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Siemens SIMATIC S7-1500 Leitfaden Zur Inbetriebnahme
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Siemens SIMATIC S7-1500 Leitfaden Zur Inbetriebnahme

Positionsgeregeltes antrieb
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Anwendungsbeispiel 02/2016
Leitfaden zur
Inbetriebnahme eines
positionsgeregelten Antriebs
SIMATIC S7-1500, SINAMICS G120
https://support.industry.siemens.com/cs/ww/de/view/109479977

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Verwandte Anleitungen für Siemens SIMATIC S7-1500

Inhaltszusammenfassung für Siemens SIMATIC S7-1500

  • Seite 1 Anwendungsbeispiel 02/2016 Leitfaden zur Inbetriebnahme eines positionsgeregelten Antriebs SIMATIC S7-1500, SINAMICS G120 https://support.industry.siemens.com/cs/ww/de/view/109479977...

  • Seite 2: Gewährleistung Und Haftung

    Weiterführende Informationen über Industrial Security finden Sie unter http://www.siemens.com/industrialsecurity. Die Produkte und Lösungen von Siemens werden ständig weiterentwickelt, um sie noch sicherer zu machen. Siemens empfiehlt ausdrücklich, Aktualisierungen durchzuführen, sobald die entsprechenden Updates zur Verfügung stehen und immer nur die aktuellen Produktversionen zu verwenden.

  • Seite 3: Inhaltsverzeichnis

    Inhaltsverzeichnis Inhaltsverzeichnis Gewährleistung und Haftung ..................2 Aufgabe....................... 4 Übersicht ....................4 Lösung ........................ 5 Übersicht ....................5 Hard- und Software-Komponenten ............6 2.2.1 Gültigkeit....................6 2.2.2 Verwendete Komponenten ..............6 Funktionsweise ....................7 Ablauf der Inbetriebnahme ..............7 Inbetriebnahme des Antriebs ............... 9 3.2.1 Überprüfung von Drehzahl, Drehrichtung und Regelsinn ....

  • Seite 4: Aufgabe

    1.1 Übersicht Aufgabe Übersicht Einführung/Einleitung Die SIMATIC S7-1500 Steuerungen unterstützen die Anbindung von PROFIdrive fähigen Antrieben über PROFINET oder PROFIBUS als Positionierachse. In dem vorliegenden Dokument soll aufgezeigt werden, mit welchen Maßnahmen die Genauigkeit und Performance eines positionsgeregelten Antriebs verbessert werden kann.

  • Seite 5: Lösung

    2 Lösung 2.1 Übersicht Lösung Übersicht In dem vorliegenden Dokument soll in kurzen Schritten erläutert werden, wie ein positionsgeregelter Antrieb in Betrieb genommen werden kann. Abbildung 2-1: Projektierung des Antriebs Die Erläuterung der Vorgehensweise erfolgt in folgenden Unterpunkten: 1. Inbetriebnahme des Antriebs und Optimierung der Drehzahlregelung 2.

  • Seite 6: Hard- Und Software-Komponenten

    2.2.1 Gültigkeit Diese Applikation ist gültig für  TIA Portal (STEP 7 und Startdrive) ab V13 SP1  SIMATIC S7-1500 Steuerung  SINAMICS G120 Frequenzumrichter 2.2.2 Verwendete Komponenten Die in diesem Dokument enthaltenen Aufzeichnungen wurden mit den nachfolgenden Komponenten erstellt.

  • Seite 7: Funktionsweise

    3 Funktionsweise 3.1 Ablauf der Inbetriebnahme Funktionsweise Ablauf der Inbetriebnahme Inbetriebnahme des SINAMICS Antriebs Die Inbetriebnahme des positionsgeregelten Antriebs erfolgt in zwei Schritten. Als erstes muss der Antrieb parametriert werden. Dabei werden insbesondere die Motor- und Geberdaten dem Antrieb übermittelt. Anschließend besteht die Möglichkeit, den im Antrieb befindlichen Drehzahlregler zu optimieren.
  • Seite 8 3 Funktionsweise 3.1 Ablauf der Inbetriebnahme Abbildung 3-2: Regler im Technologieobjekt Vorsteuerung Sollposition Interpolator Lageregler Istposition Für die Inbetriebnahme des Technologieobjekts werden folgende Punkte aufgezeigt: 1. Einstellung des Positionsgebers überprüfen 2. Drehzahlnormierung, Zählrichtung und Dynamik prüfen 3. Lageregler optimieren 4. Vorsteuerung optimieren Inbetriebnahme eines Positionierantriebs Beitrags-ID109479977, V1.0,...

  • Seite 9: Inbetriebnahme Des Antriebs

    3 Funktionsweise 3.2 Inbetriebnahme des Antriebs Inbetriebnahme des Antriebs In diesem Kapitel wird die Inbetriebnahme des SINAMICS Antriebes beschrieben. Abbildung 3-3: Projektierung des Antriebs Es ist zu empfehlen, zu Beginn der Inbetriebnahme den Inbetriebnahme-Assistent auszuführen. Hier werden dem Antrieb unter anderem die Daten des Motors und des Gebers übermittelt.

  • Seite 10: Optimierung Des Drehzahlreglers

    3 Funktionsweise 3.2 Inbetriebnahme des Antriebs Hinweis Beim ersten Einschalten des Antriebs kann dieser unkontrollierte Bewegungen ausführen. Dies kann vorkommen, wenn beispielsweise die Zählrichtung des Gebers und die Drehrichtung des Antriebs nicht übereinstimmen. Abbildung 3-4: Steuertafel des Antriebs In der Steuertafel wird die aktuelle Drehzahl und Drehrichtung angezeigt. Diese Werte müssen mit dem Verhalten des Antriebs übereinstimmen und mit einem externen Messgerät überprüft werden.
  • Seite 11 3 Funktionsweise 3.2 Inbetriebnahme des Antriebs Abbildung 3-5: gut eingestellter Drehzahlregler mit Sprungantwort Ein gut eingestellter Drehzahlregler zeichnet sich aus durch:  kurze Einregelzeit  dynamisches Verhalten  geringes Überschwingen manuelle Optimierung des Drehzahlreglers Führt die automatische Optimierung des Drehzahlreglers jedoch nicht zum gewünschten Ergebnis, oder wird die automatische Optimierung mit einem Fehler abgebrochen, kann der Drehzahlregler auch manuell optimiert werden.
  • Seite 12 3 Funktionsweise 3.2 Inbetriebnahme des Antriebs Die Vorgehensweise einer manuellen Optimierung des Drehzahlreglers ist wie folgt: 1. Stellen Sie eine Online-Verbindung zum Antrieb her. 2. Setzten Sie die Hoch- und Rücklaufzeiten in der Parametersicht auf null, falls dies nicht bereits in der Inbetriebnahme des Antriebs geschehen ist (Parameter p1120 und p1121).

  • Seite 13: Maximale Dynamik Ermitteln

    3 Funktionsweise 3.2 Inbetriebnahme des Antriebs Für die manuelle Optimierung des Drehzahlreglers sind folgende Parameter eines SINAMICS Antriebs zu beeinflussen: Tabelle 3-1: benötigte Parameter des Antriebs Bedeutung der Parameter Parameternummer bei Drehzahlregelung mit Geber p1460 bei Drehzahlregelung mit Geber p1462 Hochlaufgeber Hochlaufzeit p1120 Hochlaufgeber Rücklaufzeit...
  • Seite 14 3 Funktionsweise 3.2 Inbetriebnahme des Antriebs Die maximale Beschleunigung und die maximale Verzögerung berechnen sich nach der Formel: ��������ℎ����������������������ä�������������� Δ�� ��������ℎ������������������ = �������������������� Δ�� Berechnung der maximalen Beschleunigung Für die Berechnung der maximalen Beschleunigung muss zunächst der Wert der Geschwindigkeitsänderung ermittelt werden. Im vorliegenden Beispiel wird aus dem Stillstand (Drehzahl gleich Null) auf die maximale Drehzahl beschleunigt.
  • Seite 15 3 Funktionsweise 3.2 Inbetriebnahme des Antriebs Die berechneten Werte für die maximale Beschleunigung und die maximale Verzögerung sind in die Dynamikgrenzen des Technologieobjekts einzutragen. Abbildung 3-10: Dynamikgrenzen des Technologieobjekts Sicherung der Einstellungen Nach der Inbetriebnahme des Antriebs müssen die erfolgten Einstellungen gesichert werden.

  • Seite 16: Inbetriebnahme Des Technologieobjekts

    3.3 Inbetriebnahme des Technologieobjekts Inbetriebnahme des Technologieobjekts In diesem Kapitel sind die Punkte beschrieben, die für die Inbetriebnahme eines positionsgeregelten Antriebs in der SIMATIC S7-1500 Steuerung (PLC) notwendig sind. Abbildung 3-13: Projektierung des Antriebs Hierbei liegt der Fokus auf folgenden Punkten: ...

  • Seite 17: Überprüfung Der Drehzahlnormierung Und Verfahrrichtung

    3 Funktionsweise 3.3 Inbetriebnahme des Technologieobjekts Abbildung 3-14: Achssteuertafel Ist es nicht möglich die Achse mechanisch zu bewegen, muss der Antrieb mit Hilfe der Achssteuertafel verfahren werden. Dabei ist eine möglichst geringe Geschwindigkeit zu wählen, damit während des Verfahrens die Anzahl der Achsumdrehungen ermittelt werden kann.
  • Seite 18 3 Funktionsweise 3.3 Inbetriebnahme des Technologieobjekts Der Lageregler muss an dieser Stelle deaktiviert werden (Kv=0), damit der Antrieb nur „gesteuert“ verfahren wird. Dabei erfolgt die Vorgabe eines Drehzahlsollwertes ohne das Eingreifen des Lagereglers. Das gesteuerte Verfahren ist über die Achssteuertafel bis zur TIA-Version V13 SP1 nicht direkt möglich.

  • Seite 19: Optimierung Des Lagereglers

    3 Funktionsweise 3.3 Inbetriebnahme des Technologieobjekts Abbildung 3-16: Überprüfung von Richtung und Wert der aktuellen Geschwindigkeit Wenn die aktuelle Geschwindigkeit nicht dem Verlauf des Sollgeschwindigkeits- profils folgen kann, sind folgende Ursachen möglich:  Antrieb fährt an seinen Stromgrenzen  Die Begrenzungen im Technologieobjekt sind erreicht und folglich zu gering eingestellt Wenn durch die Bewertung des Traces die Drehzahlnormierung und die Zählrichtung überprüft wurden, sowie die gewünschte (maximale) Dynamik des...
  • Seite 20 3 Funktionsweise 3.3 Inbetriebnahme des Technologieobjekts Abbildung 3-17: gut eingestellter Lageregler Dieses Regelverhalten zeichnet sich aus durch:  kurze Einregelzeit  dynamisches Verhalten  kein Überschwingen Bei der Optimierung des Lagereglers geht es um die Ermittlung des idealen „Regelkreis“ Verstärkungsfaktors (Kv-Faktor). Dieser lässt sich in der Bedienmaske einstellen.
  • Seite 21 3 Funktionsweise 3.3 Inbetriebnahme des Technologieobjekts Die Werte für die maximale Beschleunigung und maximale Geschwindigkeit sind so zu wählen, dass kein Schaden am Antrieb oder Anlageteilen entsteht. VORSICHT Das Verfahren des Antriebs während der Optimierung des Lagereglers kann über die „Achssteuertafel“ erfolgen. Hierbei werden die Werte für den Lageregler nur dann online übernommen, wenn die Steuerhoheit in der Steuertafel abgegeben wurde.
  • Seite 22 3 Funktionsweise 3.3 Inbetriebnahme des Technologieobjekts Ist der Verstärkungsfaktor zu hoch eingestellt, kommt es zum Überschwingen der aktuellen Geschwindigkeit. Abbildung 3-19: Lageregler mit zu hohem Verstärkungsfaktor Optimierung des Lagereglers mit dem Optimierungsfenster im TIA Portal Eine weitere Möglichkeit der Optimierung des Lagereglers bietet das TIA Portal mit einer vorgefertigten Bedienoberfläche.

  • Seite 23: Optimierung Der Vorsteuerung

    3 Funktionsweise 3.3 Inbetriebnahme des Technologieobjekts Tabelle 3-3: Vor- und Nachteile des Optimierungsfensters Vorteile Nachteile Kv-Wert einstellbar ohne Steuerhoheit Kv-Wert muss übernommen werden abgeben zu müssen Der Trace wird automatisch gestartet Einstellungsmöglichkeiten für die Verzögerung und für die Vorsteuerung fehlen Hinweis Nach der Optimierung müssen die eingestellten Werte offline gesichert werden.
  • Seite 24 3 Funktionsweise 3.3 Inbetriebnahme des Technologieobjekts Die Werte für die maximale Beschleunigung und maximale Geschwindigkeit sind so zu wählen, dass kein Schaden am Antrieb oder Anlageteilen entsteht. VORSICHT Bei der Verwendung von Frequenzumrichtern der SINAMICS G120 Familie, sowie bei einer analogen oder nicht taktsynchronen Anbindung des Antriebe, sollte die Vorsteuerung reduziert oder abgeschaltet werden (Kpc=0%).

  • Seite 25: Zusammenfassung Der Inbetriebnahme

    3 Funktionsweise 3.4 Zusammenfassung der Inbetriebnahme Zusammenfassung der Inbetriebnahme Die Inbetriebnahme eines positionsgeregelten Antriebs ist abschließend wie folgt zusammen zu fassen. Inbetriebnahme des Antriebs Tabelle 3-4: Schritte der Inbetriebnahme des Antriebs Schritt Ausgabe Durchlauf des Inbetriebnahme-Assistenten mit abschließender automatischer Motordatenberechnung Überprüfung von Drehzahl und Drehrichtung Drehzahlregler optimieren maximale Dynamik des Antriebs ermitteln...

  • Seite 26: Informationen Für Die Abarbeitung Schneller Bewegungsfolgen

    3 Funktionsweise 3.5 Informationen für die Abarbeitung schneller Bewegungsfolgen Informationen für die Abarbeitung schneller Bewegungsfolgen Bei einigen Anwendungen ist ein hohes dynamisches Verhalten des Antriebs gewünscht. Dies Bedeutet, dass ein Antrieb, nachdem er seine Sollposition erreicht hat, möglichst schnell mit dem nächsten Positionierungsauftrag beginnt. Wenn der Antrieb möglichst schnell auf einen neuen Positionierbefehl reagieren soll, muss die „minimale Verweildauer im Positionierfenster“...

  • Seite 27: Literaturhinweise

    Listenhandbuch (Parameter und Fehlerliste): Handbücher http://support.industry.siemens.com/cs/document/99684194 Gerätehandbuch: SINAMICS S120 http://support.industry.siemens.com/cs/document/109478725 Handbücher Listenhandbuch (Parameter und Fehlerliste): http://support.industry.siemens.com/cs/document/33974002 SIMATIC S7-1500 Automatisierungssystem: SIMATIC S7-1500 http://support.industry.siemens.com/cs/document/59191792 Funktionshandbuch SIMATIC S7-1500 Motion Control: http://support.industry.siemens.com/cs/document/99005173 Applikationsbeispiel: Positionieren eines http://support.industry.siemens.com/cs/ww/de/view/81666970 G120 mit S7-1500 Historie Tabelle 5-1 Version Datum Änderung V1.0...

Diese Anleitung auch für:

Sinamics g120

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