4. Cuadro general de funciones
4.2 Funciones del servorregulador de posicionamiento CMMP-AS
CMMP-AS
4.2.1
Compatibilidad
En cuanto a las razones de compatibilidad desde el punto de vista del usuario, la estructura de regulación del servorregulador de posicionamiento CMMP-AS presenta en general los mismos parámetros e interfaces y las mismas características que la gama anterior SEC-AC.
La Figura 4.1 muestra la estructura de regulación básica del CMMP-AS. El regulador de co- rriente, el regulador del número de revoluciones y el controlador de posición se encuentran dispuestos para una regulación en cascada. En virtud del principio de regulación orientado al rotor, la corriente puede especificarse por separado en forma de la fracción de corriente acti- va (iq) y de la fracción de corriente reactiva (id). Por esta razón hay dos reguladores de co- rriente, los cuales se han concebido como reguladores PI. En Figura 4.1 no se ha represen- tado el regulador id para lograr mayor claridad.
Como modos de funcionamiento fundamentales se han previsto la regulación del par de giro con limitación del número de revoluciones, la regulación del número de revoluciones con limitación del par de giro y el posicionamiento. Las funciones tales como la sincronización, “Corte flotante”, etc., son variantes de estos modos de funcionamiento básicos.
4.2.2
Modulación de la duración de impulsos (PWM)
En el servorregulador de posicionamiento CMMP-AS, la frecuencia de ciclos está ajustada en el circuito del regulador de corriente a un tiempo de ciclo de 125 µs. Para evitar pérdidas por conmutación, la frecuencia de ciclos de la modulación de la duración de impulsos se puede reducir a la mitad con respecto a la frecuencia en el circuito del regulador de corriente. El servorregulador de posicionamiento CMMP-AS dispone además de una modulación sinu- soidal o, alternativamente, de una modulación sinusoidal a un tercio de ondas armónicas. Esto aumento la tensión de salida efectiva del convertidor. Por medio del software de para- metrización se puede seleccionar el tipo de modulación. El ajuste por defecto es la modula- ción sinusoidal con un tercio de ondas armónicas.
Tensión de salida del convertidor Tensión de salida en los bornes del motor
UA,(sin) ULL,motor = aprox. 210 Vef
UA,(sin+sin3x) ULL,motor = aprox. 235 Vef Tabla 4.1 Tensión de salida en los bornes del motor siendo UZK= 360 V
4.2.3
Gestión del valor nominal
Para los modos de funcionamiento con regulación del par de giro y regulación del número de revoluciones, el valor nominal se puede especificar por medio de una gestión del valor nomi- nal.
Como fuentes del valor nominal se pueden seleccionar: 3 entradas analógi-
cas:
AIN 0, AIN 1 y AIN 2
3 valores fijos: 1er valor: Ajuste en función de la lógica de habilitación del regulador: - Valor fijo 1 o
- Interface RS232 o
- Interface de bus CANopen o - Interface PROFIBUS-DP o
2o
y 3er
valor: Ajuste de los valores fijos 2 y 3 Regulador de procesos
Entrada SYNC
Entrada de transmisor incremental adicional [X10]
Si no hay ninguna fuente de valores nominales activada, entonces el valor nominal es cero.
En la gestión del valor nominal hay disponible un generador de rampas con un mecanismo sumador preconectado. Por medio de los correspondientes selectores se puede realizar una selección arbitraria de las fuentes del valor nominal citadas e introducirla por medio del gene- rador de rampas. Por medio de otros dos selectores se pueden seleccionar fuentes adicio- nales como valores nominales, los cuales no son introducidos a través del generador de ram- pas. El valor nominal total se obtiene de la suma de todos los valores. La rampa se puede parametrizar en cuanto al tiempo de aceleración y de frenado en función del sentido.
4.2.4
Funcionamiento regulado por el par de giro
En el funcionamiento regulado por el par de giro se especifica un determinado par de giro que genera el servorregulador en el motor. En este caso sólo se activa el regulador de co- rriente, pues el par de giro es proporcional a la corriente del motor.
4.2.5
Funcionamiento regulado por el número de revoluciones
Este modo de funcionamiento se usa cuando hay que mantener constante el número de revo- luciones del motor independientemente de la carga efectiva. El número de revoluciones del motor sigue exactamente el número de revoluciones especificado por la gestión del valor nominal.El tiempo de ciclo del circuito de regulación del número de revoluciones en el servorregulador de posicionamiento CMMP-AS es de 250 µs.
El regulador del número de revoluciones se ha diseñado como regulador PI y posee una reso- lución de 12 bits por r.p.m. Para impedir “efectos wind-up”, la función del integrador se de- tiene al alcanzarse las limitaciones a las que está sujeta.
En el modo de funcionamiento de la regulación del número de revoluciones, los reguladores de corriente y el regulador del número de revoluciones están en acción. En caso de especifi- cación a través de entradas analógicas del valor nominal, opcionalmente se puede definir un “cero seguro”. Si el valor nominal analógico se encuentra en este rango, entonces el valor nominal se pone a cero (“zona muerta”). De este modo, se pueden suprimir las averías o desplazamientos de offset. La función de una zona muerta se puede activar y desactivar, así como ajustarse su amplitud.
La determinación del valor real del número de revoluciones y de la posición real se realiza desde el sistema transmisor interno del motor que se emplea también para tareas de con- mutación. Para la retroalimentación del valor real para la regulación del número de revolu-
ciones, se pueden seleccionar con el mismo valor todos los interfaces (p. ej. el transmisor de referencia o el correspondiente sistema en la entrada externa del transmisor incremental). El valor de lista del número de revoluciones para el regulador del número de revoluciones es reconducido entonces, p. ej. a través de la entrada externa.
El valor nominal de referencia para el número de revoluciones se puede especificar interna- mente o incluso derivarse a partir de los datos de un sistema transmisor externo (sincroniza- ción del número de revoluciones a través de [X10] para el regulador del número de revolucio- nes).
Mensaje del número de revoluciones
Número de revolusiones nominal real DOUT: Número de revoluciones nominal alcanzado t1 t1 t2 t2 - t1 < 500 µs (tcycP) - t2 < 500 µs (tcycP)
4.2.6
Regulación del número de revoluciones limitada por el par
de giro
Los servorreguladores de posicionamiento CMMP-AS soportan un funcionamiento regulador por el número de revoluciones y limitado por el par de giro, con las siguientes características:
- Actualización rápida del valor límite, p. ej. en la trama de 200 µs
- Adición de dos fuentes de limitación (p. ej. para los valores de servopilotaje)
4.2.7
Sincronización con fuentes de pulsos externas
Los reguladores funcionan con una aplicación de corriente sinusoidal. El tiempo de ciclo siempre está ligado de forma fija a la frecuencia PWM. Con fines de la sincronización de la regulación del aparato con fuentes de pulsos externas (p. ej. DeviceNet, PROFIBUS MC), el aparato dispone de la correspondiente PLL. El tiempo de ciclo es variable en límites en estos casos, para permitir la sincronización con la señal de ciclo externa.
de regulación de corriente y mejora las características de puesta en marcha del eje tras sol- tarse el freno de retención.
4.2.9
Posicionamiento y regulación de la posición
En el funcionamiento de posicionado, además del modo de funcionamiento con regulación del número de revoluciones hay activo un controlador de posición de nivel superior que pro- cesa las divergencias entre la posición nominal y real y las convierte en los correspondientes valores nominales de referencia para el regulador del número de revoluciones.
El controlador de posición se ha diseñado en forma de regulador P. El tiempo de ciclo del circuito regulador de la posición es por defecto de 2 veces el tiempo de ciclo del regulador del número de revoluciones. Sin embargo, este puede parametrizarse en múltiples integrales del tiempo de ciclo del regulador del número de revoluciones.
Cuando se conmuta el controlador de posición, este recibe sus valores nominales del control de posicionamiento o del control de sincronización. La resolución interna es de hasta 32 bits por revolución del motor (dependiendo del transmisor empleado).
Posicionamiento / objetivo alcanzado
Inicio de posicionamiento Posicionamiento en marcha DOUT1: MC Posición de destino Posición real t1 t4 t2 t3 DIN0 - DIN3 + DIN10 & DIN11
t5
Tiempo Acción
t1 > 500 µs (tcycP) Duración de los impulsos de la señal de INICIO (START)
t2 < 1 ms (tcycIPO) Retardo, hasta que se inicia el accionamiento
t3 = N x 1 ms (tcycIPO) Ventana de destino alcanzada + retardo de respuesta
t4 > 500 µs (tcycP) Tiempo de ajuste (Setup) de selección de posiciones
t5 > 1 ms (tcycIPO) Tiempo de demora (Hold) de selección de posiciones Tabla 4.2 Temporización de posicionamiento
4.2.10 Sincronización, engranaje eléctrico
El servorregulador de posicionamiento CMMP-AS permite un funcionamiento master-slave, el cual se denominará sincronización de aquí en adelante. El regulador puede actuar tanto de master, como de slave.
Cuando el servorregulador de posicionamiento CMMP-AS actúa como master, puede facilitar a un slave su posición de rotor actual en la entrada del transmisor incremental [X11]. Si el servorregulador de posicionamiento CMMP-AS dispone de un interface de comunicación, entonces optativamente puede transmitir como master su posición actual, el número de revo- luciones o ambas magnitudes.
Si el servorregulador de posicionamiento CMMP-AS debe actuar como slave, hay distintas entradas disponibles para la sincronización. Como entradas se pueden emplear un trans- misor incremental (sincronización de la posición a través de [X10] con servopilotaje del núme- ro de revoluciones para el regulador del número de revoluciones) o el interface de comunica- ción. El servopilotaje del número de revoluciones lo puede calcular por sí mismo el servorre- gulador de posicionamiento CMMP-AS. Se pueden activar o desactivar todas las entradas. El transmisor interno se puede desconectar de forma opcional cuando se selecciona otra entra- da como transmisor del valor real. Esta aseveración es también válida en el modo de funcio- namiento de regulación del número de revoluciones. Las entradas externas pueden ser pon- deradas en función de factores del engranaje. Las distintas entradas se puede usar por sepa- rado o incluso simultáneamente.
4.2.11 Gestión del frenado
El servorregulador de posicionamiento CMMP-AS puede activar directamente un freno de retención. El manejo del freno de retención se realiza con los tiempos de retardo programa- bles. En el modo de funcionamiento del posicionamiento se puede activar adicionalmente una función de frenado automático que desconecta la etapa final del servorregulador de posicionamiento CMMP-AS tras un tiempo de reposo parametrizado y que hace que se apli- que el freno. El funcionamiento es compatible con las funciones de la anterior gama de apara- tos SEC-AC .