Kraftregelung

C

Capizzi001

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hallo forum,

meine aufgabe ist es, einen pneumatikzylinder angesteuert über eine s7, gegen einen weichen anschlag mit einer defenierten kraft anzufahren. die frequenz soll mit einem hz erfolgen (also z.b. 500N >> 0N >> 500N >> 0N usw.).

zur verfügung stehen:
eine s7 300, ein kraftsensor, jeweils 1 analog ein- bzw. ausgang und ein festo 5/3 wegeventil mpye-5-1/4-010-B.

erste versuche mit dem softwareregler fb41 waren erfolgreich, leider aber nicht in der gewünschten frequenz.
emotion-6.gif



wie würdet ihr so etwas machen?
emotion-70.bmp


ist das in der frequenz mit pneumatik überhaupt möglich?
emotion-70.bmp


gruß
capizzi001
 
Hallo,
das die Regelstrecke mit dem FB41 zu langsam ist kann ich mir gut vorstellen - m.E. brauchst du die aber auch gar nicht ...
Das Prop-Ventil liefert doch einen konstanten Druck, der proptional der angelegten Ansteuerspannung ist. Also 1V = 1 Bar , 5V = 5 Bar und 10V = 10 Bar. Der Zylinder erzeugt wiederum eine Kraft, die dem Druck protional folgt - also z.B. 500N bei 6Bar. Das brauchst du doch nur passend hinterlegen und umrechnen und die Spannung dann gesteuert (nicht geregelt) ausgeben. Eventuell verifizierst du die Aussteuerung dann über den Kraftsensor.

Gruß
LL
 
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hallo,

erstmal danke für die schnelle antwort.

hatte ich anfangs auch schon mal ausprobiert.
leider ist der istwert pro lastwechsel bei dieser methode nicht konstant.
schwankungen um mehr als 80N - deßhalb wollte ich die kraft regeln......


gruß
capizzi001
 
um mehr also 80 N schwankend ... woher weißt du das ?
Selbstverständlich braucht das Propventil auch eine gewisse Zeit um sich einzustellen (es regelt ja auch).Es ist also möglich, das 1Hz ein wenig schnell ist - der 80N-Fehler muß dann aber wo anders liegen.
Also nochmal - wie hast du das ermittelt ?

Gruß
LL
 
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Capizzi001 schrieb:
der mpye-5-1/4-010-B von festo ist aj auch kein regelventiel, sondern nur ein wegeventil....
Zum Vergrößern anklicken....
Ich habe das Ventil jetzt bei Festo mal nachgesehen.
Mit dem Ding steuerst du natürlich nur den Durchfluß und nicht den Druck. Du hast damit also Recht. Das Ventil wäre dann für deine Aufgabe sehr wahrscheinlich gar nicht geeignet.

...
 
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Ok ich würde es über den Druck machen also Kolbenfläche messen Druck für die entsprechende Kraft ausrechnen.
Zur Steuerung nimmt man dann ein Wegeventil muss aber drauf achten das die Luft nicht zu schnell einströmt sonst gibt es ein Überschwingen des Druckes.
Und dann also Ventil an warten bis der Druck erreicht ist Ventil aus warten bis druck=0 ist.
Die Zeit einfach mit den drosseln am Ventil einstellen.
Um Überdruck zu verhindern einfach Druckbegrenzungsventil einbauen.
Wenn Du z.B. 5,5bar benötigst um 500N zubekommen stell den Regler so ein.
Es gibt auch noch eine Variante mit einen Proportionalventil wird aber teurer
 
ich könnte mir zwei (bzw. drei) Varianten vorstellen.

1. Wenn Du mit den vorhandenen Bauteilen zurechkommen musst, dann würde ich aber wenigstens einen Präzisionsdruckregler (= Druckminderer) vorsehen. Damit kannst Du bei einem schwankenden Versorgungsdruck (z. B. 5 bis 8 bar) einen relativ genauen Sekundärdruck an deinem Wegeventil und damit am Zylinder erreichen. Der am Druckregler eingestellte Druck bestimmt indirekt die Zylinderkraft. Es könnte sein, dass kein nennenswertes Überschwingen eintritt, zumal dein Zylinder gegen einen weichen Anschlag fährt (IKEA-Polster-Prüfmaschine?)
Vorgehensweise bei der Einstellung: Du fährst die Prüfzyklen und drehst jetzt solange am Druckregler, bis der Kraftaufnehmer den richtigen Kraftwert meldet. Schwankende Reibverhältnisse im Dichtungssystem des Zylinders oder in der Führung der Zylinderkolbenstange tragen zur Ungenauigkeit im Kraftaufbau bei, d.h. der Druck wird eben nicht exakt in den zugehörigen Kraftwert umgesetzt!
Du hast ein einfaches System, bei dem aber gelegentlich mal der Druckregler nachjustiert werden muss.

2. Servo-Pneumatik
Du musst dein Wegeventil durch ein Proportional-Wegeventil- bzw. Proportional-Druckregelventil ersetzen. Hierbei wird häufig gleich der zum Proportional-Ventil passende Regelverstärker dazugekauft. In diesem Fall muss die SPS den Regelkreis nur ein und ausschalten. Den Rest macht der Regelverstärker. Man kann aber auch den Regelkreis über den SPS-Analogeingang und -ausgang führen und die SPS regeln lassen.
Für die Rückführung des Istwertes bieten sich zwei Möglichkeiten: Messung der tatsächlichen Kraft mit dem bereits vorhandenen Kraftaufnehmer (dann läuft das auf eine Kraftregelung hinaus). Es wäre aber auch denkbar, mit einem Druckaufnehmer den Druck am Kolbenanschluss des Zylinders zu messen (dann läuft das auf ein Druckregelung hinaus). Schwankende Reibungseinflüsse haben bei der Druckregelung (negativen) Einfluss auf den exakten Kraftaufbau.

Wegen dem weichen Kraftaufbau könnte das mit den 1 Hz problematisch werden. In jedem Fall brauchst Du große Luftquerschitte bei den Druckluftleitungen, damit ein schneller Druck- bzw. Kraftaufbau überhaupt möglich ist. Evtl. müssen auch Schnellentlüftungsventile auf der Kolbenseite eingesetzt werden.
Es könnte ratsam sein, einen Pneumatik-Fachberater anzusprechen.


Gruß
Earny
 
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Bin auch gerade mit dem Festo VPPM am Versuche machen. Funktioniert ganz gut, muss eine Kraft mit 2Hz aufbringen und wieder auf 10% der Maximalkraft reduzieren.

Der Regler arbeitet sehr schnell nur im Bereich von 0-1 bar fehlt es an der Geschwindigkeit. Auf anraten eines Aussendienstmitarbeiters von Festo habe ich nun an der anderen Kolbenkammer des Zylinders ein MS6-LRP angeschlossen und arbeite mit einem konstanten Gegendruck.

Hat noch jemand Erfahrung mit der Haltbarkeit des VPPM??

Gruss bergbauer84
 
Also, das Thema Kraftregelung ist nicht so einfach, da Pneumatik-Zylinder einen ausgeprägten Slip-Stick-Effekt haben. Es wird über dem PID-Regler auf jeden Fall noch einen Spitzenwertregler geben müssen, der die Abweichung vom Sollwert durch eine Überhöhung des Sollkurvenform ausgleicht.

1 Hz finde ich auch nicht wirklich schnell. Mit einem MPYE-Ventil ist deutlich mehr möglich.

Wir machen das mit unseren Reglern ständig. Ist allerdings keine SPS, sondern eine Eigenentwicklung, die wir für Betriebs-/Schwingfestigkeits-Prüfungen entwickelt haben. Mit einem deutlich intelligenteren Regel als einem PID Regler kann man dann auch 10 bis 15 Hz sauber realisieren.

Wen es interessiert : unter d-h-m.de findet ihr mehr.;)

Viele Grüße
Harald
 
CPX-CMAX von festo ;-) mit Proportionalventil,

hab ich hier gerade aufem Tisch liegen, mit dem Modul ist Positionier und Kraftbetrieb möglich, schöne sache allerdings braucht der Zylinder noch ein wegmesssystem.

ansonsten hab ich noch eine alte anlage die genau so arbeitet wie LL beschrieben Proportionalventil und Kraftmessdose gesteuert von einer 200er


grüßel
 
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Das CPX-CMAX sieht schon recht interessant aus. Was kommt dahinter für ein Ventil ein MPYE, damit das Modul selbständig regeln kann ? Oder gibt das Modul nur die Sollwerte vor, die von einem VPxx angeregelt werden ?

Für das Anfahren von Sollpunkten wäre das ja völlig ausreichend.

Wo liegt den das System preislich ?

Viele Grüße
Harald
 
VPWP is dran angeschlossen,
preislich ... hat das teil also cpx mit cmax und propventil waren ca. 800€ bis 1200€ zylinder mit wegmesssystem 600€ den den ich da hab komplett hat 1800€ gekoschd!

grüße
 
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