Функциональные модули автоматического регулирования FM 355

Модуль позиционирования FM 357-2

Модуль позиционирования FM 354

Примечание.

Шаговые двигатели – синхронные электродвигатели с несколькими обмотками. Последовательная активация обмоток вызывает дискретные угловые перемещения ротора. Типовые значения: 200 шагов на оборот, 400 шагов на оборот. Альтернатива сервоприводам (в 1,5 …2 раза дешевле) там, где не требуется высокая динамика и точность.

FM 354 предназначен для решения задач позиционирования и позволяет управлять электроприводами с серводвигателями. Он может быть использован для комплексного решения задач с жесткими требованиями по точности и скорости позиционирования привода.

Управляющие воздействия формируются в виде аналоговых сигналов, подаваемых на силовую секцию. В качестве силовой секции может использоваться преобразователь частоты SIMODRIVE 611 А. Текущие координаты контролируются с помощью инкрементального датчика положения или синхронно-последовательного (SSI) датчика абсолютного перемещения.

Модуль может работать в системах локального ввода-вывода программируемых контроллеров S7-300, а также в станциях систем распределенного ввода-вывода ЕТ 200М.

Примечание.

Сервопривод – следящий привод, использующий ООС. Разгоняется быстрее шагового и более точен в позиционировании.

• Одновременное управление перемещением и позиционированием по четырем осям.

• Широкий спектр решаемых задач: от независимого управления каждой осью до решения задач интерполяции для обеспечения согласованного управления по всем осям для управления движением по сложным траекториям.

• Управление приводами с шаговыми или серводвигателями.

• Поддержка распределенных конфигураций на основе сети PROFIBUS DP с поддержкой тактовой синхронизации для подключения удаленных приводов

FM 355 бывают двух модификаций:

- FM 355 C (регулятор непрерывного управления);

- FM 355 S (регулятор пошагового управления).

FM 355 С и FM 355 S имеют схожую базовую структуру. В составе этой структуры можно выделить следующие функциональные блоки:

Входы модуля FM 355:

- 4 аналоговых входа с соответствующими схемами сопряжения;

- 1 опорный вход для терморезистора термокомпенсации;

- 8 дискретных входов:

Регулятор:

- 4 независимых друг от друга канала управления, каждый из которых содержит блоки формирования системной ошибки, алгоритма управления и выхода регулятора.

Выходы модуля FM 355:

- 4 аналоговых выхода (только для FM 355 С);

- 8 дискретных выходов (только для FM 355 S).

На рис. 15.4 показана блок-схема модуля FM 355 и возможные соединения между его отдельными функциональными блоками.

Рисунок 15.4 - Блок-схема модуля FM 355

Функциональные блоки FM 355 S не имеют фиксированных назначений по связи друг с другом. Их возможно соединить в соответствии с требуемой конфигурацией.

Каждый аналоговый вход имеет собственный аналоговый блок сопряжения, включающий в себя фильтр, устройство линеаризации и устройство масштабирования.

Каждому каналу управления можно назначить до 4 аналоговых входов и до 5 дискретных входов. Каждый канал может быть подключен к аналоговому блоку сопряжения, к дискретным входам, а также к выходу другого канала управления.

Дискретные выходы попарно жестко назначены четырем каналам управления.

Регуляторы непрерывного управления и регуляторы пошагового управления имеют одинаковую структуру аналоговых и дискретных входов.

Дискретные входы могут использоваться для переключения модуля FM 355 в различные рабочие режимы.

Аналоговые входы модуля могут быть приспособлены к различным датчикам с помощью настройки (конфигурирования) параметров. При этом возможны следующие установки:

Аналоговый вход не работает (например, не задействован)

Датчик тока в диапазоне 0 … 20 мА

Датчик тока в диапазоне 4 … 20 мА

Датчик напряжения в диапазоне 0 … 10 В

Термометры сопротивления Pt 100,

Термоэлементы типов B, J, K, R и S

Если в качестве датчика к аналоговому входу подключается термопара, можно также к опорному входу модуля FM 355 подключить терморезистор термокомпенсации Pt 100 для настройки характеристики термопары.

Блок сопряжения – блок, в котором выполняется адаптация аналоговых значений входных сигналов, имеет набор различных настраиваемых параметров:

- разрешение;

- фильтр 1-го порядка;

- квадратный корень – для линеаризации сигналов от датчика, которые имеют квадратичную связь с измеряемой переменной процесса;

- нормализация – для преобразования входных сигналов в требуемые технические единицы;

- интерполяция – для линеаризации характеристики датчика.

Регуляторы каждого канала FM 355 состоят из следующих блоков:

- блок формирования сигнала ошибки (рассогласования);

- блок алгоритма управления;

- блок выходов (для замены и адаптации управляющей переменной).

Алгоритмы регулирования:

- для управления термическим процессом – самонастраивающийся "fuzzy"-регулятор;

- ПИД-регулятор.

Типы сигнала на аналоговых выходах:

- токовый выход 0 … 20 мА;

- токовый выход 4 … 20 мА;

- выход напряжения 0 … 10 В;

- выход напряжения -10 … +10 В.

Типы регуляторов:

Для каждого канала управления FM 355 C или FM 355 S можно устанавливать различный тип управления (тип регулятора):

- стабилизация параметра на заданном уровне или каскадное управление (пример рис. 15.5);

- трехпозиционное регулирование;

- пропорциональное/смешанное управление.

Рисунок 15.5 - Каскадная система управления с двумя петлями обратной связи

Программное обеспечение.

Конфигурирование, параметрирование и мониторинг модуля FM 355 осуществляется из программатора или ПК с установленным STEP 7.

Для изменения параметров управления для FM 355 может осуществляться из пользовательской программы или с помощью команды из программатора. При этом используется функциональный блок FB PID_FM.

При параметрировании также определяется реакция на режим процессора STOP. При этом для модуля возможно продолжение работы по заданному безопасному значению уставки, или по безопасному значению уставки.

Дата добавления: 2013-12-13