Систем за самостојно учење со мек PLC Автоматско оптимизирање на погонот; Автоматизација;
12.05.2006, 14:07 часот | Филип Дорделман и Маркус Лаузи
Алатката опишана овде постигнува добро приближување на оптималот за релативно кратко време на испитување и исто така ги покажува можностите што можат да ги понудат современите системи за управување во врска со погонските склопови. Автоматската оптимизација на погонот презентирана овде ја прави иднината на системите за погон на самостојно учење малку подвижна.
Алатката опишана овде постигнува добро приближување на оптималот за релативно кратко време на испитување и исто така ги покажува можностите што можат да ги понудат современите системи за управување во врска со погонските склопови. Автоматската оптимизација на погонот претставена овде ја прави иднината на системите за погон на самостојно учење малку поопиплива.
Конверзијата на производствена постројка за автоматско склопување на мали делови во голем број, бара, покрај механичката конверзија, и значителен временски период при рестартирање преку повторно парамеризирање и повторно оптимизирање на основните погонски системи. Причините се различни патеки за патување и подвижни маси кои се надвор од опсегот на цврстина на контролата на погонот.
Целта на истрагата беше да се изнајдат критериуми за оптимизација што можат да се користат во стандардната контролна архитектура во услови на производство и кои во голема мерка ги автоматизираат задачите за оптимизација. Програмата за оптимизација развиена од овие барања независно го проценува контролното однесување на серво-погоните - во овој случај ротациони и линеарни директни погони во врска со мека PLC (Програмабилен логички контролер) - и од ова независно одредува оптимален параметар поставен за контролорот со даден критериум за оптимизација. Размената на податоци помеѓу Soft-PLC и погонските склопови се одвива преку затворениот прстен за оптички влакна на „Интерфејсот Sercos“.
Систем составен од стандардни компоненти
Автоматската оптимизација на погонот е развиена во врска со склопот „Ecodrive“ од Bosch-Rexroth/Indramat, но и други склопови може да се користат за ова. Предуслов е можноста за пристап до сите параметри на контролорот преку полето на автобусот на интерфејсот Sercos и нивно менување на насочен начин. Со овој модул се контролираше мотор на вртежен момент и линеарен директен погон преку интерфејсот Sercos. Алгоритмот за оптимизација беше имплементиран во „C“ и капсулиран во однос на контролата на PLC со цел да биде независен од ова, да не го оптеретува времето на неговиот циклус и, згора на тоа, да може да го користи разновидниот, особено математичкиот, функционален опсег на опкружувањето „C“. Системот TwinCAT од Бехоф се користеше како контрола на PLC на повисоко ниво на индустриски компјутер (Слика 1, [1]). TwinCAT се состои од PLC јадро за контрола на секвенца на повисоко ниво и NC контрола за контрола на движење.
Слика 1. Алгоритмот за автоматско оптимизирање на погонот пристапува до контролната јамка на положбата и неговите карактеристични вредности преку интерфејсот ADS (спецификација на уредот за автоматизација).
Автоматска оптимизација
Во повеќето случаи, оптимизацијата на параметрите на контролорот се одвива со помош на рачни, емпириски методи на оптимизација. Во случај параметрите на контролорот определени со мерење да можат да се претворат во параметри претставени со погонска технологија, се користат правилата за поставување Зиглер-Николс. Ако не е можна конверзија, параметрите се оптимизираат со употреба на одговор на чекор. Математички методи за пресметување како оптимизација во доменот на време или фреквенција ретко се користат бидејќи деталните информации за однесувањето на контролниот систем потребни за ова обично не се достапни. Спроведувањето на емпириски процеси на оптимизација бара само од корисникот да има основни познавања од контролното инженерство, но процесите на оптимизација одземаат многу време. Поради оваа причина, оптимизацијата на параметрите на контролорот треба да биде автоматизирана. Покрај спроведувањето на размената на податоци со системот за автоматизација на повисоко ниво, ова првенствено вклучува пребарување на оптимален алгоритам за проценка.
Барање за оптимизација
Структурата на контролорот на погонскиот модул што се користи е имплементирана во форма на каскадна контрола (контролор на струја PI, контролер на брзина PI и контролер на позицијата P). Ова е исто така редоследот по кој мора да се одвиваат поставките и оптимизацијата. Тековниот контролер работи со полето ориентирани вредности на вртежниот момент или струјата што формира поле и не зависи од поврзаната машинска механика, туку единствено од електричните параметри на моторот и погонскиот погон. Производителот ги обезбедува овие вредности за многу комбинации на мотор/погон. Спротивно на тоа, компонентите на погонот од различни производители обично бараат своја оптимизација. Бидејќи реалните вредности на струјата не можат да се прочитаат со овој модул, ова е можно само со употреба на надворешна опрема за мерење (прстинки за мерење на струја). При поставување на контролорот за брзина и позиција, машинската механика (опрема, моменти на инерција на оптоварување и сл.) Исто така имаат ефект, што бара целосна механичка структура и претходно оптимизиран контролер на струја да бидат земени предвид.
Контролата на брзината е обично оптимизирана во режимот на работа „контрола на брзината“ и контролата на позицијата е оптимизирана во режимот на работа „контрола на положбата“. Сепак, бидејќи не е можно да се префрли режимот на работа преку софтвер со користениот контролер, и двете оптимизации се вршат во режимот на работа за контрола на позицијата (контрола на следење). Ова е дозволено се додека реалната вредност на брзината во погонот се одредува со диференцирање на вредноста на вистинската позиција и со тоа и двата режима на работа работат врз основа на истите сигнали на вистинската вредност. За оптимизирање на контролорот за брзина, алатката за оптимизација ги проценува временските прогресии на поставките на брзината и реалните вредности, во случај на контрола на позицијата, прогресиите на поставките на позициите и реалните вредности со помош на претходно дефинирани критериуми за квалитет.