MC_AxRtPosPiControllerEx_BkPlcMc (ab V3.0.40)

Der Funktionsbaustein kann alternativ zum Default-Lageregler genutzt werden. Dazu wird er nach dem MC_AxRuntime_BkPlcMc() Baustein (Sollwertgenerator und Default-Lageregler) aufgerufen. Durch diese Anordnung überschreibt er die Reaktionen des Default-Lagereglers.

Eingänge

VAR_INPUT
    Reset:          BOOL:=FALSE;
    I_Enable:       BOOL:=FALSE;
END_VAR

Name	Typ	Beschreibung
Reset	BOOL	Dieser Eingang löscht alle internen und externen Regler-Reaktionen.
I_Enable	BOOL	Dieser Eingang kontrolliert die Aktivität des I_Anteils.

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
    SetPos:         LREAL;
    SetVelo:        LREAL;
    Response:       LREAL;
    InWindup:       BOOL;
END_VAR

Name	Typ	Beschreibung
SetPos	LREAL	[mm] Die am internen Regler wirksam werdende Sollposition.
SetVelo	LREAL	[mm/s] Die am internen Regler wirksam werdende Sollgeschwindigkeit.
Response	LREAL	[mm/s] Die Regler-Reaktion.
InWindup	BOOL	Hier wird die aktiv gewordene Begrenzung des I-Anteils signalisiert.

Aufgabe des Bausteins

Der im MC_AxRuntime_BkPlcMc() Baustein integrierte Default-Lageregler kann mit seiner einfachen Struktur die regelungstechnischen Ansprüche einiger Applikationen nicht erfüllen. Für diese Einsatzfälle steht der MC_AxRtPosPiControllerEx_BkPlcMc() Baustein zur Verfügung. Er unterstützt folgende regelungstechnische Komponenten:

Positions-P-Regler
Positions-I-Regler mit Schwellwert und Windup-Limit
Positions-D-Regler (realisiert als Geschwindigkeits-P-Regler) mit Dämpfungs-Zeit
Zustandsrückführung für die Ist-Geschwindigkeit
Zustandsrückführung für die Ist-Beschleunigung
Kompensation der statischen Wirkung der Zustandsrückführung für die Ist-Geschwindigkeit

Die Aufschaltung einer Geschwindigkeits-Vorsteuerung erfolgt nach dem Regler. Gleiches gilt für eventuell aktivierte Linearisierungen.

	Der Regler ist mit V3.0.40 freigegeben. Die erweiterten Parameter werden durch den mit dieser Version freigegebenen PlcMcManager unterstützt.

Struktur des Reglers

MC_AxRtPosPiControllerEx_BkPlcMc (ab V3.0.40) 6:

Die mit * gekennzeichnete Komponente bereitet bei weggesteuerter Sollwertgenerierung den Sollwert für den I-Anteil des Reglers auf. Dies wird dadurch erforderlich, dass die vom Sollwertgenerator bereitgestellte Sollposition beim Erreichen der Bremsstrecke auf die Zielposition springt. Bei zeitgesteuerter Sollwertgenerierung ist die Komponente transparent.

	Hier nicht dargestellt: Ein TRUE an Reset oder eine fehlende Reglerfreigabe der Achse löscht sowohl den I-Anteil als auch den Ausgang des Reglers.

Der I-Anteil verfügt über einen Schwellwert Dx, der eine Reaktion auf kleine Abweichungen unterbindet. Dieser Parameter wird aus technischen Gründen auf mindestens 2/3 Inkrementgewichtung des Encoders begrenzt. Soll der I-Anteil inaktiv sein ist Ti auf Null zu stellen.

Die Implementation des D-Anteils nutzt die Tatsache aus, dass die differenzierte Sollposition vom Sollwertgenerator bereitgestellt wird. Eine Istgeschwindigkeit wird durch Differenzieren der Istposition ermittelt. Unter dieser Voraussetzung wirkt die Differentiations-Zeitkonstante Td als Proportionalitätsfaktor. Soll der D-Anteil inaktiv sein ist die Zeitkonstante Td auf Null zu stellen.

In der Zustandsrückführung (Condition Feedback) sind drei Zweige implementiert:

Geschwindigkeitsaufschaltung: Die Ist-Geschwindigkeit wird gefiltert und mit einem Gewichtungsfaktor aufgeschaltet. Da sie subtrahiert wird erzeugt sie eine dämpfende Wirkung. Soll die Aufschaltung inaktiv sein ist K_{Cfb_V} auf Null zu setzen.
Beschleunigungsaufschaltung: Die Ist-Geschwindigkeit wird differenziert, gefiltert und mit einem Gewichtungsfaktor aufgeschaltet. Da sie subtrahiert wird erzeugt sie eine dämpfende Wirkung. Soll die Aufschaltung inaktiv sein ist K_{Cfb_A} auf Null zu setzen.
Eine Geschwindigkeitsaufschaltung erzeugt eine statisch wirksame Reduzierung der Geschwindigkeitsvorsteuerung. Bei weggesteuerter Positionierung erzeugt das eine erkennbare Geschwindigkeitsabweichung. Die ständig aktive Lageregelung bei zeitgesteuerter Positionierung kompensiert dies so weit möglich durch die Regelung. Diese unerwünschte Nebenwirkung der Geschwindigkeitsrückführung wird durch eine automatische Anpassung der Vorsteuerung behoben. Ein inaktiv stellen der Aufschaltung inaktiviert auch diese Kompensation.

Die Aufschaltung einer Geschwindigkeits-Vorsteuerung erfolgt nach dem Regler. Die Gewichtung ist bei weggesteuerter Sollwertgenerierung fest auf 1.0 gesetzt und kann nicht reduziert werden.

Eine eventuell aktivierte Linearisierung erfolgt nach dem Regler und wird hier nicht dargestellt.