MC_AxRtReadForceDiff_BkPlcMc (ab V3.0)

Der Funktionsbaustein übernimmt die Ermittlung der Istkraft der Achse aus den Eingangsdaten von zwei Analog-Eingangsklemmen. Dabei wird der Istdruck der A- und B-Seite unter Berücksichtigung der Flächen und der Gleitreibung in die an der Last wirksam werdende Kraft umgerechnet.

Steht nur ein Eingangssignal zur Verfügung sollte ein Baustein des Typs MC_AxRtReadForceSingle_BkPlcMc verwendet werden. Soll der Istdruck ermittelt werden ist ein Baustein vom Typ MC_AxRtReadPressureDiff_BkPlcMc einzusetzen.

Eingänge

VAR_INPUT
    AdcValueA:      INT:=0;
    AdcValueB:      INT:=0;
    ScaleFactorA:   LREAL:=0.0;
    ScaleOffsetA:   LREAL:=0.0;
    ScaleFactorB:   LREAL:=0.0;
    ScaleOffsetB:   LREAL:=0.0;
    SlippingOffset: LREAL:=0.0;
    ReadingMode:    E_TcMcPressureReadingMode:=iTcHydPressureReadingDefault;
END_VAR

E_TcMcPressureReadingMode

Name	Typ	Beschreibung
AdcValueA	INT	Hier sind die Eingangsdaten von den Analog-Klemmen zu übergeben.
AdcValueB	INT
ScaleFactorA	LREAL	[N/ADC_INC] Dieser Wert stellt die Gewichtung dar. Er legt fest, welche Druckerhöhung einer Stufe des AD-Wandlers entspricht.
ScaleOffsetA	LREAL	[N/ADC_INC] Dieser Offset dient dazu, den Nullpunkt der Druckskala zu korrigieren.
ScaleFactorB	LREAL	[N/ADC_INC] Dieser Wert stellt die Gewichtung dar. Er legt fest, welche Druckerhöhung einer Stufe des AD-Wandlers entspricht.
ScaleOffsetB	LREAL	[N/ADC_INC] Dieser Offset dient dazu, den Nullpunkt der Druckskala zu korrigieren.
SlippingOffset	LREAL	[N] Wenn der Baustein für die Berechnung der wirksam werdenden Kraft genutzt wird kann hier die für die Überwindung der Gleitreibung benötigte Kraft eingetragen werden.
ReadingMode	E_TcMcPressureReadingMode	Hier kann die zu ermittelnde Istgröße festgelegt werden. Als Default-Ziel wird Axis_Ref_BkPlcMc.ST_TcHydAxRtData.fActPressure ausgewählt.

Ein-/Ausgänge

VAR_INOUT
    Axis:       Axis_Ref_BkPlcMc;
END_VAR

Name	Typ	Beschreibung
Axis	Axis_Ref_BkPlcMc	Hier ist die Adresse einer Variablen vom Typ Axis_Ref_BkPlcMc zu übergeben.

Ausgänge

VAR_OUTPUT
    Error:          BOOL;
    ErrorID:        UDINT;
END_VAR

Name	Typ	Beschreibung
Error	BOOL	Hier wird das Auftreten eines Fehlers signalisiert.
ErrorID	UDINT	Hier wird eine codierte Fehlerursache bereitgestellt.

Verhalten des Bausteins

Der Baustein ermittelt durch Auswertung der Variablen AdcValueA und AdcValueB den Istdruck bzw. die Istkraft der Achse. Das Ergebnis wird in ST_TcHydAxRtData.fActPressure eingetragen.

	Die Speicherung von einer Achse zugeordneten Parametern kann zum Beispiel in den ST_TcHydAxParam.fCustomerData[...] erfolgen. So ist sichergestellt, dass die Daten zusammen mit den Standard-Parametern der Achse geladen, gespeichert und gesichert und bei Bedarf auch exportiert und importiert werden.

Ermittlung eines Differenz-Istdrucks

Für die Inbetriebnahme sind drei Vorgehensweisen üblich.

Inbetriebnahme-Variante A (bevorzugt für ±10V)

Hierbei ist keine Bewegung der Achse erforderlich. Die erreichbare Genauigkeit ist bei hochwertigen Drucksensoren in den meisten Fällen ausreichend.

Als ScaleFactorA und ScaleFactorB ist der Bemessungsdruck der Drucksensoren dividiert durch AdcValueA_MAX bzw. AdcValueB_MAX einzutragen.
Wird der Baustein zur Ermittlung des Istdrucks verwendet sind die Parameter ScaleArreaA und ScaleArreaB auf den Wert 1.0 einzustellen. Andernfalls sind diese Parameter für eine Istkraft in N (= Newton) in mm² anzugeben.

Inbetriebnahme-Variante B

Hierbei ist es erforderlich, das in beide Richtungen ein Block mit vollem Systemdruck angefahren werden kann. Dabei ist eine echte Bewegung der Achse nicht erforderlich. Also kann das Anfahren der Anschläge dadurch nachgebildet werden, dass die Achse durch Einlegen von provisorischen Begrenzungen nur einen Teil ihres Fahrweges zurücklegen kann oder sogar mechanisch vollständig fixiert wird.

Es sind alle Bausteine zu deaktivieren, die auf den Wert von ST_TcHydAxRtData.fActPressure reagieren.
Mit niedriger Geschwindigkeit wird zunächst der untere (in Richtung sinkender Istposition gelegene) Block angefahren. Dabei wird für AdcValueA und AdcValueB der Wert ermittelt und festgehalten. Jetzt sollte auf der A-Seite der Systemdruck und auf der B-Seite der Tankdruck und somit der Umgebungsdruck anstehen. Ist dies aus irgendwelchen Gründen nicht der Fall sind die A- und B-seitigen Drücke durch Messung zu ermitteln.
Mit niedriger Geschwindigkeit wird anschließend der obere (in Richtung steigender Istposition gelegene) Block angefahren. Dabei wird erneut für AdcValueA und AdcValueB der Wert ermittelt und festgehalten. Auch jetzt sind die Drücke festzustellen.
Die einzutragenden Parameter errechnen sich dann wie folgt:
ScaleFactorA := (DruckA_MAX - DruckA_MIN) / (AdcValueA_MAX - AdcValueA_MIN);
ScaleFactorB := (DruckB_MAX - DruckB_MIN) / (AdcValueB_MAX - AdcValueB_MIN);
ScaleOffsetA := DruckA_MIN - ScaleFactorA * AdcValueA;_MIN
ScaleOffsetB := DruckB_MIN - ScaleFactorB * AdcValueB;_MIN

Inbetriebnahme-Variante C

Ersatzweise kann eine Inbetriebnahme der Erfassung ohne Ansteuerung der Achse erfolgen. Dabei wird jedoch eine weitaus geringere Genauigkeit erreicht.

Zunächst ist die Achse druckfrei zu machen. Dazu ist der Kompressor still zu setzen und der Druckspeicher zu entlasten.
Es ist sicher zu stellen, dass die Achse keinen Druck aufbaut. Dazu ist eine von außen mit Kräften (Gravitation usw.) beaufschlagte Achse mechanisch abzustützen. Das Ventil ist mehrfach manuell oder elektrisch in beide Richtungen zu öffnen.
Jetzt wird für AdcValueA und AdcValueB der Wert ermittelt und festgehalten. Es sollte sowohl auf der A- als auch auf der B-Seite der Tankdruck und somit der Umgebungsdruck anstehen. Ist dies aus irgendwelchen Gründen nicht der Fall sind die A- und B-seitigen Drücke durch Messung zu ermitteln. Die so gefundenen Werte sind in den oben genannten Gleichungen als MIN Werte einzusetzen.
Aus den Datenblattangaben der Drucksensoren ist der Druck für die obere Grenze des elektrischen Signals (10 Volt, 20 mA) zu entnehmen. Als AdcValueA und AdcValueB ist der obere Grenzwert für die gewandelte elektrische Größe anzunehmen. Diese Werte sind als MAX Werte in die oben genannten Gleichungen einzusetzen.
Die einzutragenden Parameter errechnen sich dann wie oben beschrieben.

Ermittlung einer wirksam werden Kraft

Für die Ermittlung einer wirksam werdenden Kraft ist zunächst wie oben beschrieben der Istdruck zu ermitteln. Durch Eintragen der wirksamen Flächen unter ScaleArreaA und ScaleArreaB wird der Baustein veranlasst, die beidseitigen Drücke unter Berücksichtigung der Flächen in Kräfte umzurechnen.