zur flexiblen Dateneingabe<br />

Seite 13 von 27 MDR-<strong>137</strong> 21.07.2008


W.E.<strong>ST</strong>. Elektronik GmbH<br />

Vorgehensweise bei der Verkabelung<br />

1. Das Modul ist entsprechend den Unterlagen und unter EMV Gesichtspunkten zu montieren und<br />

zu verkabeln. Werden andere Verbraucher am selben Netzteil betrieben, so ist eine sternförmige<br />

Masseführung zu empfehlen. Folgende Punkte sind bei der Verkabelung zu beachten:<br />

Die Signalleitungen sind getrennt von leistungsführenden Leitungen zu verlegen.<br />

Analoge Signalleitungen müssen abgeschirmt werden.<br />

Alle anderen Leitungen sind im Fall starker Störquellen (Frequenzumrichter, Leistungsschütze)<br />

und Kabellängen > 3m abzuschirmen. Bei hochfrequenter Einstrahlung können<br />

auch preiswerte Klappferrite verwendet werden. In einer unter Punkt 2 bis 4 beschriebenen<br />

typischen Einbaukonfiguration ist diese Maßnahme normalerweise nicht erforderlich.<br />

Die Abschirmung ist mit PE (PE Klemme) möglichst nahe dem Modul zu verbinden. Die<br />

lokalen Anforderungen an die Abschirmung sind in jedem Fall zu berücksichtigen. Die<br />

Schirmung gegen PE an beiden Seiten wird empfohlen.<br />

2. Bei der Anordnung im Schaltschrank ist darauf zu achten, dass eine räumliche Trennung zwischen<br />

dem Leistungsteil (und den Leistungskabeln) und dem Steuerteil für die Signalverarbeitung<br />

berücksichtigt wird. Erfahrungen zeigen, dass eine Anordnung im Bereich der SPS (24V Bereich)<br />

geeignet ist.<br />

3. Eine niederohmige Verbindung zwischen PE und der Tragschiene ist vorzusehen. Transiente<br />

Störspannungen werden von dem Modul direkt zur Tragschiene und somit zur lokalen Erdung geleitet.<br />

Die Abschirmung sollte direkt auf Erdungsklemmen neben dem Modul angeschlossen werden.<br />

4. Die Spannungsversorgung wird idealerweise als geregeltes Netzteil ausgeführt. Der niedrigere<br />

Innenwiderstand ermöglicht eine bessere Störspannungsableitung, wodurch sich die Signalqualität,<br />

insbesondere von hochauflösenden Sensoren, verbessert. Geschaltete Induktivitäten (Relais<br />

und Ventilspulen) sind mit einem entsprechenden Überspannungsschutz direkt an der Spule zu<br />

beschalten.<br />

5. Bezogen auf das Bewegungsdiagramm sollte die Leistungsverstärker- / Ventil- / Antriebskombination<br />

bei positivem Ausgangssignal (PIN 15 nach PIN 16) ausfahren (Ausgangsspannung des<br />

Wegsensors erhöht sich).<br />

ACHTUNG: Es handelt sich bei diesem Ausgang um einen Differenzausgang.<br />

Keiner der beiden Ausgänge darf mit 0V verbunden werden.<br />

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W.E.<strong>ST</strong>. Elektronik GmbH<br />

Fehlerverhalten / Fehlersuche / Inbetriebnahme<br />

Ausgegangen wird von einem quasi betriebsfähigen Zustand, das heißt, die Verkabelung sollte korrekt<br />

sein sowie die Versorgungsspannung sollte an Klemme 7 und 8 anliegen. Weiterhin ist die Parametrierung<br />

zur Ventilansteuerung anhand der Ventildatenblätter eingestellt.<br />

Zur Fehleranalyse sollte der RC Modus im Monitor verwendet werden<br />

ACHTUNG: Wenn mit dem RC (Remote Control) Modus gearbeitet wird sind alle Sicherheitsaspekte<br />

gründlich zu prüfen. In diesem Modus wird das Modul direkt gesteuert und die<br />

Maschinensteuerung kann keinen Einfluss auf das Modul ausüben.<br />

FEHLER URSACHE / LÖSUNG<br />

ENABLE ist aktiv, das<br />

Modul zeigt keine Reaktion.<br />

ENABLE ist aktiv, die<br />

READY LED blinkt.<br />

ENABLE ist aktiv, die<br />

READY LED ist an, die<br />

Magnete werden nicht<br />

angesteuert (kein Druckaufbau).<br />

Vermutlich ist die Spannungsversorgung nicht vorhanden oder das ENABLE<br />

Signal (PIN 15) liegt nicht an. Andere Fehler werden durch eine blinkende<br />

READY LED angezeigt.<br />

Mit der blinkenden READY LED wird signalisiert, dass vom Modul ein Fehler<br />

erkannt wurde. Fehler können sein:<br />

1. Kabelbruch oder Kurzschluss zum den Magneten (PIN 1/2 oder PIN<br />

3/4), Kabelbruch<br />

2. fehlerhafte Ansteuerung beim 4… 20 mA Sollwert an PIN 9/10<br />

3. interner Datenfehler.<br />

Mit dem WPC-300 Bedienprogramm kann - über dem Monitor - der Fehler direkt<br />

lokalisiert werden.<br />

Um Fehler im Druckregelkreis zu lokalisieren ist es sinnvoll mit der Drucksteuerung<br />

(deaktivierter Druckregler, PIN 6 wird nicht angesteuert) zu starten.<br />

In diesem Zustand verhält sich das Modul wie ein einfacher Leistungsverstärker.<br />

1. In diesem Fall ist vermutlich kein Sollwert vorhanden oder die Parametrierung<br />

ist fehlerhaft. Mit dem Bedienprogramm überprüfen ob ein<br />

Sollwert (W) anliegt. Falls nicht, so ist die Verkabelung bzw. die Sollwertvorgabe<br />

zu kontrollieren.<br />

2. Falls der Sollwert korrekt anliegt so ist die Einstellung zur Ventilansteuerung<br />

zu überprüfen. Falls der gewählte Magnetstrom zu gering<br />

ist, wird das Ventil nicht richtig angesteuert und der Druck ist erheblich<br />

geringer als erwartet.<br />

3. Möglich ist auch ein falsch konfigurierter Drucksensor (PIN 6 wird angesteuert).<br />

Ist die Eingangsskalierung auf Spannung und der Drucksensor<br />

liefert ein Stromsignal (4… 20 mA) so misst das Modul einen<br />

hohen Istdruck (der eigentlich nicht vorhanden ist) und regelt den<br />

Ausgang in entgegen gesetzte Richtung (nach geringen Drücken)<br />

und es kann zu keinem Druckaufbau kommen. PIN 6 ist zur weiteren<br />

Überprüfung zu deaktivieren.<br />

4. Das Druckventil wird angesteuert (Überprüfung durch Prozessparameter<br />

IA oder durch die direkte Strommessung an den Magnetausgängen).<br />

In diesem Fall muss ein hydraulisches Problem vorliegen<br />

oder es werden Magnetstecker mit Freilaufdioden eingesetzt. Freilaufdioden<br />

führen zu einer fehlerhaften Stromessung. Sie sind in jedem<br />

Fall zu entfernen.<br />

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FEHLER URSACHE / LÖSUNG<br />

ENABLE ist aktiv, die<br />

READY LED ist an, der<br />

Druck ist nicht stabil.<br />

ENABLE und <strong>ST</strong>ART<br />

(PIN 6) sind aktiv, die<br />

READY LED blinkt.<br />

ENABLE und <strong>ST</strong>ART<br />

(PIN 6) sind aktiv, die<br />

READY LED ist an, die<br />

Druckregelung arbeitet<br />

aber der Regeldruck<br />

stimmt nicht mit dem<br />

Sollwert überein.<br />

W.E.<strong>ST</strong>. Elektronik GmbH<br />

In vielen Fällen handelt es sich dabei um ein hydraulisches Problem.<br />

Elektrische Probleme könnten sein:<br />

1. Spannungsversorgung stark gestört.<br />

2. sehr lange Magnetleitungen (> 40 m) und daraus folgend instabiler<br />

Magnetstromregelkreis 1 .<br />

3. Instabiler Magnetstromregelkreis infolge der Magnetansteuerung. In<br />

manchen Fällen hat sich die Einstellung der PWM Frequenz und des<br />

Dither als etwas problematisch herausgestellt. Folgende Erfahrungen<br />

wurden bisher gemacht:<br />

a. PWM Frequenz = 2600 Hz (hohe Frequenz), der Dither muss<br />

in Amplitude und Frequenz genau auf das Ventil abgestimmt<br />

werden.<br />

b. PWM Frequenz = 100… 400 Hz (niedrige Frequenz), die<br />

Dither Amplitude ist auf jeden Fall auf 0% (ausgeschaltet)<br />

einzustellen 2 .<br />

Der Eingang des Drucksensors PIN 14/13 ist auf 4… 20 mA konfiguriert und<br />

die 4 mA sind unterschritten. In diesem Fall ist die Verkabelung zum Drucksensor<br />

bzw. die technischen Daten des Drucksensors (eventuell kein Sensor<br />

mit 4… 20 mA Ausgang) zu überprüfen.<br />

Grundsätzlich arbeitet das System, durch fehlerhafte Anpassungen der Signale<br />

bzw. der Reglereinstellung kommt es noch zu unerwünschten Abweichungen.<br />

1. Der Istdruck verhält sich proportional zum Solldruck, hat aber immer<br />

zu große oder zu kleine Werte. In diesem Fall stimmt die Sensor- /<br />

Sollwertskalierung des AIN Kommandos nicht. Da Drucksensoren als<br />

auch Druckventile nur in bestimmten Druckstufen zur Verfügung stehen<br />

sind die Signale entsprechend zu skalieren:<br />

a. Die Skalierung des Druckventils erfolgt über die Ausgangsstromanpassung<br />

und dem MAX Parameter. Hat das Ventil<br />

z. B. 320 bar und es soll nur 240 bar geregelt werden, so ist<br />

der MAX Parameter entsprechend zu reduzieren. Vorgehensweise:<br />

System durch deaktivieren von PIN 6 gesteuert<br />

fahren, 100 % Sollwert vorgeben und durch reduzieren des<br />

MAX Parameter den gewünschten Druck einstellen.<br />

b. Die Skalierung des Sensors wird über das AIN Kommando<br />

durchgeführt. Hat der Sensor 400 bar und es sollen nur 240<br />

bar geregelt werden so ist die Verstärkung bei einem Drucksensor<br />

mit Spannungsausgang wie folgt anzupassen:<br />

AIN:X 400 240 0 V.<br />

Bei einem Drucksensor mit Stromausgang muss die 4… 20<br />

mA Skalierung berücksichtigt werden:<br />

AIN:X 1250 1000 2000 C für den 4… 20 mA Sensor, inkl. der<br />

Signalskalierung sieht dies wie folgt aus:<br />

AIN:X 1250 600 2000 C (600 = 1000 * 240 bar / 400 bar).<br />

Eine EXCEL Datei zur Skalierungsberechung stellen wir gerne<br />

zur Verfügung.<br />

1 Eventuell, muss der Magnetstromregelkreis (P und I) optimiert werden.<br />

2 In den meisten Anwendungen (insbesondere wenn es sich um druckgeregelte Pumpen handelt) mit Druckventilen<br />

hat sich eine niedrige PWM Frequenz als die bessere Lösung herausgestellt.<br />

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FEHLER URSACHE / LÖSUNG<br />

ENABLE und <strong>ST</strong>ART<br />

(PIN 6) sind aktiv, die<br />

READY LED ist an, die<br />

Druckregelung arbeitet<br />

aber der Regeldruck<br />

schwingt bzw. wird zu<br />

langsam geregelt.<br />

ENABLE und <strong>ST</strong>ART<br />

(PIN 6) sind aktiv, die<br />

READY LED ist an, die<br />

Druckregelung arbeiten,<br />

in manchen Druckbereichen<br />

kommt es zu größeren<br />

Abweichungen.<br />

ENABLE und <strong>ST</strong>ART<br />

(PIN 6) sind aktiv, die<br />

READY LED ist an, die<br />

Druckregelung arbeiten,<br />

es kommt immer wieder<br />

vor, dass das System bei<br />

kleinen Anfangsdrücken<br />

nicht geregelt wird und<br />

kein Druckaufbau stattfindet.<br />

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In diesem Fall sind natürlich die hydraulischen Möglichkeiten zu berücksichtigen.<br />

Z. B. kann ein Druck nicht schnell abgebaut werden, wenn das System<br />

nicht aktiv Volumen aus dem Druckregelsystem entnehmen kann. Zur Überprüfung<br />

ist auch hier der gesteuerte Modul geeignet. Ist der Druckab- bzw.<br />

Druckaufbau gesteuert sehr langsam, so kann er geregelt nur geringfügig<br />

schneller werden. Ist der gesteuerte Druckab- und Druckaufbau schneller als<br />

der geregelte so ist die PID Reglereinstellung zu überprüfen.<br />

1. Die Regelparameter C:I C:P, C:SC sind zur überprüfen. Dabei kommt<br />

dem C:SC Parameter folgende Bedeutung zu:<br />

Über diesen Parameter wird das Druckventil vorgesteuert D. h., der<br />

Sollwert geht direkt zum Magneten wie bei einer gesteuerten Anwendung<br />

und wird nur über diesen Parameter skaliert. Bei C:SC 8000<br />

wird das Ventil zu 80% angesteuert. Die restlichen 20 % müssen über<br />

den eigentlichen PID bereitgestellt werden. Dazu ist die<br />

Integratorbegrenzung auf ca. 2500 bis 3500 (25 % bis 35 %) einzustellen<br />

3 .<br />

2. Der C:P (P-Anteil) ist in angepassten Schritten 4 zu erhöhen bis dass<br />

der Druck etwas unruhig wird (leicht schwingt bzw. relativ lange benötig<br />

um sich zu stabilisieren). Der C:P sollte dann um ca. 30… 50 %<br />

verringert werden, um eine ausreichende Stabilitätsreserve zu erhalten<br />

5 .<br />

3. Der Integratoranteil C:I regelt den statischen Fehler aus. Typische<br />

Zeiten liegen im bereich von 100 ms bis 1200 ms. Um diesen Parameter<br />

zu optimieren ist das Einschwingverhalten zu beobachten 6 .<br />

In diesem Fall ist die Linearitätsabweichung des Ventils größer als der Stellbereich<br />

des Integrators. Der Parameter LIM:I ist zu erhöhen.<br />

In diesem Fall ist die Integratorschwelle (Aktivierungspunkt des Integrators) in<br />

Kombination mit der Reglereinstellung zu hoch. Der Parameter LIM:S sollte<br />

verringert werden.<br />

3 Die Begrenzung sollte größer als der fehlende Stellbereich sein, da wir bei den Ventilen mit einer mehr oder weniger<br />

großen Linearitätsabweichung rechnen müssen.<br />

4 „Angepasste Schritte“ sind eine sehr allgemeine Beschreibung. Da es aber Systembedingt zu sehr großen unterschieden<br />

bei der Reglereinstellung kommen kann sind absolute Schritte nicht vorgebbar. Unserer Erfahrung nach<br />

kann man die Reglerparameter in Schritten von +20% bzw. -20% vom aktuellen Wert für eine grobe Anpassung ändern.<br />

Für die Feineinstellung sind dann kleinere Schritte erforderlich.<br />

5 In vielen Anwendungen muss mit einem sehr geringen P-Anteil < 50 (bedeutet Verstärkung < 0,5) gearbeitet werden.<br />

Eine höhere Verstärkung kann mit dem PT1 Glied erreicht werden. Diese neue Option verhält sich wie der<br />

P-Anteil, hat aber ein Zeitglied integriert wodurch eine bessere Dämpfung des Regelverhaltens erreicht wird.<br />

6 Zur Regleroptimierung ist auf unsere Schrift „PARAMETRIERUNG VON DRUCKREGLERN“ zu verweisen.<br />

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Parameterliste<br />

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Kommando Parameter Vorgabe Einheit Beschreibung<br />

mode x<br />

x = <strong>ST</strong>D|EXP <strong>ST</strong>D - Umschaltung des Bedienermodus. Im Standard Modus sind verschiedene<br />

Kommandos ausgeblendet.<br />

ts x X= 4… 30 10 0,1 ms Programmierung der „Sample time“. Diese Zeit beeinflusst alle<br />

anderen zeitabhängigen Parameter. Sie sollte nur bei genauen<br />

Kenntnissen des dynamischen System verändert werden.<br />

sens x x= ON|OFF ON - Aktivierung bzw. Deaktivierung der Überwachungsfunktionen. Bei<br />

der Fehlersuche von Verkabelungsfehlern kann es sinnvoll sein,<br />

die Überwachungsfunktion zu deaktivieren. ACHTUNG: Bei<br />

Überstrom kann dies zu einem Defekt am Gerät führen.<br />

ain:i a b c x i= W|X<br />

a= -10000… 10000<br />

b= -10000… 10000<br />

c= -10000… 10000<br />

x= V|C<br />

aa:i x<br />

i= UP|DOWN<br />

x= 0..600000<br />

lim:i x i= I|S<br />

:I 0… 10000<br />

:S 0… 10000<br />

c:i x i = P|I|D|T1|SC<br />

:P 0… 10000<br />

:I 5… 21000<br />

:D 0… 1000<br />

:T1 0… 1000<br />

:SC 0… 10000<br />

c_ext:i x i = P1|T1<br />

:P1 0… 10000<br />

:T1 0… 1000<br />

v:mina x<br />

v:maxa x<br />

v:trigger x<br />

x= 0… 6000<br />

x= 3000… 10000<br />

x= 0… 10000<br />

current:i x i= A<br />

x= 0… 2<br />

dampl:i x i= A<br />

x= 0… 3000<br />

dfreq:i x i= A<br />

x= 60… 400<br />

pwm:i x i= A<br />

x= 100… 7700<br />

ppwm:i x<br />

ipwm:i x<br />

x= 1… 30<br />

x= 1… 100<br />

: 1000<br />

: 1000<br />

: 0<br />

: V<br />

100<br />

2500<br />

2500<br />

-<br />

100<br />

4000<br />

0<br />

10<br />

8000<br />

-<br />

0<br />

20<br />

0<br />

10000<br />

200<br />

0<br />

500<br />

120<br />

2604<br />

7<br />

40<br />

Seite 18 von 27 MDR-<strong>137</strong> 21.07.2008<br />

-<br />

-<br />

-<br />

-<br />

ms<br />

0,01%<br />

0,01%<br />

-<br />

0,01<br />

0,1 ms<br />

0,1 ms<br />

0,1 ms<br />

0,01%<br />

-<br />

0,01<br />

0,1 ms<br />

0,01%<br />

0,01%<br />

0,01%<br />

-<br />

0,01%<br />

Hz<br />

Hz<br />

-<br />

-<br />

Definition des Eingangssignals. W und X stehen für die Eingänge<br />

und V = Spannung (voltages), C = Strom (current). Mit den Parametern<br />

a, b und c können die Druckeingänge skaliert werden (y =<br />

a / b * (x - c)).<br />

Bei dem Q-Eingang ist eine Umschaltung auf Strom nicht möglich.<br />

Rampenzeit für z. B. Druckauf– und Druckabbau.<br />

:I Integratorbegrenzung / Aktivierung<br />

Allgemeine Begrenzung (2500 = ±25%)<br />

:S Integratoraktivierung abhängig vom Sollwert. Der Integrator<br />

(2500) wird aktiviert wenn der Istwert 25 % des Sollwertes erreicht<br />

hat.<br />

PID Regler zur Druckregelung<br />

P-Gain (100 entspricht der Verstärkung 1)<br />

I-Gain<br />

D-Gain (der D Anteil wird nur vom Istwert abgeleitet)<br />

T1 (T1 Filter zur Dämpfung des D-Anteils (typische Werte sind<br />

0… 10)<br />

SC Sollwertskalierung, (Anteil der direkten Vorsteuerung des<br />

Ventils für den gesteuerten und den geregelten Betrieb)<br />

Erweiterte PID Reglerfunktion<br />

P1-Gain (100 entspricht der Verstärkung 1)<br />

T1 (T1 Filter zur Dämpfung des P1-Anteils.<br />

Ventil / Signal Parametrierung<br />

MIN: Sprungstrom zur Kompensation der Totzone relativ zum<br />

gewähltem Strombereich (Kommando CURRENT).<br />

MAX: Begrenzung des Ausgangsstroms in Relation zum gewähltem<br />

Strombereich (Kommando CURRENT).<br />

TRIGGER: Ansprechschwelle des Sprungstroms (min).<br />

Wahl des Ausgangsstroms. 0 = 1A Bereich, 1 = 1,6 A Bereich und<br />

2 = 2,6 A Bereich.<br />

Parametrierung der Ditheramplitude. Typische Werte liegen zwischen<br />

500 und 1200 (mit 700 wurden immer gute Erfahrungen<br />

gemacht).<br />

Vorgabe der Ditherfrequenz.<br />

Vorgabe der PWM Frequenz.<br />

PPWM = P-Anteil für die Regeldynamik des Stromregelkreises.<br />

Ein höherer P-Anteil erhöht die Regeldynamik der Stromregelung<br />

und somit auch die Auswirkung der Dithereinstellung. IPWM = I-<br />

Anteil für die Regeldynamik des Stromregelkreises. Verändern<br />

dieser Parameter sollte nur bei genauen Kenntnissen über die<br />

Stromregelung erfolgen.<br />

save - - - Speichert die Parameter vom Arbeitsspeicher ins E²PROM.


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Kommando Parameter Vorgabe Einheit Beschreibung<br />

loadback - - - Lädt die Parameter vom E²PROM in den Arbeitsspeicher.<br />

w, x, xd, u,<br />

oc, ia,<br />

- - 0,01% Prozessdaten: (w) für den Sollwert und (u) für die Stellgröße<br />

default - - - Vorgabewerte werden gesetzt.<br />

Seite 19 von 27 MDR-<strong>137</strong> 21.07.2008


Parameterbeschreibung<br />

MODE (Parameter Mode Umschaltung)<br />

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Kommando Parameter Vorgabe Einheit Mode<br />

Mode x x= <strong>ST</strong>D|EXP <strong>ST</strong>D - <strong>ST</strong>D<br />

Über dieses Kommando wird der Bedienermodus umgeschaltet. Im Standard Modus sind verschiedene<br />

Kommandos (definiert über <strong>ST</strong>D) ausgeblendet.<br />

TS (Sample time)<br />

Kommando Parameter Vorgabe Einheit Mode<br />

ts x x= 4… 30 10 0,1 ms EXP<br />

Mit der Sample Time kann die Regeldynamik beeinflusst werden. Der Standardwert ist 1 ms. Änderungen<br />

sollten nur bei ausreichender Kenntnis über das dynamische Systemverhalten durchgeführt werden.<br />

Nach der Änderung dieses Wertes sind alle zeitabhängigen Parameter zu prüfen und Gegenfalls neu einzustellen.<br />

SENS (Sensorüberwachung)<br />

Kommando Parameter Vorgabe Einheit Mode<br />

sens x x= ON|OFF ON - <strong>ST</strong>D<br />

Über dieses Kommando wird die Sensorüberwachung (bei 4… 20 mA Sensoren) aktiviert.<br />

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AIN (Eingangssignalskalierung)<br />

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Kommando Parameter Vorgabe Einheit Mode<br />

ain:i a b c x i= W|X<br />

a= 0… 10000 : 1000 -<br />

<strong>ST</strong>D<br />

b= 0… 10000 : 1000 -<br />

c= -10000… 10000 : 0 0,01%<br />

x= V|C<br />

: V -<br />

Über dieses Kommando können die einzelnen Eingänge individuell skaliert werden. Zur Skalierung wird<br />

die lineare Gleichung verwendet.<br />

y<br />

a<br />

b<br />

x<br />

c<br />

x ist dabei das Eingangsignal und y das Ausgangssignal. Vom Eingangssignal wird als erstes der Offset<br />

(c) subtrahiert, das Signal wird dann mit dem Faktor a / b multipliziert. a und b sollten immer positiv sein.<br />

Über den x Wert wird der interne Messwiderstand zur Strommessung (4… 20 mA) aktiviert und die Auswertung<br />

entsprechend umgeschaltet. Die Verstärkungsanpassung des Sensors erfolgt ebenfalls über de<br />

Faktor a / b in der Gleichung. Der Index W und X geben den entsprechenden Eingangskanal an.<br />

Die Skalierung wird mit dem Befehl AIN durchgeführt (für 4...20mA: AIN:xx 1250 1000 2000 C).<br />

(x = Eingangssignal, y = Ausgangssignal)<br />

AIN:xx a b c x<br />

bei Spannung: AIN:X 1000 1000 0 V<br />

bei Strom: AIN:X 1250 1000 2000 C<br />

bei Strom: AIN:X 2500 1000 2000 C (Arbeitsbereich 300 bar, Sensor 600 bar) oder<br />

bei Strom: AIN:X 1250 500 2000 C (Arbeitsbereich 300 bar, Sensor 600 bar)<br />

AA (Beschleunigungsrampen)<br />

Kommando Parameter Vorgabe Einheit MODE<br />

aa:i x i= UP|DOWN<br />

x= 0… 60000<br />

:A 100<br />

:B 100<br />

ms<br />

ms<br />

<strong>ST</strong>D<br />

Dieser Parameter wird in ms eingegeben.<br />

Die Rampenzeit wird getrennt für die steigende (up) und fallende Rampe (down) eingestellt.<br />

Seite 21 von 27 MDR-<strong>137</strong> 21.07.2008


LIM (Regelgrenzen)<br />

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Kommando Parameter Vorgabe Einheit MODE<br />

lim:i x i= I|S<br />

:I x= 0… 10000 :I 2500 0,01%<br />

<strong>ST</strong>D<br />

:S x= 0… 10000 :S 2500 0,01%<br />

Über dieses Kommando wird die Aktivierungsschwelle und der Stellbereich des I-Anteils des Reglers<br />

parametriert.<br />

LIM:I begrenzt den Arbeitsbereich des I-Anteils, so dass der Regler schneller ohne größere Überschwinger<br />

den Prozess einregeln kann. Ist der Wert zu klein gewählt kann es zu dem Effekt kommen, dass die<br />

Nichtlinearität des Ventils nicht mehr zu 100% ausgeglichen werden kann.<br />

LIM:S steuert die Funktion des Integrators. Der Integrator wird erst aktiviert, wenn der Istwert die prozentuale<br />

Schwelle (LIM:S) des Sollwertes erreicht hat. Dies verhindert ein ungewolltes Aufintegrieren und<br />

somit Drucküberschwinger.<br />

C (Reglerparametrierung)<br />

Kommando Parameter Vorgabe Einheit Mode<br />

c:i x i= P|I|D|T1|FF<br />

:P x= 0… 10000 :P 100 0,01<br />

<strong>ST</strong>D<br />

:I x= 2… 21000 :I 4000 0,1 ms<br />

:D x= 0… 120 :D 0 0,1 ms<br />

:T1 x= 0… 100 :T1 10 0,1 ms<br />

:SC x= 0… 10000 :SC 8000 0,01%<br />

Über dieses Kommando wird der Regler parametriert.<br />

Die P, I und D Anteile verhalten sich genauso wie bei einem Standard PID-Regler. Der T1 Faktor ist ein<br />

Filter für den D-Anteil, um Hochfrequenzrauschen zu unterdrücken.<br />

Über den SC Wert wird der Sollwert direkt auf den Ausgang geführt. Der Regler muss so nur noch die<br />

Abweichung ausregeln. Dies führt zu einem stabilen Regelverhalten und gleichzeitig zu einer dynamischen<br />

Ansteuerung.<br />

Wird für den Integrator ein Wert größer 20900 eingegeben, so wird der Integrator deaktiviert.<br />

0.. 10 V<br />

4.. 20 mA<br />

0.. 10 V<br />

4.. 20 mA<br />

w Sollwertskalierung<br />

x Istwertskalierung<br />

Rampenfunktion<br />

w<br />

x<br />

-<br />

C_EXT:P<br />

C_EXT:T1<br />

Druckregler<br />

C:P P-Gain<br />

C:I I-Gain<br />

C:D D-Gain<br />

C:T1 T1 Filter für D-Gain<br />

C:SC Vorsteuerung<br />

LIM:I Integratorbegrenzung<br />

LIM:S Integratoraktivierungsschwelle<br />

C_EXT:P P Anteil vom PT1 Glied<br />

C_EXT:T1 T1 Filter für das PT1 Glied<br />

Seite 22 von 27 MDR-<strong>137</strong> 21.07.2008<br />

LIM:S<br />

C:SC<br />

C:P<br />

C:I LIM:I<br />

C:D<br />

C:T1<br />

-


C_EXT (Erweiterte Reglerparametrierung)<br />

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Kommando Parameter Vorgabe Einheit Mode<br />

C_ext:i x i= P1|T1<br />

EXP<br />

:P x= 0… 10000 :P 0 0,01<br />

:T1 x= 0… 100 :T1 20 0,1 ms<br />

Über dieses Kommando wird ein zusätzlicher PT1 Regleranteil parallel zum C:P Glied parametriert.<br />

Der über ein Zeitglied gedämpfte P-Anteil kann oft mit höheren Verstärkungen betrieben werden als der<br />

direkte P-Anteil. Die Stabilität wird durch den T1 Wert verbessert.<br />

V:MINA (Kompensation der Totzone)<br />

V:MAXA (maximales Ausgangssignal)<br />

V:TRIGGER (Ansprechschwelle von MIN)<br />

Kommando Parameter Vorgabe Einheit Mode<br />

<strong>ST</strong>D<br />

v:mina x x= 0… 6000<br />

0<br />

0,01%<br />

v:maxa x x= 3000… 10000 10000<br />

0,01%<br />

v:trigger x x= 0… 10000<br />

200<br />

0,01%<br />

Über diese Kommandos wird das Ausgangssignal an das Ventil angepasst.<br />

ACHTUNG: sollten am Ventil bzw. am Ventilverstärker ebenfalls Einstellmöglichkeiten für die Totzonenkompensation<br />

und der MAX Einstellung vorhanden sein, so ist sicherzustellen, dass die Einstellung entweder<br />

am Leistungsverstärker oder im Modul durchgeführt wird.<br />

Wird der MIN Wert zu hoch eingestellt wirk sich dies auf die minimalen Drücke aus, die dann nicht mehr<br />

einstellbar sind.<br />

10V<br />

Ausgang<br />

TRIGGER<br />

Eingang<br />

100%<br />

Seite 23 von 27 MDR-<strong>137</strong> 21.07.2008<br />

MAX<br />

MIN


CURRENT (Strombereichsumschaltung)<br />

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Kommando Parameter Vorgabe Einheit Mode<br />

current x x= 0, 1, 2 0 - <strong>ST</strong>D<br />

Dieser Parameter wird der Strombereich für die Endstufe eingestellt.<br />

0 = 1 A, 1 = 1,6 A und 2 = 2,6 A.<br />

DFREQ / DAMPL (Dither Frequenz und Amplitude)<br />

Kommando Parameter Vorgabe Einheit Mode<br />

dfreq<br />

dampl<br />

x<br />

x<br />

x= 60… 400<br />

x= 0… 3000<br />

125<br />

500<br />

Hz<br />

0,01%<br />

<strong>ST</strong>D<br />

Über dieses Kommando kann der Dither frei definiert werden. Je nach Ventil können unterschiedliche<br />

Amplituden oder Frequenzen erforderlich sein.<br />

ACHTUNG: Die Parameter PPWM und IPWM beeinflussen die Wirkung der Dithereinstellung. Nach der<br />

Dither Optimierung sollten diese Parameter nicht mehr verändert werden.<br />

PWM (PWM Frequenz)<br />

Kommando Parameter Vorgabe Einheit Mode<br />

pwm x x= 100… 7700 2604 Hz EXP<br />

Dieser Parameter wird in Hz eingegeben. Die optimale Frequenz ist ventilabhängig.<br />

PPWM / IPWM (Stromreglereinstellung)<br />

Kommando Parameter Vorgabe Einheit Mode<br />

ppwm:i<br />

ipwm:i<br />

x<br />

x<br />

x= 0… 30<br />

x= 1… 100<br />

7<br />

40<br />

-<br />

-<br />

EXP<br />

Mit diesen Kommandos wird der PI Stromregler für die Magnete parametriert.<br />

ACHTUNG: ohne entsprechende Messmöglichkeiten und Erfahrungen sollten diese Parameter nicht verändert<br />

werden.<br />

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SAVE (Speichern der Daten im EEPROM)<br />

W.E.<strong>ST</strong>. Elektronik GmbH<br />

Kommando Parameter Vorgabe Einheit Mode<br />

save - - - <strong>ST</strong>D<br />

Speichern der Daten im EEPROM. Geänderte Parameter werden im RAM gespeichert und sind sofort aktiv,<br />

d. h. man kann die Auswirkung sofort sehen. Sollen die Daten auch beim nächsten Einschalten aktiv sein,<br />

so müssen sie über dieses Kommando im EEPROM gespeichert werden.<br />

LOADBACK (Kopieren der EEPROM in den aktiven RAM Speicher)<br />

Kommando Parameter Vorgabe Einheit Mode<br />

loadback - - - <strong>ST</strong>D<br />

Über dieses Kommando können die Daten vom EEPROM wieder ins RAM zurück geschrieben werden.<br />

Dies ist hilfreich, wenn die aktuelle Reglerparametrierung nicht optimal ist.<br />

DEFAULT (Parameter zurücksetzen)<br />

Kommando Parameter Vorgabe Einheit Mode<br />

default - - - <strong>ST</strong>D<br />

Rücksetzten aller Parameter auf die Werkseinstellung.<br />

Prozessdaten (Anzeige der Prozessdaten)<br />

Kommando Parameter Einheit<br />

w<br />

Drucksollwert<br />

0,01%<br />

x<br />

Druckistwert<br />

xd<br />

Regelfehler<br />

u<br />

Stellsignal<br />

Die Prozessdaten können nur ausgelesen werden. Sie zeigen die aktuellen Ist- und Sollwerte an.<br />

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Typische Konfiguration<br />

Typisches System:<br />

Drucksensor: 4… 20 mA / 400 bar<br />

Druckventil: 250bar / 1A Ansteuersignal<br />

W.E.<strong>ST</strong>. Elektronik GmbH<br />

Der Regelbereich soll 0… 200 bar betragen.<br />

Druckänderung für 0… 100% sollte 1,5 s betragen.<br />

Einstellung der Parameter<br />

AIN:W 1000 1000 0 V // Spannungseingang<br />

AIN:X 2500 1000 2000 C // Stromeingang 4… 20 mA plus GAINX = 2 (2000)<br />

AA:UP 1500 // Rampenzeit auf 1,5 s = 1500 ms<br />

AA:DOWN 1500 // Rampenzeit auf 1,5 s = 1500 ms<br />

LIM:I 2500 // 2500 entspricht +/- 25 % Linearitätsabweichung sind ausregelbar<br />

LIM:S 2500 // 2500, bei 25 % Istwert vom Sollwert wird der Integrator aktiviert<br />

C:P 50 // P-Verstärkung, systemabhängig, typische Werte 20 bis 500<br />

C:I 400 // I-Verstärkung, systemabhängig, typische Werte 100 bis 1500<br />

C:D 0 // D-Verstärkung, systemabhängig,<br />

C:T1 0 // T1-Faktor, systemabhängig<br />

C:SC 8000 // 8000 entspricht 80% Vorsteuerung. 200 bar = 80% vom Ventildruck-<br />

// bereich<br />

V:MINA 1000 // Kompensation der Totzone<br />

V:MAXA 8000 // 80% Aussteuerbereich 400 bar Ventil max. Solldruck = 320 bar = 80 %<br />

V:TRIGGER 200 // Default<br />

CURRENT 0 // 1 A Ausgangsstrom<br />

DAMPL 0 // Wenn PWM kleiner 400 Hz ist, sollte die Dither Amplitude<br />

// auf 0 gesetzt werden<br />

DFREQ 125 // Default<br />

PWM 230 // bei vielen Druckventilen verbessern niedrige Frequenzen die Stabilität<br />

PPWM 3 // Default<br />

IPWM 40 // Default<br />

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Bemerkungen<br />

W.E.<strong>ST</strong>. Elektronik GmbH<br />

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