M D R -137 - W.E.ST. Elektronische Steuerungen e. K.
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 />
Seite 20 von 27 MDR-<strong>137</strong> 21.07.2008
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 />
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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 />
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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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