Ottimizzazione del regolatore di velocità
L'impostazione ottimale di sistemi di regolazione meccanici complessi presuppone un esperienza nell'esecuzione di procedimenti di messa a punto delle tecnologie di regolazione. Tra questi il calcolo dei parametri del loop di controllo e l'utilizzo di procedure di identificazione.
L'ottimizzazione dei sistemi meccanici meno complessi può essere generalmente eseguita con risultati positivi procedendo in modo sperimentale con il metodo del caso limite aperiodico. Vengono impostati i seguenti parametri:
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Nome parametro Menu HMI Nome HMI |
Descrizione |
Unità Valore minimo Impostazioni di fabbrica Valore massimo |
Tipo di dati R/W Persistente Expert |
Indirizzo parametro con bus di campo |
|---|---|---|---|---|
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(ConF) → (drC-) ( Pn1) |
Coefficiente di proporzionalità (P) del regolatore di velocità. Il valore di default viene ricavato dai parametri motore
In caso di commutazione tra i due record parametri del loop di controllo, i valori vengono adattati in modo lineare tramite il tempo impostato nel parametro CTRL_ParChgTime. Tipo: decimale senza segno - 2 byte Accesso in scrittura tramite Sercos: CP2, CP3, CP4 In passi di 0,0001 A/rpm Le impostazioni modificate diventano effettive immediatamente. |
A/RPM 0,0001 - 2,5400 |
UINT16 R/W per. - |
Modbus 4610 IDN P-0-3018.0.1 |
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(ConF) → (drC-) ( Pn2) |
Coefficiente di proporzionalità (P) del regolatore di velocità. Il valore di default viene ricavato dai parametri motore
In caso di commutazione tra i due record parametri del loop di controllo, i valori vengono adattati in modo lineare tramite il tempo impostato nel parametro CTRL_ParChgTime. Tipo: decimale senza segno - 2 byte Accesso in scrittura tramite Sercos: CP2, CP3, CP4 In passi di 0,0001 A/rpm Le impostazioni modificate diventano effettive immediatamente. |
A/RPM 0,0001 - 2,5400 |
UINT16 R/W per. - |
Modbus 4866 IDN P-0-3019.0.1 |
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(ConF) → (drC-) (tin1) |
Tempo di integrazione regolatore di velocità. Il valore di default viene calcolato
In caso di commutazione tra i due record parametri del loop di controllo, i valori vengono adattati in modo lineare tramite il tempo impostato nel parametro CTRL_ParChgTime. Tipo: decimale senza segno - 2 byte Accesso in scrittura tramite Sercos: CP2, CP3, CP4 In passi di 0,01 ms. Le impostazioni modificate diventano effettive immediatamente. |
ms 0,00 - 327,67 |
UINT16 R/W per. - |
Modbus 4612 IDN P-0-3018.0.2 |
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(ConF) → (drC-) (tin2) |
Tempo di integrazione regolatore di velocità. Il valore di default viene calcolato
In caso di commutazione tra i due record parametri del loop di controllo, i valori vengono adattati in modo lineare tramite il tempo impostato nel parametro CTRL_ParChgTime. Tipo: decimale senza segno - 2 byte Accesso in scrittura tramite Sercos: CP2, CP3, CP4 In passi di 0,01 ms. Le impostazioni modificate diventano effettive immediatamente. |
ms 0,00 - 327,67 |
UINT16 R/W per. - |
Modbus 4868 IDN P-0-3019.0.2 |
verificare e ottimizzare in una seconda fase i valori rilevati, vedere il capitolo Verifica e ottimizzazione del fattore P.
Filtro di grandezza pilota del regolatore di velocità
Se la regolazione della velocità è ottimizzata, con il filtro di grandezza pilota del regolatore di velocità è possibile migliorare la reazione ad un processo transitorio. Per le prime impostazioni del regolatore di velocità, il filtro di grandezza pilota deve essere disattivato.
oDisattivare il filtro di grandezza pilota del regolatore di velocità. Impostare il parametro CTRL1_TAUnref ( CTRL2_TAUnref) sul valore limite inferiore "0".
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Nome parametro Menu HMI Nome HMI |
Descrizione |
Unità Valore minimo Impostazioni di fabbrica Valore massimo |
Tipo di dati R/W Persistente Expert |
Indirizzo parametro con bus di campo |
|---|---|---|---|---|
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(ConF) → (drC-) (tAu1) |
Costante tempo filtrazione per il filtro del valore di consegna della velocità. In caso di commutazione tra i due record parametri del loop di controllo, i valori vengono adattati in modo lineare tramite il tempo impostato nel parametro CTRL_ParChgTime. Tipo: decimale senza segno - 2 byte Accesso in scrittura tramite Sercos: CP2, CP3, CP4 In passi di 0,01 ms. Le impostazioni modificate diventano effettive immediatamente. |
ms 0,00 9,00 327,67 |
UINT16 R/W per. - |
Modbus 4616 IDN P-0-3018.0.4 |
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(ConF) → (drC-) (tAu2) |
Costante tempo filtrazione per il filtro del valore di consegna della velocità. In caso di commutazione tra i due record parametri del loop di controllo, i valori vengono adattati in modo lineare tramite il tempo impostato nel parametro CTRL_ParChgTime. Tipo: decimale senza segno - 2 byte Accesso in scrittura tramite Sercos: CP2, CP3, CP4 In passi di 0,01 ms. Le impostazioni modificate diventano effettive immediatamente. |
ms 0,00 9,00 327,67 |
UINT16 R/W per. - |
Modbus 4872 IDN P-0-3019.0.4 |
Determinazione della catena motrice dell'impianto
Per valutare ed ottimizzare il comportamento transitorio, raggruppare la catena motrice in uno dei due seguenti sistemi.
oSistema con meccanica rigida
oSistema con meccanica poco rigida
Sistemi con meccanica rigida e meno rigida
Determinazione dei valori con meccanica rigida
Con meccanica rigida, l'impostazione della reazione alla regolazione può avvenire in base alla tabella, se:
oil momento d'inerzia del carico e del motore sono noti
oil momento d'inerzia del carico e del motore sono costanti.
Il coefficiente P CTRL_KPn e il tempo di integrazione CTRL_TNn dipendono da:
oJL: momento d'inerzia del carico
oJM: momento d'inerzia del motore
oDeterminare i valori sulla base della seguente tabella:
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JL=JM |
JL=5 * JM |
JL=10 * JM |
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|---|---|---|---|---|---|---|
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JL |
KPn |
TNn |
KPn |
TNn |
KPn |
TNn |
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1 kgcm2 |
0,0125 |
8 |
0,008 |
12 |
0,007 |
16 |
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2 kgcm2 |
0,0250 |
8 |
0,015 |
12 |
0,014 |
16 |
|
5 kgcm2 |
0,0625 |
8 |
0,038 |
12 |
0,034 |
16 |
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10 kgcm2 |
0,125 |
8 |
0,075 |
12 |
0,069 |
16 |
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20 kgcm2 |
0,250 |
8 |
0,150 |
12 |
0,138 |
16 |
Determinazione dei valori con meccanica meno rigida
Per eseguire l'ottimizzazione, si determina il coefficiente P del regolatore di velocità, con il quale la regolazione del numero di giri _v_act ha luogo nel minor tempo possibile senza sovraoscillazione.
oImpostare il tempo di integrazione tCTRL1_TNn (CTRL2_TNn) su infinito (= 327,67 ms).
Se sul motore fermo agisce una coppia del carico, il tempo di integrazione deve essere impostato su un valore non eccessivamente alto, in modo tale che non si verifichi alcuna variazione incontrollata della posizione del motore.
Se il motore viene caricato da fermo, il tempo di integrazione "infinito" può causare errori di posizionamento (ad es. in assi verticali). Ridurre il tempo di integrazione, se questei errori di posizionamento non possono essere accettati dall'applicazione. La riduzione del tempo di integrazione può ripercuotersi negativamente sul risultato dell'ottimizzazione.
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MOVIMENTO INATTESO |
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oAvviare il sistema solo se non vi sono persone o ostacoli all'interno della zona operativa. oAssicurarsi che i valori per la velocità e il tempo non superino il campo di spostamento disponibile. oAssicurarsi che nelle immediate vicinanze di tutte le persone che eseguono dei lavori vi sia un pulsante di ARRESTO DI EMERGENZA funzionante. |
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Il mancato rispetto di queste istruzioni può provocare morte, gravi infortuni o danni alle apparecchiature. |
oLanciare una funzione gradino.
oDopo la prima prova, controllare l'ampiezza massima del valore di corrente nominale _Iq_ref.
Impostare l'ampiezza della grandezza pilota su un valore non eccessivamente alto, in modo che il valore di corrente nominale _Iq_ref si mantenga al di sotto del valore massimo CTRL_I_max. Il valore scelto non deve tuttavia essere troppo basso, per evitare che il comportamento dell'anello di regolazione sia influenzato dai fenomeni di attrito della meccanica.
oSe è stato necessario modificare _v_ref, lanciare di nuovo una funzione gradino e controllare l'ampiezza di _Iq_ref.
oAumentare o ridurre il coefficiente P a piccoli passi finché _v_act esegue la regolazione nel minor tempo possibile. La figura seguente mostra a sinistra il comportamento del transitorio desiderato. Come illustrato a destra, le sovraelongazione si riducono diminuendo il valore CTRL1_KPn (CTRL2_KPn).
_v_ref e _v_act risultano differenti se CTRL1_TNn (CTRL2_TNn) viene impostato su "infinito".
Determinazione di “TNn” con il caso limite aperiodico
Nei sistemi di cazionamento in cui si verificano oscillazioni prima che venga raggiunto il caso limite aperiodico, il coefficiente P “KPn” deve essere diminuito fino a quando le oscillazioni non siano più riconoscibili. Questo caso si presenta spesso negli assi lineari con azionamento a cinghia dentata.
Rilevamento grafico del valore 63%
Determinare graficamente il punto in cui la velocità effettiva _v_act raggiunge il 63% del valore finale. Il tempo di integrazione CTRL1_TNn (CTRL2_TNn) si ricava dal valore sull'asse dei tempi. Il software di messa in servizio assiste l'utente nella valutazione.
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Nome parametro Menu HMI Nome HMI |
Descrizione |
Unità Valore minimo Impostazioni di fabbrica Valore massimo |
Tipo di dati R/W Persistente Expert |
Indirizzo parametro con bus di campo |
|---|---|---|---|---|
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(ConF) → (drC-) (tin1) |
Tempo di integrazione regolatore di velocità. Il valore di default viene calcolato
In caso di commutazione tra i due record parametri del loop di controllo, i valori vengono adattati in modo lineare tramite il tempo impostato nel parametro CTRL_ParChgTime. Tipo: decimale senza segno - 2 byte Accesso in scrittura tramite Sercos: CP2, CP3, CP4 In passi di 0,01 ms. Le impostazioni modificate diventano effettive immediatamente. |
ms 0,00 - 327,67 |
UINT16 R/W per. - |
Modbus 4612 IDN P-0-3018.0.2 |
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(ConF) → (drC-) (tin2) |
Tempo di integrazione regolatore di velocità. Il valore di default viene calcolato
In caso di commutazione tra i due record parametri del loop di controllo, i valori vengono adattati in modo lineare tramite il tempo impostato nel parametro CTRL_ParChgTime. Tipo: decimale senza segno - 2 byte Accesso in scrittura tramite Sercos: CP2, CP3, CP4 In passi di 0,01 ms. Le impostazioni modificate diventano effettive immediatamente. |
ms 0,00 - 327,67 |
UINT16 R/W per. - |
Modbus 4868 IDN P-0-3019.0.2 |
