Przykłady uruchomienia systemu

Transkrypt

01.05
Spis treści
1
2
3
Wstęp ....................................................................................................................1-3
Budowa stanowiska szkoleniowego CNC SINUMERIK.........................................2-4
Uruchomienie systemu SINUMERIK 840D/810D ..................................................3-5
3.1
Uruchomienie programu PLC w systemie SINUMERIK 840D........................3-5
3.1.1
Obsługa programu SIMATIC STEP 7......................................................3-6
3.1.2
Instalacja podstawowego programu PLC (Toolbox)................................3-7
3.1.3
Tworzenie projektu programu PLC dla Systemu 840/810D ..................3-10
3.1.4
Transmisja programu PLC do sterownika .............................................3-26
3.1.5
Struktura programu PLC. ......................................................................3-31
3.2
Uruchomienie NC SINUMERIK 840D...........................................................3-42
3.2.1
Czynności wstępne ...............................................................................3-42
3.2.2
Ustawienie poziomu dostępu „Producent”.............................................3-44
3.2.3
Konfiguracja ogólnych danych maszynowych .......................................3-46
3.2.4
Dane maszynowe kanałowe..................................................................3-49
3.2.5
Konfiguracja napędów SIMODRIVE 611D ............................................3-55
3.2.5.1
Przykładowa konfiguracja napędów w stanowisku szkoleniowym: 3-55
3.2.5.2
Zestaw danych maszynowych osiowych, które należy zmienić: ....3-56
3.2.5.3
Procedura konfiguracji napędów w SINUMERIK 840D ..................3-57
3.2.5.4
Procedura konfiguracji napędów dla SINUMERIK 810D................3-90
4 Optymalizacja napędów SIMODRIVE 611D........................................................4-94
4.1
Struktura układu regulacji w układzie SIMODRIVE 611D.............................4-94
4.2
Parametry układów regulacji w układzie SINUMERIK i SIMODRIVE 611D .4-96
4.3
Kryterium optymalnego działania regulatora pozycji ....................................4-97
4.4
Kryterium optymalnego działania regulatora prędkości ..............................4-100
4.5
Zastosowanie funkcji SERVO TRACE w procesie optymalizacji ................4-102
Spis rysunków
Rysunek 1 Stanowisko szkoleniowe SINUMERIK 840D ..............................................2-4
Rysunek 2 Obsługa programu STEP 7.........................................................................3-6
Rysunek 3 Wybór formatu języka programowania STL ..............................................3-25
Rysunek 4 Podłączenie programatora do sterownika PLC.........................................3-26
Rysunek 5 Konfiguracja połączenia SIMATIC ............................................................3-27
Rysunek 6 Przełączniki sterowania pracą NC i PLC ..................................................3-42
Rysunek 7 Struktura układu regulacji w systemie SINUMERIK 840D ........................4-94
1-2
© Siemens AG 2005 Wszelkie prawa zastrzeżone
SINUMERIK 840D/810D Instrukcja uruchomienia systemu - wydanie 01.05
01.05
1 Wstęp
Niniejsza instrukcja jest adresowana dla ludzi, którzy po raz pierwszy stykają się ze
sterowaniami numerycznymi CNC i napędami firmy SIEMENS. Inżynierowie, którzy
mieli już do tej pory styczność z sterowaniem CNC również mogą ją wykorzystać jako
ściągę podczas uruchamiania napędów i sterowań.
Jako przykład użyto w tej książce stanowiska szkoleniowego symulującego tokarkę
składającą się z trzech osi numerycznych: dwóch osi posuwowych i jednego wrzeciona.
Wszystkie przykłady, a w szczególności wartości nastaw danych maszynowych i
program PLC działają poprawnie tylko na stanowisku szkoleniowym.
W prawdziwej maszynie wartości te będą inne, ale metodyka postępowania się nie
zmienia.
1-3
01.05
2 Budowa stanowiska szkoleniowego CNC SINUMERIK
Rysunek 1 Stanowisko szkoleniowe SINUMERIK 840D
2-4
01.05
3 Uruchomienie systemu SINUMERIK 840D/810D
3.1 Uruchomienie programu PLC w systemie SINUMERIK 840D
W niniejszym rozdziale zostanie przedstawiona procedura instalacji i uruchomienia
programu PLC.
Aby załadować program PLC do sterownia SINUMERIK 840D/810D potrzebne są:
1. Programator PG lub komputer PC wyposażony w złącze MPI,
2. Kabel do transmisji danych MPI.
3. Zainstalowane oprogramowanie SIMATIC STEP 7 w wersji 5.2 lub 5.3
Uruchomienie programu PLC należy podzielić na następujące etapy:

Instalacja oprogramowania SIMATIC STEP 7 w wersji minimum 5.2,
Instalacja programu podstawowego PLC dla systemu SINUMERIK (zwanego
dalej w tekście Toolbox’em),
Utworzenie i konfigurację projektu PLC w programie STEP 7,
Zaprojektowanie właściwego programu PLC, którego wykorzystuje standardowe
przykładowe funkcje programu Toolbox wraz z własnymi blokami, które
zapewniają nam pożądaną pracę systemu oraz całej maszyny,
Uruchomienie sterownika PLC i załadowanie programu do sterowania,
Sprawdzenie poprawności działania – testowanie programu PLC.
Ostatni etap tego procesu jest etapem niezwykle żmudnym i czasochłonnym.
Uwaga:
Podczas testowania programu PLC należy zachować szczególną ostrożność.
3-5
01.05
3.1.1 Obsługa programu SIMATIC STEP 7
Na początek krótkie przypomnienie obsługi programu SIMATIC S7
Eksplorator
projektu
Obszar przeglądania, wyboru danych
projektowych
Rysunek 2 Obsługa programu STEP 7
3-6
Tworzenie nowego projektu
Format listy obiektów – duże ikony
Otwarcie istniejącego projektu
Format listy obiektów – małe ikony
Wyświetlenie aktywnych uczestników sieci
Format listy obiektów – szczegóły
Dostęp do karty pamięci S7
Przejście o jeden poziom w górę
Wycięcie obiektu do pamięci
Opcje ustawienia filtra
wyświetlania
Skopiowanie obiektu do pamięci
Konfiguracja sieci SimaticNet
(opcja)
Wstawienie obiektu z pamięci
Uruchomienie symulacji programu
(opcja)
01.05
Transmisja bloków programu do sterownika
Ułożenie okien – kaskada
Praca z programem OFF – line (bez PLC)
Ułożenie okien – obok siebie
poziomo
Praca z programem ON – line (z PLC)
Ułożenie okien – obok siebie
pionowo
Wyświetlenie dużych ikon obiektów
Wyświetlenie pomocy o obiekcie
Wybór rodzaju filtra
wyświetlania
3.1.2 Instalacja podstawowego programu PLC (Toolbox)
Przyciski
Ekran
Objaśnienie
Instalację biblioteki
zawierającej podstawowy
program PLC (Toolbox)
rozpoczynamy od
uruchomienia instalatora
(Install.exe) z katalogu
głównego płyty CD.
Instalator uruchomi się
również automatycznie po
włożeniu płyty do czytnika
CD.
3-7
01.05
Wybieramy wersję
językową i naciskamy
przycisk.
Potwierdzamy wyświetlone
okno dialogowe naciskając
przycisk.
Akceptujemy warunki
licencji
3-8
01.05
Wybieramy pakiety, które
mają być zainstalowane.
Należy zaznaczyć opcję
pierwszą (PLC Toolbox)
oraz opcję drugą
(SINUMERIK add_on).
Pozostałe elementy
możemy zaznaczyć lub nie.
Potwierdzamy wybór
przyciskiem.
Wybrane wcześniej
elementy są teraz
instalowane. Proces
instalacji przebiega
całkowicie automatycznie.
Po zainstalowaniu
wszystkich elementów
kończymy pracę instalatora
naciskając przycisk.
3-9
01.05
3.1.3 Tworzenie projektu programu PLC dla Systemu 840/810D
Tworzenie projektu programu PLC dla systemów sterowania Sinumerik 840D lub
Sinumerik 810 powinniśmy rozpocząć po zainstalowaniu uprzednio biblioteki Toolbox.
Jeżeli bezbłędnie zainstalowaliśmy bibliotekę Toolbox możemy rozpocząć tworzenie
przygotowanie programu PLC poprzez uruchomienie programu SIMATIC STEP 7:
Klikamy dwa razy myszką na ikonę STEP 7 na pulpicie:
Po krótkiej chwili uruchomi się oprogramowanie Step 7:
3-10
01.05
Następnie należy anulować kreatora tworzenia nowego projektu przyciskiem:
.
3-11
01.05
Rozpoczynamy tworzenie projektu krok po kroku według tabelki poniżej:
Przyciski
Ekran
Objaśnienie
Tworzymy projekt
wybierając opcję
„New” z menu „File”
programu Simatic
Manager
lub naciskamy ikonę
przycisku.
lub
W tym miejscu
możemy także
otworzyć uprzednio
założony projekt i
kontynuować jego
edycję.
Wprowadzamy
nazwę projektu np.
„Projekt” w polu
okna dialogowego
oraz naciskamy
przycisk.
3-12
01.05
Przyciski
Ekran
Objaśnienie
Projekt zostaje
utworzony. Pojawia
się okno
„eksploratora”
projektu.
Klikając prawym
przyciskiem myszki
wprowadzamy
stację SIMATIC
S7 300 do projektu
tak jak na rysunku.
Wybieramy opcję
„Insert New Object”
z menu, a później
wybieramy pozycję:
„SIMATIC 300
station”
3-13
01.05
Przyciski
Ekran
Objaśnienie
W lewym oknie
eksploratora
projektu wybieramy
pozycję „SIMATIC
300(1)” po prawej
stronie okna
projektu pojawi się
ikona konfiguracji
sprzętu: „Hardware”.
Uruchamiamy
podwójnym
kliknięciem ikonę
konfiguracji sprzętu
„Hardware”
Uruchomi się okno
programu
konfiguracji sprzętu
wraz z menu wyboru
rodzaju sprzętu.
3-14
01.05
Przyciski
Ekran
Objaśnienie
Wybieramy z gałęzi
drzewa „SIMATIC
300” katalog
„SINUMERIK”
stację:
„810D/840D with
PLC 314C-2DP”
Następnie
przytrzymując lewy
przycisk myszki
przenosimy wybrany
element do lewego
obszaru
eksploratora.
Poprawne
dokonanie wyboru
zostanie
potwierdzone ikoną.
Po pojawieniu się
ikony, zwalnia lewy
przycisk myszy i
czekamy, aż
program skopiuje
wszystkie potrzebne
dane
konfiguracyjne.
3-15
01.05
Przyciski
Ekran
Objaśnienie
Ponieważ w naszym
przykładzie nie
używamy sieci
PROFIBUS –
potwierdzamy okno
konfiguracji sieci
przyciskiem.
Pojawia się nam
pierwszy element,
jakim jest sterownik
SIMATIC S7 300
zintegrowany ze
sterowaniem
SINUMERIK
810D/840D
3-16
01.05
Przyciski
Ekran
Objaśnienie
Kolejny element, jaki
należy dodać tak,
aby opis konfiguracji
sprzętu był zgodny z
rzeczywistością to
moduł wejść/wyjść:
64 wej. / 32 wyj.
Występujący pod
nazwą:
„SIN IO Device”
3-17
01.05
Przyciski
Ekran
Objaśnienie
Ponownie
przenosimy element
„SIN IO Device” do
lewego okna
eksploratora
przytrzymując lewy
przycisk myszki.
Po skopiowaniu
wszystkich danych
do projektu
powinniśmy
otrzymać
konfigurację
składającą się z:
1. Sterownika
S7 300
2. Modułu
peryferii
64wej./32wy.
Linia łącząca oba
elementy obrazuje
nam fizyczne
połączenie
sterownika z
modułem we./wy.
poprzez kabel.
Jeżeli dokonana
przez nas
konfiguracja zgodne
jest ze stanem
faktycznym
dokonujemy zapisu i
kompilacji danych
za pomocą
przycisku
3-18
01.05
Przyciski
Ekran
Objaśnienie
Po naciśnięciu
ikony.
Dane
konfiguracyjne są
kompilowane i
zapisywane w
projekcie.
Po wykonaniu
kompilacji
zauważymy, że w
projekcie PLC
dodana została
ikona symbolizująca
jednostkę PLC
CPU. Do procesora
został również
dowiązany folder
programu. Folder
programu PLC
zawiera dodatkowo
dwa katalogi:
Sources – pliki
źródłowe programu
PLC,
Blocks – bloki
funkcyjne, dane
programu PLC.
3-19
01.05
Przyciski
Ekran
Objaśnienie
Usuwamy
przyporządkowany
do procesora
standardowy blok
programu OB1
używając prawego
przycisku myszy i
funkcji „Delete” lub
klawisza.
Następnie ponownie
otwieramy okno
wyboru
projektu/biblioteki za
pomocą menu „File”
oraz „Open” lub przy
użyciu przycisku.
3-20
01.05
Przyciski
Ekran
Objaśnienie
Wybieramy
zakładkę „Libraries”
(biblioteki).
Zaznaczamy świeżo
wcześniej
zainstalowaną
bibliotekę Toolbox
gp8x0d65.
Otwieramy
bibliotekę
przyciskiem.
Kopiujemy plik
symboli „Symbole”
z folderu programu
gp8x0d biblioteki
gp8x0d65.
3-21
01.05
Przyciski
Ekran
Objaśnienie
Wklejamy tak
skopiowany plik
symboli do projektu
PLC.
Potwierdzamy
przyciskiem, że
nadpisujemy
wszystkie symbole
PLC istniejące już w
projekcie.
Zaznaczamy i
kopiujemy wszystkie
pliki źródłowe z
folderu „Quellen”
biblioteki.
Kopiujemy
zawartość do
folderu „Sources” w
projekcie.
3-22
01.05
Przyciski
Ekran
Objaśnienie
Zaznaczamy
wszystkie bloki z
folderu „Bausteine”.
Kopiujemy
zawartość folderu
do projektu.
Okno dialogowe
kopiowania bloków
STEP 7.
3-23
01.05
Przyciski
Ekran
Objaśnienie
Otwieramy
dwukrotnym
kliknięciem myszki
plik źródłowy
gpob840d.
Dokonujemy
kompilacji pliku
źródłowego.
Okno dialogowe
postępu kompilacji
programu
źródłowego.
3-24
01.05
Przyciski
Ekran
Objaśnienie
Proces kompilacji
powinien się
zakończyć bez
błędów i ostrzeżeń.
W wyniku procesu kompilacji tworzone są wszystkie potrzebne bloki dla poprawnego
działania programu podstawowego PLC (Toolbox):
Bloki: OB1, OB100, OB 40. W następnych rozdziałach szczegółowo omówimy funkcje
tych bloków oraz przykłady ich prawidłowej parametryzacji. Warto upewnić się również,
że środowisko SIMATIC jest skonfigurowane do obsługi niemieckiej mnemoniki języka
STL.
Konfigurujemy to w Menu „Options”, zakładka „Customize”:
Rysunek 3 Wybór formatu języka programowania STL
3-25
01.05
3.1.4 Transmisja programu PLC do sterownika
a) Przed przystąpieniem do transmisji programu PLC do sterownika należy upewnić
się czy nasz programator (komputer PC) jest poprawnie podłączony do
sterowania.
Adresy MPI
2
0
Rysunek 4 Podłączenie programatora do sterownika PLC
b) Jeżeli już poprawnie podłączymy programator (komputer PC) do sterowania PLC
warto sprawdzić, czy nasze połączenie działa poprawnie. Uruchamiamy ikonę
konfiguracji połączeń programu SIMATIC otwierając wcześniej „Panel
Sterowania” systemu Windows:
3-26
01.05
Rysunek 5 Konfiguracja połączenia SIMATIC
c) Klikając dwa razy ikonę
uruchamiamy okno konfiguracji połączeń SIMATIC:
d) Wybieramy sterownik komunikacyjny MPI oraz klikamy przycisk
:
e) Upewniamy się, że został wybrany adres urządzenia „0” oraz prędkość transmisji
187,5Kbps. Następnie potwierdzamy bieżącą konfigurację przyciskiem
.
f) Z kolei wybieramy okienko diagnostyki połączenia przyciskiem
:
3-27
01.05
g) Wybieramy zakładkę Hardware, naciskamy przycisk
. Program
sprawdza poprawność działania sterownika karty komunikacyjnej sygnalizując
informację o statusie w kolumnie „status”.
3-28
01.05
h) Ponownie powracamy do zakładki „Profibus/MPI Network Diagnostics”.
Sprawdzamy poprawność działania komunikacji przyciskiem
i) Naciskamy przycisk
„na magistrali” MPI
.
. Odczytane zostaną aktywne urządzenia obecne
j) Na ekranie statusu ukazały się (oprócz aktywnej stacji programatora – adres 0)
wyświetlony został adres PLC („2”) oraz adres NC („3”)
3-29
01.05
Uwaga:
Powyższa procedura pozwala na jednoznaczne sprawdzenie komunikacji programatora
(komputera PC) ze sterownikiem PLC. W zależności od konfiguracji sprzętowej
programatora (komputera PC) możemy mieć zainstalowane różne karty komunikacyjne
– w naszym przykładzie jest to karta CP 5611.
3-30
01.05
3.1.5 Struktura programu PLC.
Zadaniem programu PLC jest zapewnienie logicznego sterowania pracą maszyny.
Oprócz obsługi urządzeń peryferyjnych (wyłączniki krańcowe, pompy, elektrozawory)
zadaniem programu PLC jest logiczne sterowanie pracą układu całego sterowania CNC
i napędów.
W niniejszym rozdziale przytoczymy tylko niektóre funkcje programu podstawowego
PLC (Toolbox), które są bezwzględnie potrzebne (jako minimum) do zapewnienia pracy
sterowania SINUMERIK i napędów SIMODRIVE.
Uwaga:
Szczegółowy opis wszystkich funkcji znajdziecie Państwo w dokumentacji firmy
SIEMENS:
SINUMERIK 840D/840Di/810D Opis działania. Maszyna podstawowa (część 1), Program podstawowy PLC (P3).
Aby nasz system sterowania funkcjonował poprawnie należy wywołać i odpowiednio
sparametryzować następujące funkcje standardowe programu podstawowego PLC
(Toolbox) w poszczególnych blokach organizacyjnych programu PLC:

Blok organizacyjny OB1
Nr bloku/funkcji
nazwa
opis działania
FC 2
GP_HP
Funkcja realizująca komunikację (wymianę danych)
pomiędzy:
•
NC
•
PLC
•
pulpitami maszynowymi MSTT (maksymalnie
dwa pulpity
•
Pulpitami ręcznymi typu: BHG (HHU), PHG
(HPU), HT6
Uwaga:
Wywołanie funkcji FC 2 (call) musi zawsze być
umieszczone na początku bloku OB1 (jako pierwsza
instrukcja programu).
3-31
01.05
FC 19
MCP_IFM
Funkcja ta programuje działanie wszystkich
standardowych przycisków i lampek panelu MSTT 19”.
Przyciski użytkownika (bez opisów i etykiet) można
dowolnie oprogramować w funkcji FC 30.
Parametry wywołania funkcji:
•
BAGNo – nr grupy roboczej (BAG’u)
standardowa wartość:= B#16#1
•
ChanNo – nr kanału standardowa wartość:=
B#16#1
•
SpindleIFNo – nr kolejny osi, która jest
wrzecionem w naszym przypadku:= B#16#3
•
FeedHold – sygnał zwrotny do blokowania
posuwu osi
•
SpindleHold – sygnał zwrotny do blokowania
obrotów wrzeciona.
Uwaga:
W omawianym przykładzie używamy pulpitu
maszynowego MSTT typu 19” M. Dla innych pulpitów
(MSTT 19” T, MSTT Slimline, HT6/HPU) zostały
przygotowane inne funkcje (FC 25, FC 24, FC 26)
FC 30
AUX
Program użytkownika – dowolny kod programu PLC
sterujący pracą sterowania i maszyny. W omawianym
przykładzie stanowiska szkoleniowego użyto funkcji FC
30. Można użyć dowolnej innej funkcji, która nie jest
używana przez program podstawowy PLC (Toolbox).
Uwaga:
Funkcja FC 30 musi zawierać obsługę pewnych
sygnałów interfejsowych PLC dla: napędów, osi,
kanału, grupy roboczej BAG tak, aby sterowania
pracowało poprawnie. Lista tych sygnałów zostanie
omówiona w dalszej części.
3-32
01.05
FC 10
AL_MSG
Transmisja komunikatów i alarmów z bloku
interfejsowego DB2 na pulpit operatora HMI.
Parametry wywołania funkcji:
•
ToUserIF – Aktywacja transmisji. Standardowa
wartość:= TRUE
•
Quit – sygnał kwitowania alarmów. Można tutaj
podstawić dowolny sygnał z pulpitu lub markera.
W naszym przykładzie jest to przycisk „reset”
na pulpicie MSTT.
3-33
01.05
Poniższy rysunek przedstawia przykładową zawartość bloku OB 1:

Blok organizacyjny OB100
Nr bloku/funkcji
nazwa
opis działania
FB 1
RUN_UP
Funkcja konfiguruje program podstawowy PLC
(Toolbox)
Uwaga:
Blok OB 100 jest wykonywany tylko raz po
uruchomieniu sterownika PLC.
3-34
01.05
Przykład wywołania funkcji FB 1:
3-35
01.05
Uwaga:
Szczegółowy opis wszystkich funkcji znajdziecie Państwo w dokumentacji firmy
SIEMENS:
SINUMERIK 840D/840Di/810D Opis działania. Maszyna podstawowa (część 1), Program podstawowy PLC (P3).
3-36
01.05

Funkcja użytkownika FC 30
Poniższe sygnały powinny być użyte (jako minimum) dla zapewnienia poprawnej pracy
sterowania i napędów.
Nr sygnału/
symbol
We / Wy
Opis
DB31.DBX1.5
Wyjście
Wybór i aktywacja pierwszego systemu
pomiarowego (enkoder silnika) dla pierwszej osi
(X1).
"Axis1".A_PosMeas1
Uwaga:
Aby wybrać drugi system pomiarowy (liniał)
należy użyć sygnału DB31.DBX1.6
DB32.DBX1.5
Wyjście
"Axis2".A_PosMeas1
pomiarowego (enkoder silnika) dla drugiej osi
(Z1).
Uwaga:
Aby wybrać drugi system pomiarowy (liniał)
należy użyć sygnału DB32.DBX1.6
DB33.DBX1.5
Wyjście
"Axis3".A_PosMeas1
pomiarowego (enkoder silnika) dla trzeciej osi
(WR1).
Uwaga:
Aby wybrać drugi system pomiarowy
(enkoder) należy użyć sygnału DB33.DBX1.6
DB10.DBX108.7
Wejście
Informacja zwrotna z systemu o gotowości
jednostki NC.
Wyjście
Adres wyjścia PLC sterującego stycznikiem
załączającym obwody pomocnicze.
Wejście
Adres wejścia PLC, pod który podłączono
przycisk wyłączenia awaryjnego E-STOP.
Wyjście
Sygnał informujący NC o aktywnym stanie ESTOP (wyłączenie awaryjne).
T20
Wejście/
"E-STOP Delay"
Wyjście
Zegar opóźniający wyłączenie napędów
SIMODRIVE. Osie: X1, Z1, WR1
"NC".E_NCready
Q40.0
"Start_napedy"
I32.0
"E-STOP"
DB10.DBX56.1
"NC".A_EMERGENCY
3-37
01.05
DB31.DBX2.1
Wyjście
Zezwolenie pracy dla regulatora pierwszej osi
(X1)
Wyjście
Zezwolenie pracy dla regulatora drugiej osi (Z1)
Wyjście
Zezwolenie pracy dla regulatora trzeciej osi
(WR1)
Wyjście
Zezwolenie pracy dla modułu mocy pierwszej osi
(X1)
Wyjście
Zezwolenie pracy dla modułu mocy drugiej osi
(Z1)
Wyjście
Zezwolenie pracy dla modułu mocy trzeciej osi
(WR1)
Wyjście
Uaktywnienie korektora posuwów szybkich
(Rapid) dla wszystkich osi w kanale.
Wyjście
Uaktywnienie korektora posuwów roboczych dla
wszystkich osi w kanale.
Wyjście
osi pierwszej (X1).
Wyjście
osi drugiej (Z1).
Wyjście
osi trzeciej (WR1).
Wejście
Wartość korektora posuwu (korektor 0-120 % na
pulpicie MSTT)
Wyjście
Wartość korektora posuwów szybkich.
"Axis1".A_ContrEnable
DB32.DBX2.1
DB33.DBX2.1
DB31.DBX21.7
"Axis1".A_PulseEnable
DB32.DBX21.7
DB33.DBX21.7
DB21.DBX6.6
"Chan1".A_RT_ORA
DB21.DBX6.7
"Chan1".A_FD_ORA
DB31.DBX1.7
"Axis1".A_ORactive
DB32.DBX1.7
"Axis1".A_ORactive
DB33.DBX1.7
"Axis1".A_ORactive
DB21.DBB4
"Chan1".A_FD_OR
DB21.DBB5
"Chan1".A_RT_OR
I3.7
Wejście
Przycisk „Reset”
MSTT.
"Reset_MSTT"
DB10.DBX56.2
"NC".A_EMERGENCY_Ackn
Wyjście
na pulpicie maszynowym
Sygnał kwitowania (odwoływania) stanu E-Stop
systemu.
Uwaga:
3-38
01.05
Aby odwołać stan E-Stop sygnał DB10.DBX56.1/
"NC".A_EMERGENCY musi być ustawiony na
„0”.
DB11.DBX0.7
Wyjście
Sygnał resetu grupy roboczej (BAG)
Wyjście
Sygnał resetu kanału (Chanel)
Wejście
Sygnał blokowania posuwów
Wejście
Sygnał blokowania obrotów wrzeciona
Wyjście
Sygnał blokowania posuwu/obrotów dla
pierwszej osi (X1)
Wyjście
Sygnał blokowania posuwu/obrotów dla drugiej
osi (Z1)
Wyjście
Sygnał blokowania posuwu/obrotów dla trzeciej
osi (WR1)
"BAG".A_MGReset
DB21.DBX7.7
"Chan1".A_Reset
M0.0
"Stop_posuwy"
M0.1
"Stop_wrzeciono"
DB31.DBX4.3
"Axis1".A_FDSpStop
DB32.DBX4.3
"Axis2".A_FDSpStop
DB33.DBX4.3
"Axis3".A_FDSpStop
3-39
01.05
Przykład gotowej funkcji FC 30:
3-40
01.05
3-41
01.05
3.2 Uruchomienie NC SINUMERIK 840D
3.2.1 Czynności wstępne
Pierwsze uruchomienie systemu CNC Sinumerik wymaga jego inicjalizacji. Inicjalizacja
polega na wyczyszczeniu całej zawartości pamięci SRAM i załadowaniu standardowych
danych maszynowych producenta.
Aby poprawnie wykonać procedurę inicjalizacji sterowania należy przy wyłączonym
zasilaniu przestawić przełącznik S3 z pozycji 0 na 1.
Następnie włączamy sterowanie i czekamy aż się ono uruchomi. Czekamy do momentu
pojawienia się symbolu: 6.
Następnie przy włączonym zasilaniu przełączamy przełącznik S3 z pozycji 1 na 0.
Sterowanie pracą NC
Sterowanie pracą PLC
Rysunek 6 Przełączniki sterowania pracą NC i PLC
3-42
01.05
Po wykonaniu tej procedury, ekran HMI ma następujący wygląd:
Na ekranie komunikatów wyświetlany jest alarm 4060 „Zostały wpisane standardowe
dane maszynowe”.
Dodatkowo system kasuje do wartości standardowych wszystkie hasła dostępu.
Standardowo wprowadzany jest najniższy poziom dostępu:„kluczyk na pozycji 0”.
3-43
01.05
3.2.2 Ustawienie poziomu dostępu „Producent”
Aby móc zmieniać dane maszynowe w systemie Sinumerik należy wprowadzić hasło
dostępu do poziomu uprawnień: „Producent”:
Przyciski
Ekran
Objaśnienie
Naciskamy przycisk
„menu”
Następnie
przechodzimy do
ekranu
„uruchomienie”
Naciskamy przycisk
konfiguracji hasła.
Naciskamy przycisk
ustawiania hasła.
3-44
01.05
Przyciski
Ekran
Objaśnienie
Wprowadzamy
hasło: SUNRISE.
Potwierdzamy
wprowadzone hasło
klawiszem.
Uwaga:
Wpisywane hasło
jest automatycznie
zasłaniane przez
znaki „*******”.
Uwaga:
Wprowadzone hasło
jest aktywne nawet
po wyłączeniu
zasilania. Należy
zawsze po
zakończeniu
modyfikacji ustawień
przywrócić
poprzedni poziom
zabezpieczeń.
3-45
01.05
3.2.3 Konfiguracja ogólnych danych maszynowych
W danych maszynowych ogólnych konfigurujemy m. in. nazwy osi dla maszyny:
Nr. danej
maszynowej
Wartość Symbol
Opis
MD 10000[0]
X1
AXCONF_MACHAX_NAME_TAB[0]
Nazwa osi maszynowej pierwszej
MD 10000[1]
Z1
Nazwa osi maszynowej drugiej
MD 10000[2]
WR1
Nazwa osi maszynowej trzeciej
Poniżej przykładowa konfiguracja
Przyciski
Ekran
Objaśnienie
Przechodzimy do
ekranu danych
maszynowych.
3-46
01.05
Przyciski
Ekran
Objaśnienie
Wybieramy ekran
ogólnych danych
maszynowych.
Wybieramy daną
MD 10000[0].
X1
Wprowadzamy
wartość X1.
Wybieramy daną
MD 10000[1]
X1
Wprowadzamy
wartość Z1.
3-47
01.05
Przyciski
Ekran
Objaśnienie
Wybieramy daną
MD 10000[2]
WR1
Wprowadzamy
wartość WR1.
3-48
01.05
3.2.4 Dane maszynowe kanałowe
W danych maszynowych kanałowych konfigurujemy m. in.:
• Nazwy osi w kanale (te nazwy używane w programie technologicznym),
• Przyporządkowanie osi maszyny do prostokątnego układu współrzędnych X, Y, Z
• Liczbę osi aktywnych w systemie
Nr. danej
maszynowej
Wartość
Symbol
Opis
MD 20000
CHAN1
CHAN_NAME
Nazwa kanału
MD 20050[0]
1
AXCONF_GEOAX_ASSIGN_TAB[0]
Przyporządkowanie osi
maszynowej do osi X układu
współrzędnych
MD 20050[1]
0
maszynowej do osi Y układu
współrzędnych
MD 20050[2]
2
maszynowej do osi Z układu
współrzędnych
MD 20070[0]
1
AXCONF_MACHAX_USED[0]
Używana oś pierwsza
MD 20070[1]
2
Używana oś druga
MD 20070[2]
3
Używana oś trzecia
MD 20080[0]
X
AXCONF_CHANAX_NAME_TAB[0]
Nazwa pierwszej osi w kanale
MD 20080[1]
Z
Nazwa drugiej osi w kanale
MD 20080[2]
WR
Nazwa trzeciej osi w kanale
Uwaga:
Wartość 0 w danej maszynowej MD 20050[1] oznacza, że do osi Y układu
współrzędnych nie jest przyporządkowana żadna oś. Wartość 1 w MD 20050[0]
oznacza przyporządkowanie osi pierwszej osi maszynowej (X1) do osi X w układzie
współrzędnych prostokątnych. Analogicznie wartość 2 w MD 20050[2] oznacza
przyporządkowanie drugiej osi maszynowej do osi Z w układzie współrzędnych
prostokątnych.
Poniżej procedura konfiguracji danych maszynowych kanałowych.
3-49
01.05
Przyciski
Ekran
Objaśnienie
Przechodzimy do
ekranu danych
maszynowych
kanałowych.
CHAN1
Wybieramy daną
maszynową MD
20000.
Wprowadzamy
wartość „CHAN1”.
Wybieramy daną
maszynową MD
20050[0].
1
Wprowadzamy
wartość 1.
Wybieramy daną
maszynową MD
20050[1].
0
Wprowadzamy
wartość 0.
Wybieramy daną
maszynową MD
20050[2].
2
Wprowadzamy
wartość 2.
3-50
01.05
Przyciski
Ekran
Objaśnienie
Wybieramy daną
maszynową MD
20070[0].
Wprowadzamy
wartość 1.
1
Wybieramy daną
maszynową MD
20070[1].
2
Wprowadzamy
wartość 2.
Wybieramy daną
maszynową MD
20070[2].
3
Wprowadzamy
wartość 3.
Wybieramy daną
maszynową MD
20070[3].
0
Wprowadzamy
wartość 0.
3-51
01.05
Przyciski
Ekran
Objaśnienie
Wybieramy daną
maszynową MD
20080[0].
X
Wprowadzamy
wartość X.
Wybieramy daną
maszynową MD
20080[1].
Z
Wprowadzamy
wartość Z.
Wybieramy daną
maszynową MD
20080[2].
WR
3-52
Wprowadzamy
wartość WR.
01.05
Przyciski
Ekran
Objaśnienie
Wykonujemy NCK
reset.
Potwierdzamy
przyciskiem.
Czekamy na
uaktywnienie
zmienionych nastaw
danych
maszynowych w
systemie CNC.
3-53
01.05
Przyciski
3-54
Ekran
Objaśnienie
01.05
3.2.5 Konfiguracja napędów SIMODRIVE 611D
3.2.5.1 Przykładowa konfiguracja napędów w stanowisku
szkoleniowym:
Nr napędu
Zasilacz
NCU
1
2
Moduł mocy
3
6SN1123-1AA0-0CA1
Oś nr 3 – WR1
50A
6SN1123-1AA0-0BA0
Oś nr 1 – X1
25A
6SN1123-1AA0-0BA0
Oś nr 2 – Z1
25A
Uwaga:
W podanym przykładzie użyto kart
regulacyjnych dwuosiowych i modułów
mocy jednoosiowych. Taka konfiguracja
jest poprawna. Nie można natomiast
używać kart regulacyjnych
jednoosiowych z modułami mocy
dwuosiowymi.
1PH7101-2NF03-0AJ0
WR1
1FK6061-7AF71-2AG0
X1
1FK6061-7AF71-2AG0
Z1
Silniki
3-55
01.05
3.2.5.2 Zestaw danych maszynowych osiowych, które należy zmienić:
Nr. danej
maszynowej
MD 30110
MD 30130
MD 30220
MD 30220
MD 30240
MD 30300
MD 30310
MD 30320
MD 35000
MD 30240
Wartość
X1
2
Z1
3
WR1
1
X1
1
Z1
1
WR1
1
X1
2
Z1
3
WR1
1
X1
2
Z1
3
WR1
1
X1
1
Z1
1
WR1
1
X1
0
Z1
0
WR1
1
X1
0
Z1
0
WR1
1
X1
0
Z1
0
WR1
1
X1
0
Z1
0
WR1
1
X1
Symbol
Opis
CTRLOUT_MODULE_NR[0]
Numer kolejny modułu mocy
CTRLOUT_TYPE
Włączenie wartości zadanej dla
modułu
ENC_MODULE_NR[0]
Numer kolejny modułu
regulacyjnego(mocy) dla pierwszego
systemu pomiarowego (silnik)
ENC_MODULE_NR[1]
Numer kolejny modułu
regulacyjnego(mocy) dla drugiego
systemu pomiarowego (liniał)
ENC_TYPE[0]
Typ enkodera
IS_ROT_AX
Oś obrotowa
ROT_IS_MODULO
Oś obrotowa typu modulo
DISPLAY_IS_MODULO
Wyświetlanie pozycji modulo dla osi
obrotowej
SPIND_ASSIGN_TO_MACHA
X
Przyporządkowanie osi do wrzeciona
ENC_TYPE[0]
Z1
WR1
3-56
01.05
3.2.5.3 Procedura konfiguracji napędów w SINUMERIK 840D
Przyciski
Ekran
Objaśnienie
Przechodzimy do
ekranu danych
maszynowych
osiowych.
Wybieramy daną
maszynową:
X1:MD 300100.
1
Wprowadzamy
wartość 1.
Wybieramy daną
maszynową
X1:MD 300110.
Wprowadzamy
wartość 2
2
3-57
01.05
Przyciski
Ekran
Objaśnienie
Wybieramy daną
maszynową
X1:MD 300130.
1
Wprowadzamy
wartość 1
Wybieramy daną
maszynową
X1:MD 300220[0].
2
3-58
Wprowadzamy
wartość 2
01.05
Przyciski
Ekran
Objaśnienie
Wybieramy daną
maszynową
X1:MD 300220[1].
Wprowadzamy
wartość 2
2
Wybieramy daną
maszynową
X1:MD 300240[0].
Wprowadzamy
wartość 1
1
3-59
01.05
Przyciski
Ekran
Objaśnienie
Wybieramy daną
maszynową
Z1:MD 300100.
1
Wprowadzamy
wartość 1
Wybieramy daną
maszynową
Z1:MD 300110.
3
Wprowadzamy
wartość 3
3-60
01.05
Przyciski
Ekran
Objaśnienie
Wybieramy daną
maszynową
Z1:MD 300130.
1
Wprowadzamy
wartość 1
Wybieramy daną
maszynową
Z1:MD 300220[0].
3
Wprowadzamy
wartość 3
3-61
01.05
Przyciski
Ekran
Objaśnienie
Wybieramy daną
maszynową
Z1:MD 300220[3].
3
Wprowadzamy
wartość 3
Wybieramy daną
maszynową
Z1:MD 300240.
1
Wprowadzamy
wartość 1
3-62
01.05
Przyciski
Ekran
Objaśnienie
Wybieramy daną
maszynową
WR1:MD 300100.
Wprowadzamy
wartość 1
1
Wybieramy daną
maszynową
WR1:MD 300110.
1
Wprowadzamy
wartość 1
3-63
01.05
Przyciski
Ekran
Objaśnienie
Wybieramy daną
maszynową
WR1:MD 30130.
1
Wprowadzamy
wartość 1
Wybieramy daną
maszynową
WR1:MD 30220[0].
1
Wprowadzamy
wartość 1
3-64
01.05
Przyciski
Ekran
Objaśnienie
Wybieramy daną
maszynową
WR1:MD 30220[1].
1
Wprowadzamy
wartość 1
Wybieramy daną
maszynową
WR1:MD 30240.
1
Wprowadzamy
wartość 1
3-65
01.05
Przyciski
Ekran
Objaśnienie
Wybieramy okno
konfiguracji
napędów.
Dołączamy moduł
jednoosiowy dla
wrzeciona WR1 i
potwierdzamy wybór
przyciskiem.
3-66
01.05
Przyciski
Ekran
Objaśnienie
Ponownie
dołączamy kolejny
moduł dla osi X1
Potwierdzamy
wybór przyciskiem.
3-67
01.05
Przyciski
Ekran
Objaśnienie
Dołączamy kolejny
moduł dla osi Z1.
Potwierdzamy
wybór przyciskiem
3-68
01.05
Przyciski
Ekran
Objaśnienie
Zapamiętujemy tak
przygotowaną
konfigurację.
Przechodzimy do
okienka zmiany typu
napędu
3-69
01.05
Przyciski
Ekran
Objaśnienie
Za pomocą strzałek
zmieniamy typ
napędu osi nr 1 z
posuwowego (VSA)
na wrzecionowy
(HSA).
Określamy typ
modułu mocy dla
napędu nr 1 (oś
WR1).
3-70
01.05
Przyciski
Ekran
Objaśnienie
Zatwierdzamy wybór
odpowiedniego
modułu przyciskiem.
Określamy typ
modułu mocy dla
napędu nr 2 (oś Z1).
3-71
01.05
Przyciski
Ekran
Objaśnienie
Zatwierdzamy wybór
odpowiedniego
modułu przyciskiem.
Wykonujemy tą
czynność ponownie
dla napędu nr 3 (oś
Z1)
Zapamiętujemy
konfigurację.
Potwierdzamy
wykonaną
konfigurację.
3-72
01.05
Przyciski
Ekran
Objaśnienie
Naciskamy NCK
reset.
Potwierdzamy chęć
wykonania restartu
NCK.
3-73
01.05
Przyciski
Ekran
Objaśnienie
Uwaga:
Po wykonaniu
restartu NCK
pojawią się trzy
błędy o numerze
300701 dla osi X1,
Z1 i WR1.
Oznacza to, że w
należy
skonfigurować typy
silników
podłączonych do
napędów osi.
Przechodzimy do
danych
maszynowych
3-74
01.05
Przyciski
Ekran
Objaśnienie
Przechodzimy do
obszaru konfiguracji
silników.
(dane maszynowe
napędów)
Wybieramy obszar
wyboru typu silnika.
3-75
01.05
Przyciski
Ekran
Objaśnienie
Wybieramy okno
wyboru silnika dla
napędu osi WR1.
Rozwijamy listę
silników w bibliotece
systemu.
3-76
01.05
Przyciski
Ekran
Objaśnienie
Wybieramy symbol,
który pasuje do
naszego typu
silnika.
Uwaga:
W przypadku, gdy
na liście silników nie
znajdziemy
poprawnego typu
silnika, należy użyć
przycisku
.
Potwierdzamy
wybór silnika.
Uwaga:
Wybrany typ silnika
musi się zgadzać z
rzeczywistym
silnikiem
podłączonym do
napędu. Wybranie
złego typu może
spowodować
uszkodzenie silnika.
3-77
01.05
Przyciski
Ekran
Objaśnienie
i przycisku wyboru
określamy rodzaj
układu
pomiarowego, w
który wyposażony
jest silnik i jego
parametry.
Przechodzimy do
następnego napędu.
(napęd osi X1)
3-78
01.05
Przyciski
Ekran
Objaśnienie
Wyświetlamy okno
wyboru silnika dla
napędu osi X1.
Rozwijamy listę
silników w bibliotece
systemu
3-79
01.05
Przyciski
Ekran
Objaśnienie
Wybieramy symbol,
który pasuje do
naszego typu
silnika.
Uwaga:
W przypadku, gdy
na liście silników nie
znajdziemy
poprawnego typu
przycisku
.
Potwierdzamy
wybór silnika.
Uwaga:
Wybrany typ silnika
rzeczywistym
silnikiem
podłączonym do
napędu. Wybranie
złego typu może
spowodować
uszkodzenie silnika
3-80
01.05
Przyciski
Ekran
Objaśnienie
i przycisku wyboru
określamy rodzaj
układu
pomiarowego, w
który wyposażony
jest silnik i jego
parametry.
Przechodzimy do
ostatniego napędu.
(napęd osi Z1)
3-81
01.05
Przyciski
Ekran
Objaśnienie
Wyświetlamy okno
wyboru silnika dla
napędu osi Z1.
Rozwijamy listę
silników w
bibliotece systemu
3-82
01.05
Przyciski
Ekran
Objaśnienie
Wybieramy symbol,
który pasuje do
naszego typu
silnika.
Uwaga:
W przypadku, gdy
na liście silników
nie znajdziemy
poprawnego typu
przycisku
.
Potwierdzamy
wybór silnika.
Uwaga:
Wybrany typ silnika
rzeczywistym
silnikiem
podłączonym do
napędu. Wybranie
złego typu może
spowodować
uszkodzenie silnika
3-83
01.05
Przyciski
Ekran
Objaśnienie
i przycisku wyboru
określamy rodzaj
układu
pomiarowego, w
który wyposażony
jest silnik i jego
parametry.
Włączamy okno
konfiguracji opcji
wyświetlania
danych
maszynowych
napędu.
3-84
01.05
Przyciski
Ekran
Objaśnienie
Wyłączamy filtr
wyświetlania
danych
maszynowych
napędu
Potwierdzamy
ustawienie.
3-85
01.05
Przyciski
Ekran
Objaśnienie
Widać teraz
wszystkie dane
maszynowe
napędu.
Wybieramy opcję
zapisu zbiorów INI.
Zapisujemy zbiory
INI na dysku PCU.
3-86
01.05
Przyciski
Ekran
Objaśnienie
Potwierdzamy zapis
zbiorów INI dla
wszystkich
napędów.
Wykonujemy restart
NCK.
3-87
01.05
Przyciski
3-88
Ekran
Objaśnienie
01.05
Przyciski
Ekran
Objaśnienie
Wszystkie dane dla napędów i osi zostały poprawnie przyjęte.
3-89
01.05
3.2.5.4 Procedura konfiguracji napędów dla SINUMERIK 810D.
W przypadku sterowania SINUMERIK 810D większość procedur konfiguracyjnych nie
różni się od tych stosowanych w systemie SINUMERIK 840D.
Jedyna różnica w konfiguracji wynika z tego, że w sterowaniu SINUMERIK 810D
napędy i wejścia pomiarowe są już zintegrowane ze sterowaniem numerycznym w
jednym module CCU BOX.
Wybieramy okno
konfiguracji
napędów.
Dołączamy moduł
810D i
potwierdzamy wybór
przyciskiem.
3-90
01.05
Zapamiętujemy tak
przygotowaną
konfigurację.
Określamy typ
modułu mocy CCU
BOX.
Zatwierdzamy
wybór modułu.
3-91
01.05
Zapamiętujemy
konfigurację.
Potwierdzamy
wykonaną
konfigurację.
Naciskamy NCK
reset.
3-92
01.05
Potwierdzamy chęć
wykonania restartu
NCK.
Uwaga:
Numeracja napędów musi być prowadzona zgodnie z dokumentacją firmy SIEMENS.
W innych przypadkach sterowanie nie będzie działać poprawnie.
3-93
01.05
4 Optymalizacja napędów SIMODRIVE 611D
Optymalizacja napędów polega na odpowiednim dostrojeniu układu napędowego do
warunków zewnętrznych. Odpowiedni dobór nastaw regulatorów pozwala osiągnąć
najlepsze parametry pracy w zakresie dynamiki osiągania pozycji oraz dynamiki
osiąganych prędkości. Duża dynamika osi (napędu) oznacza zdolność napędu do
szybkiego osiągania zadanej pozycji i prędkości – parametry te mają także istotny
wpływ na czasy obróbcze obrabiarek i na długości cyklów technologicznych.
Z tego powodu proces optymalizacji jest bardzo istotny dla uzyskania możliwie jak
najwyższych osiągów układu napędowego.
4.1 Struktura układu regulacji w układzie SIMODRIVE 611D
Rysunek 7 Struktura układu regulacji w systemie SINUMERIK 840D
Podstawowy układ regulacji napędu SIMODRIVE 611D składa się z kilku regulatorów.
Każdy regulator tworzy tzw. zamkniętą pętlę regulacji. W skład każdej z pętli regulacji
wchodzą (oprócz regulatora): sygnał wartości zadanej, sygnał potwierdzenia – wartości
oczekiwanej danej wielskości, węzły sumacyjne. Całość tworzy tzw. Kaskadowy układ
regulacji, który polega na tym, że jeden regulator tworzy wartość zadaną dla innego
regulatora.
a) Pętla regulacji pozycji:
Regulator pozycji ma za zadanie doprowadzić silnik do osiągnięcia zadanej
pozycji. Wartością zadaną dla regulatora pozycji jest pozycja napędu osi
otrzymywana z CNC. Wartością oczekiwaną jest aktualna pozycja osi, która jest
mierzona za pomocą układu pomiarowego pozycji (enkoder) zamocowanego na
wałku silnika. Regulator pozycji jest odpowiedzialny za generowanie wartości
zadanej dla regulatora prędkości.
4-94
01.05
b) Pętla regulacji prędkości:
Regulator prędkości ma za zadanie doprowadzić silnik do osiągnięcia zadanej
prędkości obrotowej. Wartością zadaną dla regulatora prędkości jest poziom
obrotów silnika mierzony w obr./min. Wartością oczekiwaną jest aktualny poziom
obrotów silnika, który jest mierzony za pomocą enkodera. Regulator prędkości
generuje wartość zadaną dla regulatora prądu.
c) Pętla regulacji prądu:
Regulator prądu odpowiada za kontrolę i sterowanie prądem płynącym przez
silnik.
Uwaga:
W systemie SINUMERIK/SIMODRIVE parametry regulatora zależą od typu
silnika. Podczas uruchamiania napędów parametry te są automatycznie
ustawiane. Nie zaleca się samodzielnej modyfikacji tych parametrów.
Samodzielne modyfikacje mogą doprowadzić do spalenia uzwojeń silnika.
Nastawy regulatora prądu są już optymalne!
d) Węzły sumacyjne:
Zadaniem węzłów sumacyjnych jest porównywanie wartości zadanej z wartością
otrzymaną. Różnica tych dwu wielkości jest nazywana uchybem regulacji. Uchyb
regulacji powinien być „0” dla idealnego regulatora. W praktyce nigdy nie ma
wartości zero.
Uwaga:
Prezentowana w niniejszym rozdziale metoda optymalizacji napędów opiera się na
inżynierskiej ocenie jakości przebiegów regulacji.
Optymalizacja napędów nie może być stosowana jako „panaceum” na mechaniczne
usterki i wady w konstrukcji zespołów napędowych. W naszych przykładach zakładamy,
że konstrukcja mechaniczna zespołów napędowych (śruba, prowadnice) jest poprawna.
4-95
01.05
4.2 Parametry układów regulacji w układzie SINUMERIK i SIMODRIVE
611D
Wyróżniamy następujące dane maszynowe osiowe i napędowe, które parametryzują
omówione powyżej regulatory.
Regulator pozycji
MD 32200
Dana ta określa wartość nastawy
wzmocnienia regulatora pozycji.
POSCTRL_GAIN
Regulator prędkości
MD 1407
SPEEDCTRL_GAIN_1
MD 1409
SPEEDCTRL_INTEGRATOR_TIME_1
wzmocnienia regulatora prędkości.
czasu całkowania regulatora
prędkości.
Regulator prądu
MD 1120
CURRCTRL_GAIN
MD 1121
CURRCTRL_INTEGRATOR_TIME
wzmocnienia regulatora prądu.
czasu całkowania regulatora
prądu.
Uwaga:
Powyższe dane występują w postaci indeksów [0], [1], … Dany indeks odpowiada
zestawowi parametrów napędowych lub osiowych, które mogą być zmieniane poprzez
interfejs PLC. Domyślnie obowiązuje dana maszynowa z indeksem zero (…[0]).
Uwaga:
Wartości danych MD 1120, MD 1121 są ustalane przez producenta silnika. Nie należy
ich zmieniać bez potrzeby.
4-96
01.05
4.3 Kryterium optymalnego działania regulatora pozycji
Regulator pozycji powinien być tak dostrojony, aby w możliwie najkrótszym czasie
„osiągnął” zadaną pozycję. Ponieważ zwykle silnik porusza jakąś masę (śruba, łoże) to
w przypadku zbyt dużej wartości w MD 32200 dochodzi do efektu tzw. przeregulowania.
Przeregulowanie polega na chwilowym przekroczeniu wartości pozycji „ponad” wartość
zadaną. Jest to zjawisko niekorzystne, gdyż takie „przeregulowania” znajdą swoje
odbicie na powierzchni obrabianego detalu. Ekstremalnym rodzajem przeregulowań są
drgania napędu, które mogą spowodować zniszczenie maszyny i obrabianego detalu.
Zbyt mała wartość w MD 32200 spowoduje efekt przeciwny tzn. układ nie będzie w
stanie osiągnąć ustalonej pozycji w akceptowalnym czasie. W praktyce w układach
regulacji pozycji nie można sobie pozwolić na jakiekolwiek przeregulowania lub efekt
nie osiągnięcia pozycji.
Dobór odpowiedniej wartości MD 32200 stanowi kompromis pomiędzy: czasem
osiągnięcia pozycji a brakiem przeregulowań.
Standardowo przyjmuje się wartość danej MD 32200 jako „1”. Wartość ta zapewnia
poprawną pracę układu regulacji położenia dla silnika bez (lub z małym) obciążeniem
mechanicznym
Dana MD 32200 posiada wymiar [1/s].
Poniżej pokażemy kilka przykładów przebiegów wartości zadanych regulatora i wartości
pozycji rzeczywistej.
MD32200
Przebieg nie
optymalny. Na
0,3
wykresie widać, że
oś nigdy nie osiąga
zadanej pozycji.
4-97
01.05
MD32200
1
MD32200
1,5
4-98
Na tym wykresie
widać, że czas
osiągnięcia pozycji
zadanej przez oś to
ok. 0,67 sekundy.
Jest to przebieg
nieoptymalny, gdyż
czasy dojazdu są
zbyt długie i
znacznie
wydłużyłyby cykl
technologiczny.
Przebieg całkowicie
optymalny. Na
wykresie nie widać
przeregulowań czas
dojazdu ok. 0,43
sek.
01.05
MD32200
2
MD32200
6
Przebieg
nieoptymalny. Na
wykresie widać
przeregulowanie,
które zostanie
uwiecznione w
postaci rysy na
obrabianym detalu
Ekstremalnie duża
wartość
wzmocnienia
regulatora
powoduje drgania
silnika.
4-99
01.05
4.4 Kryterium optymalnego działania regulatora prędkości
W układzie regulacji prędkości kryterium optymalnego przebiegu regulacji nie jest już
tak ostre jak w układzie regulacji pozycji.
Okazuje się, że dopuszczenie do niewielkich przeregulowań (rzędu 5-10 %) wartości
zadanej wydatnie polepsza dynamikę układu regulacji. Innymi słowy napęd dużo
szybciej osiąga wartość zadaną.
Z inżynierskiego punktu widzenia, można dopuścić do tego typu przeregulowań. W
praktyce krótkotrwała odchyłka od prędkości zadanej (jej przekroczenie) nie powoduje
zauważalnych zmian w jakości procesu technologicznego.
Dodatkowym atutem regulatora prędkości jest tzw. stała czasowa całkowania
(MD1409), która to stała wprowadza dodatkowy element w algorytmie regulacji
położenia znacznie przyspieszający proces regulacji.
Przed przystąpieniem do optymalizacji należy zredukować przyspieszenie osi (MD
32300 MAX_AX_ACCEL) tak, aby mieć pewność, że napęd nie pracuje na ograniczeniu
prądowym podczas przyspieszania i zwalniania.
Proces optymalizacji regulatora prędkości dzielimy na dwa etapy:
I. Optymalizacji części stałej regulatora prędkości (MD1407) przy wyłączonym
członie całkującym (MD 1409=0). Wartość MD 1407 dobieramy tak, aby uzyskać
przebieg z przeregulowaniem wartości rzeczywistej rzędu 5-10% wartości zadanej.
II. Optymalizacji członu całkującego (MD 1409) do najmniejszej z możliwych
wartości, której czas osiągnięcia wartości zadanej prędkości jest najkrótszy.
Wartość MD 1407 posiada wymiar [Nm*s/rad].
Wartość MD 1409 podawana jest w [ms].
4-100
01.05
Oto kilka przykładów przebiegów prędkości rzeczywistej i prędkości zadanej dla silnika
wrzeciona.
MD1407
5
MD1409
10
MD1407
10
MD1409
0
MD1407
20
MD1409
0
Przebieg
nieoptymalny –
duże początkowe
przeregulowanie
Przebieg bez części
regulatora
całkującego – małe
wzmocnienie
Przebieg bez części
regulatora
całkującego – duże
wzmocnienie
4-101
01.05
MD1407
10
Przebieg
optymalny. Brak
dużego
przeregulowania,
bardzo szybkie
dojście do wartości
zadanej.
MD1409
5
4.5 Zastosowanie funkcji SERVO TRACE w procesie optymalizacji
Do obserwacji i rejestracji przebiegów przydatna jest funkcja Servo Trace. Funkcja ta
jest dostępna tylko w PCU 50/70.
W przypadku, gdy nasze sterowanie jest wyposażone w PCU 20 można do tego celu
wykorzystać dwukanałowy oscyloskop cyfrowy z pamięcią oraz wyjścia przetworników
CA na kartach regulacyjnych SIMODRIVE.
Przyciski
Ekran
Objaśnienie
Naciskamy przycisk
„menu”
Następnie
przechodzimy do
ekranu
„uruchomienie”
Naciskamy przycisk
konfiguracji hasła.
4-102
01.05
Przyciski
Ekran
Objaśnienie
Naciskamy przycisk
Napędy/Servo
Wybieramy opcję
Servo Trace
4-103
01.05
Przyciski
Ekran
Objaśnienie
Ustawiamy pierwszy
kanał pomiarowy dla
osi X1
Wybieramy rodzaj
wielkości mierzonej
dla pierwszego
kanału jako:
„Wartość
rzeczywista
położenia 1 systemu
pomiarowego”.
4-104
01.05
Przyciski
Ekran
Objaśnienie
Wybieramy rodzaj
wielkości mierzonej
dla drugiego kanału
jako: „Wartość
zadana położenia”.
Wyłączamy
pozostałe dwa
kanały poprzez
wybranie pozycji
„Brak sygnału”.
Uruchamiamy
pomiar przyciskiem.
W każdej chwili
możemy przejść z
tego poziomu do
danych
maszynowych i
danych
maszynowych
napędu.
4-105
01.05
Przyciski
Ekran
Objaśnienie
Jednocześnie
wykonujemy ruch
osią X1 o inkrement
1mm. Z użyciem
przycisków
sterowania JOG:
Zarejestrowane
dane przeglądamy
w obszarze
wyświetlania.
4-106
01.05
Przyciski
Ekran
Objaśnienie
Rozszerzamy menu
funkcyjne „Grafika”.
Wybieramy
powiększenie
górnego okna
„Grafika1”.
4-107
01.05
Przyciski
Ekran
Objaśnienie
Ustalamy parametry
skali dla wykresu
Tace 1
Ustalamy parametry
skali dla wykresu
Tace 2
4-108
01.05
Przyciski
Ekran
Objaśnienie
Wyświetlany
powiększony wykres
w interesującym nas
fragmencie. Na tak
opracowanym
wykresie widać
dobrze efekty
optymalizacji
Analogicznie wykorzystujemy funkcję „Servo Trace” podczas pomiaru odpowiedzi
regulatora prędkości.
-KONIEC-
4-109