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RDP - Zahnstangenantrieb

Gültig für S700

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Allgemeines

Einen allgemeinen Überblick über die Rack Drive Panel Anwendung (RDP) finden Sie auf der Seite RDP Allgemeines.

Einschränkungen

RDP funktioniert nur bei Motoren, bei denen ein Drehmoment hinzugefügt werden kann. Dies ist der Fall, wenn die Motoren auf derselben Seite der Zahnstange montiert sind. Sie müssen sicherstellen, dass die Drehmomente beider Motoren additiv sind. Falls ein Motor auf der einen Seite der Zahnstange montiert ist und der andere Motor auf der anderen Seite, sind die Drehmomente subtraktiv. Diese Anwendungen können nicht durch die aktuelle RDP-Funktion des S700 gesteuert werden.

Anforderungen

Die Rack Drive Panel Funktion für zwei oder mehr Servoverstärker mit Geschwindigkeits- und Lagerregelung ist mit S700 erhältlich.

Betriebsmodus

  • 2 Antriebe: RDP-Anwendungen mit zwei Verstärkern können mit Geschwindigkeits- und Lagerregelung ohne weiteres Zubehör betrieben werden.
  • >2 Antriebe: RDP-Anwendungen, die mehr Verstärker erfordern, können im Geschwindigkeitsmodus gesteuert werden. Die Lagerregelung wird mit einer externen Steuerung ausgeführt.
  • Der S700 („Verstärker 1“ im Beispiel unten) kann durch eine externe Steuerung wie ein Standard-Einzelantrieb betrieben werden. Er kann Befehle für Bewegungsaufgaben über CANopen, Profibus oder DeviceNet erhalten. Er kann Befehle für zyklische Positionen oder Geschwindigkeit beispielsweise über CANopen, EtherCAT oder einen analogen Geschwindigkeitsbefehl erhalten.

Variablen und Befehle

Die folgenden Variablen werden ausschließlich für RDP verwendet und können über den DriveGUI Terminal-Bildschirm? (S700 Setup-Software) eingestellt werden:

RDP Betriebsart
0 RDP deaktiviert, Normalbetrieb des S700
1 RDP-Betriebsart aktiviert, Freigabemodus = „Fehler deaktiviert anderen Antrieb“
2 RDP-Betriebsart aktiviert, Freigabemodus = „Fehler erzwingt anderen Antrieb von RDP“

SAVE und COLDSTART sind erforderlich, nachdem der Parameter RDP eingestellt wurde.

RDPBIAS Ruhestrom in Ampere. Normalerweise auf 10 - 25 % des Dauerstroms eingestellt.
RDPCLAMP Maximaler Ausgabeausgleichsstrom in RPM. Liegt normalerweise bei 50 RPM.
RDPKI Integralverstärkung des Ausgleichsstroms. Liegt normalerweise bei 13.
RDPKP Proportionalverstärkung des Ausgleichsstroms. Liegt normalerweise bei 300.
RDPON Testvariable. Wird nur als 1 festgelegt, wenn RDP aktiv ist, ansonsten 0.
RDPINT Testvariable. Entspricht dem Integralwert des RDP-Ausgleichsstroms.
Skaliert für 9.000.000 = 1 RPM (entspricht 9 Millionen = 1 RPM).
Begrenzt durch RDPCLAMP.
 

Freigabemodus auswählen

Wählen Sie den Betriebsmodus aus, wenn ein Verstärker einen Fehler aufweist (RDP-Parameter). Wählen Sie entweder „ Fehler deaktiviert anderen Verstärker “ oder „ Fehler erzwingt anderen Verstärker von RDP “. Beide Verstärker müssen gleich konfiguriert sein.

Beide Verstärker müssen entweder für „Fehler deaktiviert anderen Verstärker“ oder für „Fehler erzwingt anderen Verstärker von RDP“ konfiguriert sein. Das Nichtbeachten führt möglicherweise dazu, dass der Verstärker ohne Fehler weiterhin mit voller Geschwindigkeit des fehlerhaften Verstärkers betrieben wird.

Verdrahtung im Falle des Modus „Fehler deaktiviert anderen Verstärker “

Die Freigabe der beiden S700 muss über die BTB/RTO-Kontakte (Betriebsbereitschaft) beider S700 verbunden sein. So wird verhindert, dass ein S700 aktiviert wird, bevor der andere zur Aktivierung bereit ist.

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Verdrahtung im Falle des Modus „Fehler deaktiviert RDP Funktion“

Der Digitalausgang 1 jedes S700 muss mit dem Digitaleingang 1 des entgegengesetzten S700 verbunden sein. Ausgang 1 ist so konfiguriert, dass ein Fehler (O1MODE 18) angezeigt wird, und die Polarität des Signals wird durch Einstellen von DIROUT 1 invertiert. Durch einen Fehler bei einem Verstärker wird Digitalausgang 1 von "high" auf "low"  geändert. Der Kontakt ist mit Digitaleingang 1 verbunden. Wenn das RDP-System als „Fehler deaktiviert RDP Funktion“ konfiguriert ist, verlässt der Antrieb den RDP-Modus, wenn Digitaleingang 1 auf "low" geht. Resultat: Wenn ein Fehler auftritt, wird erzwungen, dass der Gegenantrieb den RDP-Modus deaktiviert.

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Verteilung von Spannungssignalen zwischen den Verstärker

Der Stromsollwert und die Geschwindigkeitssignale müssen zwischen den Verstärker ausgetauscht werden. Jeder Verstärker liefert das Stromsignal für den Gegenantrieb an Analogausgang 1 und liest das Stromsignal des anderen Verstärker über Analogeingang 2. Antrieb 2 liest ein Analoggeschwindigkeitssignal über Analogeingang 1, das von Analogausgang 2 von Verstärker 1 ausgegeben wird.

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Konfiguration

Offsets von Null im Analog/Digital Wandler durch Anpassung von ANZERO1 und ANZERO2.

Parameter Verstärker 1
(Master)
Verstärker 2
(Slave)
Erläuterung
OPMODE Je nach Anwendung 1 Verstärker 2 empfängt analogen Geschwindigkeitsbefehl
ANCNFG Je nach Anwendung 0  
ANOUT1 0 0 Analogausgänge 1, die zur Drehmomentfreigabe verwendet werden; wird programmintern initialisiert
AN1TRIG 100 100 Legt 10 V fest = volle Geschwindigkeit
ANOUT2 3 Nicht belegt Geschwindigkeitsbefehl von Verstärker 1 zu Verstärker 2
VSCALE1 Je nach Anwendung VLIM von Antrieb 1  
ISCALE2 DIPEAK von Verstärker  (2) DIPEAK von Verstärker (1) Skalierung für Drehmomentfreigabesignale. So können sogar Verstärker mit verschiedenen Nennstromwerten verwendet werden.
O1MODE 18 („Fehler“) 18 („Fehler“) Falls die Verbindungsoption „Fehler erzwingt anderen Verstärker von RDP“ ausgewählt wurde.
DIROUT 1 1 Invertieren Sie die Ausgangsfunktion, um den Status logisch „High“ mit „Ohne Fehler“ zu erhalten.

Tuning

Mit zwei Verstärker

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  • Stellen Sie sicher, dass für IN1MODE bis IN4MODE nicht 8 festgelegt ist.
  • Deaktivieren Sie die RDP-Variablen:
    RDP = 0
    RDPKI = 0
    RDPKP = 0
    RDPCLAMP = 0
    RDPBIAS = 0
  • Versetzen Sie beide Verstärker in die analoge Geschwindigkeits-Betriebsart? (OPMODE=1).
  • Setzen Sie die Drehzahlregler-Integralverstärkung? (GVTN) auf 0. Legen Sie für die Drehzahlregler-Proportionalverstärkung? (GV) einen niedrigen ursprünglichen Wert fest (< 0,1).
  • Deaktivieren Sie einen Verstärker und aktivieren Sie den anderen.
  • Wenden Sie für den Verstärker einen Rechteckwellen-Geschwindigkeitssollwert? mit niedriger Geschwindigkeit an.
  • Steigern Sie die Proportionalverstärkung (GV) in kleinen Schritten. Steigern Sie die Verstärkung so lange, bis die Einstellzeit als Reaktion auf den Schrittbefehl etwa 35 ms beträgt. Stellen Sie keinen höheren Verstärkungen für das System ein. Das vollständig aktivierte RDP-System lässt sich möglicherweise nur schwierig stabilisieren. Ziel dieses Schrittes ist es, das System mit einer angemessenen Reaktion in Betrieb zu nehmen. Die Verstärkungen können erhöht werden, nachdem das RDP-System vollständig aktiviert ist. (Falls Ihr System keine derart stringente Abstimmung benötigt, ist auch eine geringere GV zulässig.)
  • Legen Sie für die Drehzahlregler Integralverstärkung (GVTN) 100 fest. Senken Sie die Verstärkung langsam, bis das System weniger als 20 % überschwingt. Sie sollten eine Reaktion wie diese erhalten:
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    (Falls Ihr System keine derart stringente Abstimmung benötigt, ist auch eine höhere GVTN zulässig.)
  • Halbieren Sie die Proportionalverstärkung (GV). Die Verstärkung des Servoregelkreis verdoppelt sich von selbst, wenn Sie den anderen Verstärker aktivieren. Das liegt daran, dass der Verstärker , sobald er aktiviert wird, die Hälfte der Belastung übernimmt, was den Anschein erweckt, dass das System nur halb so schwer zu bewegen ist. Dies verdoppelt effektiv die Servoverstärkung. Wenn die Proportionalverstärkung halbiert wird, wird das System verlangsamt und überschwingt mehr. 
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  • Deaktivieren Sie den ersten Verstärker .
  • Aktivieren Sie den zweiten Verstärker und wiederholen Sie das Tuning. Die resultierenden Verstärkungen sollten für beide Verstärker gleich sein.
  • Deaktivieren Sie den zweiten Verstärker . Lassen Sie den ersten Verstärker deaktiviert.
  • Konfigurieren Sie beide Verstärker für RDP. Rufen Sie den Freigabemodus erneut auf, den Sie oben ausgewählt haben (siehe Abschnitt „Freigabemodus auswählen“ oben). Falls Sie „Fehler deaktiviert anderen Verstärker “ ausgewählt haben, geben Sie „RDP = 1“ für beide Verstärker ein. Falls Sie „Fehler erzwingt anderen Verstärker von RDP“ ausgewählt haben, geben Sie „RDP = 2“ für beide Verstärker ein. Sie müssen beide Verstärker für denselben Freigabemodus konfigurieren. Sie müssen die Freigabeeingänge entsprechend dem ausgewählten Modus verbinden, wie in „Verbindung der Aktivierung“ beschrieben.
  • Konfigurieren Sie den Ausgleichskreis, vorzugsweise im zweiten Antrieb (jedoch nicht in beiden), und stellen Sie die Variablen RDPCLAMP, RDPKI und RDPKP ein. Normale Werte sind
    RDPCLAMP = 50
    RDPKI = 13 und
    RDPKP = 300.
  • Diese Werte ändern sich selten. Wenn Sie jedoch die Geschwindigkeit erhöhen müssen, mit der die Kreise ausgeglichen werden, erhöhen Sie RDPKI und RDPKP in 20-%-Schritten, bis die gewünschte Leistung erreicht ist. RDPCLAMP beschränkt den maximalen Ausgabeausgleichsstrom auf 50 RPM. Dies ist die übliche Vorgehensweise bei Fehlern, die beim Geschwindigkeitssollwert und dem Geschwindigkeitswert auftreten.

Halten Sie Abstand zur Maschine. Bereiten Sie sich darauf vor, die Stromverbindung schnell zu trennen, falls das System instabil wird. Setzen Sie eine mechanische Schutzeinrichtung ein, um Personen und Ausrüstung zu schützen, falls das System instabil wird. Wenn Verstärker in den RDP-Modus wechseln, wird das System möglicherweise instabil, selbst wenn es vollständig stabil war, als nur ein Verstärker angesteuert wurde.

  • Aktivieren Sie beide Verstärker. Stellen Sie sicher, dass das System stabil ist, indem Sie die Zahnstange bei schrittweisen Veränderungen in der Geschwindigkeit beobachten. Rechnen Sie damit, dass das System instabil wird, wenn der zweite Antrieb aktiviert wird.
  • Beobachten Sie die Schrittreaktion des einen oder des anderen Motors. Die Schrittreaktion sollte sich oben in der Wellenform befinden, wenn ein Verstärker aktiviert ist, und unten in der Wellenform, wenn beide Verstärker aktiviert sind.
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  • Legen Sie den Ruhestrom entsprechend der Anwendung mit der Variablen ±RDPBIAS fest. Dieser wird in der Regel auf zwischen 10 und 25 % des Dauerstroms des Verstärkers festgelegt. Höhere Ruhestromniveaus halten die Zahnstange mit höheren Lasten unter Spannung oder Druck, verbrauchen aber auch mehr Strom und erzeugen mehr Hitze. Sie reduzieren außerdem das Spitzendrehmoment des Servosystems. Legen Sie RDPBIAS in einem Verstärker positiv und im anderen negativ fest.
  • Wenn eine höhere Servoleistung erforderlich ist, steigern Sie die Proportionalverstärkung (GV) und die Integralverstärkung (GVTN) in beiden Antrieben in 10-%-Schritten. Das Erhöhen der Verstärkungen der Servoregelkreise kann eine Instabilität im RDP-Ausgleichsstrom verursachen, die sich durch hochfrequente, nachhaltige Schwankungen äußert.

Mit mehr als zwei Verstärker

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Falls mehr als zwei Verstärker erforderlich sind, um ausreichend Drehmoment für eine Anwendung bereitzustellen, können paarweise Drehmomentantriebe ergänzt werden. Dies ist nur möglich, wenn der externe Regler die Lagerregelung vornimmt und analoge Drehzahlbefehle gleichzeitig an zwei Verstärker sendet. Der zweite Analogausgang des RDP-Antriebs 1 wird für den Drehmomentbefehl an den Drehmomentantrieb verwendet, anstatt dass ein Geschwindigkeitswert an den zweiten Verstärker gesendet wird. Der RDP-Verstärker 2 sendet einen Drehmomentbefehl an den zweiten Drehmomentantrieb. Beachten Sie, dass die Verstärker im RDP-Modus manuell konfiguriert sein müssen, damit sie den Strombefehl an AOUT2 senden können.

Das Tuning muss verändert werden, wenn mehr als zwei Verstärker verwendet werden. Stimmen Sie zunächst das System mit lediglich den beiden Antrieben im RDP-Modus ab, wie oben beschrieben. Sobald dann ein Paar Drehmomentantriebe hinzugefügt wird, wird das auf das System angewendete Drehmoment erhöht, wodurch effektiv die Regelkreisverstärkung erhöht wird. GV muss dann also proportional zu der Gesamtzahl der aktivierten Antriebe reduziert werden. Beispiel: Wenn das Tuning wie oben beschrieben einen Wert von GV = 1 ergibt, wenn nur die RDP-Antriebe angeschlossen sind, muss dieser Wert voraussichtlich auf GV = 0,5 reduziert werden, wenn zwei Drehmomentantriebe ergänzt werden. Beim Hinzufügen von vier Drehmomentantrieben muss der Wert voraussichtlich auf GV = 0,33 reduziert werden. Generell sollte das Produkt von GV und der Anzahl der aktivierten Verstärker stets annähernd konstant sein.

Halten Sie Abstand zur Maschine. Bereiten Sie sich darauf vor, die Stromverbindung schnell zu trennen, falls das System instabil wird. Setzen Sie eine mechanische Schutzeinrichtung ein, um Personen und Ausrüstung zu schützen, falls das System instabil wird. Wenn Verstärker in den RDP-Modus wechseln, wird das System möglicherweise instabil, selbst wenn es vollständig stabil war, als nur ein Verstärker angesteuert wurde.