闭环摆杆速度模式
收放卷轴参数校准:根据机械参数设定轴相关配置,如伺服建议用户单位为°。
点动牵引和收放卷轴,确认轴的正反向和实际运行方向符合。
伺服收放卷设置为速度模式。
选取最大负载惯量进行,调整伺服速度环参数,使收放卷达到较好速度响应。
功能块的调用需放在轴控(EtherCAT)扫描周期,调用顺序依次为: 主轴轴控功能块,张力控制功能块,收放卷轴控功能块。这样可以保证最快的调整时间,达到最优的控制效果。
fOffset和 fSlaveSetSpeed处理:(或者功能块里自行判断,根据市场需求调整,可在留言回复)
根据iTypeOfWinder判断:设:主速度运行(为了处理混乱主速度做了绝对值处理) ;
摆杆反馈越大说明张力越大 ; PI取正。则:
正向收卷: 摆杆张力越大→转速越小 ,所以 fOffset =设定位置-位置反馈 。
正向放卷: 摆杆张力越大→转速越大 ,所以fOffset =位置反馈-设定位置。
如反向收卷: 摆杆张力越大→转速越小 ,所以fOffset=设定位置-位置反馈, 运行方向eDiretion 取反 。
如反向放卷: 摆杆张力越大→转速越大 , 所以fOffset=位置反馈-设定位置, 运行方向eDiretion 取反 。
主速度、收放卷速度单位匹配:
功能块变量“fMasterVelocity” “fSlaveSpeed”对应的是主轴设定线速度(mm)和收放卷转速(rpm),注意单位转换。
调用实例:
如图:为正向收卷应用,在间歇式中摆杆角度越大,张力越小。所以反馈大的情况下需要增加收卷转速。所以fOffset=张力反馈-设定张力。
收放卷MD800变频器,所以输出转速处理如下:
100为单位换算:变频器默认为0.01HZ ; 7为收放卷减速比 。
若收放卷为伺服,输出转速处理如下:
5 参数调试
调试的时候需要用PLC的Trace功能抓取相关曲线进行分析,抓取的曲线为:牵引设定速度,收放卷设定速度,收放卷反馈速度,摆杆偏差。
5.1 建张
建张即建立张力,在设备开始运行前让材料达到设定张力,摆杆达到平衡位置。有助于减少张力波动。
零速建张:使能张力控制功能块,fMasterVelocity建议设置成“主轴的设定速度”。建张时积分不起作用,这样可以防止建张时速度过快导致材料拉断。
Vmax=offset*P/D;
调整Kp,优化摆杆振荡。
匀速建张:建张时由于主轴有一定的线速度,收放卷和牵引中间不能有过多堆料,防止收放卷转速过快导致材料拉断。
建张时,由于堆料的原因可能会导致卷径计算不准确,可通过设置变量“fMinMasterVelocity>建张线速度”使建张时不计算卷径。或者变量“xHoldDiameter”置TRUE,不计算卷径。
5.2.1 卷径:
运行时卷径不正确会引入速度扰动从而引起摆杆波动,扰动的大小和卷径误差及线速度正相关。(高速状态下的卷径波动需要特别控制)
要保证启动张力波动较小:1.尽量输入准确的初始卷径;2.在卷径没有修正完成的情况下在低速运行。卷径修正状态可通过摆杆波动较小或者卷径波动较小来判断。
运行的过程中需保证卷径的波动较小:1.增大变量 “fPeriodDistance”以增大卷径计算的材料长度,对卷径波动有滤波的作用(缺点是卷径刷新会变慢,卷径大小有一定滞后)。 2. 设置合理的fDiameterRateMax 卷径变化率,该变量对卷径的变化起到限幅的作用,一般和材料的厚度相关。(该值需大于2倍厚度否则会产生卷径不准,缺点是卷径不准的时候修正会变慢)。
图 卷径计算
Pi参数调试根据建张设置的P值,Ki先设为0。缓慢增大Ki消除稳态误差,直到摆杆发生抖动,缩小Ki值到稳定。(老版本:速度变大之后需适当调小Ki,防止低频振荡)。
红色为摆杆波动曲线:
调试TRACE 抓取的数据有:收放卷卷径、主轴线速度、摆杆偏差、收放卷转速指令、收放卷转速反馈。
摆杆波动较大可能由于卷径波动,PID参数不合理,外部扰动等因素造成。
在问题很难解耦的场景下,可以通过变量“xHoldDiameter”关闭卷径的变化,观察摆杆波动的频率解耦摆杆波动的原因进行相对应的调试。
问题点:卷径计算不准确如何排查?
1.如果卷径结果不对,但是卷径波动较小:机械参数设置不对,功能块单位转化错误,牵引材料打滑。
2.如果卷径波动较大:增大卷径滤波,卷径限幅。
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