DE10030038B4 - Verfahren zum Betreiben verschiedener Absolutwertgeber für einen Umrichter und Umrichter - Google Patents

Verfahren zum Betreiben verschiedener Absolutwertgeber für einen Umrichter und Umrichter Download PDF

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Abstract

Verfahren zum Betreiben verschiedener Absolutwert-Lagegeber (4) für einen Umrichter,- wobei der Umrichter, der Absolutwert-Lagegeber (4) und ein Motor (1) von einer Antriebseinheit umfasst werden, die in einer Vorrichtung und/oder Anlage derart installiert ist, dass Positionen anfahrbar sind oder Positionen überfahrbar sind und der Absolutwert-Lagegeber (4) einen von den Positionen abhängigen Zählerstand beeinflusst,und wobei zumindest eine Inbetriebnahme durchgeführt wird,und wobei im Umrichter Zählerstände abgespeichert werden,wobei- zumindest bei Inbetriebnahme auf oder über eine Referenzposition gefahren wird,- der zu der Referenzposition gehörige Zählerstand im Umrichter abgespeichert wird,- der zu jeweiligen Absolutpositionen gehörige Zählerstand im Umrichter abgespeichert wird,- nach einem Austausch, nach einer Veränderung oder nach einer Justierung des Absolutwert-Lagegebers (4) die Referenzposition angefahren oder überfahren wird, wobei der Umrichter mit einem Bedien-PC über eine Schnittstelle verbunden wird und an einem Auswahlmenu mehrere Typen von Absolutwert-Lagegebern (4) auswählbar sind und der verwendete Geber ausgewählt wird,- der zu der Referenzposition gehörige neue Zählerstand bei dieser Referenzposition im Umrichter abgespeichert wird- ein Offset und ein Umrechnungsfaktor bestimmt wird,- nach dem Austausch, der Veränderung oder der Justierung zu den jeweiligen Absolutpositionen gehörige Zählerstände oder entsprechende Angaben mittels des Offsets und des Umrechnungsfaktors errechnet werden,- wobei im Umrichter Kenndaten von einem oder mehreren Absolutwert-Lagegebern (4) abgespeichert werden,- wobei im Umrichter die abgespeicherten Zählerstände und vom Absolutwert-Lagegeber (4) an den Umrichter übertragene Zählerstände verarbeitet werden.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben verschiedener Absolutwert-Lagegeber für einen Umrichter und einen Umrichter.
  • Bei vielen industriellen Antrieben, umfassend einen Umrichter und einen Motor, die in einer Maschine, einer anderen Vorrichtung oder Anlage installiert sind, werden Absolutwert-Lagegeber eingesetzt. Von Vorteil ist dabei, dass die Absolutwert-Lagegeber auch nach Stromausfall oder ausgeschalteter Anlage Informationen über die angefahrene Position abgeben können.
  • Auch aus dem Artikel von Blüm, „Motion Control“ in Drive + Control, Heft 1/2, 1997, Seite 31, rechte Spalte, sind Absolutwert-Lagegeber bekannt.
  • Das Anfahren von Positionen wird meist auch abhängig von den vom Absolutwert-Lagegeber gelieferten Informationen durchgeführt.
  • Beispielhafte Anlagen sind Fließbänder oder dergleichen. Bei ein- oder mehrachsigen Maschinen werden von Antrieben beispielsweise lineare oder rotatorische Achsen angetrieben.
  • Nach Montage der Anlage muss zumindest einmal eine Inbetriebnahme durchgeführt werden, bei der ein Bezug der vom Absolutwert-Lagegeber gelieferten Informationen mit der Anlage in Verbindung gebracht wird. Dies geschieht üblicherweise durch das Anfahren einer definierten Position, der sogenannten Referenzposition. Diese Position ist bei den verschiedenen Anlagen und Maschinen in unterschiedlicher Weise definiert.
  • Im einfachsten Fall wird die Maschine von einem Bediener auf eine Marke, die die Referenzposition kennzeichnet, gefahren und angehalten. Dann wird der vom Absolutwert-Lagegeber gelieferte oder beeinflusste Zählerstand in einer Steuerung abgespeichert. Mit diesem Zählerstand und der Information über den Typ des Absolutwert-Lagegebers ist dann die Errechnung aller weiteren Positionen ermöglicht, wobei in der Steuerung Zählerstände mit einem Umrechnungsfaktor multipliziert werden und um einen Offset vermindert werden.
  • Bei anderen Maschinen wird das Anfahren oder Überfahren der Referenzposition mit Sensoren erkannt. Bei hochgenauen Anwendungen wird auch die Art und Weise, also beispielsweise Richtung und Geschwindigkeit, zusätzlich definiert. Insbesondere wird dabei auf eine Flanke des Sensorsignals getriggert. Über die Referenzposition hinaus werden auch weitere Daten, wie Endpositionen oder andere Absolutpositionen, bei einer Inbetriebnahme durch Anfahren bestimmt.
  • Nachteilig ist jedoch, dass bei einem Austausch des Absolutwert-Lagegebers wiederum alle Absolutpositionen und mindestens eine Referenzposition angefahren werden müssen. Außerdem müssen technische Daten, wie Übertragungsprotokoll, Auflösung, Strichzahl, Anzahl der Umdrehungen bis zum Überlauf des Zählers, Anzahl der unterscheidbaren Umdrehungen, Art der Schnittstelle, Genauigkeit, maximale Auslesefrequenz und/oder dergleichen, eingegeben werden. Für solche Tätigkeiten ist ein gut ausgebildeter Fachmann nötig.
  • Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Betreiben verschiedener Absolutwert-Lagegeber für einen Umrichter und einen Umrichter weiterzubilden, wobei insbesondere eine einfache und daher auch kostengünstige Bedienung auch durch angelernte Kräfte ermöglicht werden soll.
  • Aus der DE 19 64 381 B2 ist ein inkrementales Längen oder Winkelmesssystem bekannt, bei welchem ein Vor-/Rückwärtszähler beim Auftreten eines Referenzimpulses gestoppt wird.
  • Erfindungsgemäß wird die Aufgabe bei dem ein Verfahren zum Betreiben verschiedener Absolutwert-Lagegeber für einen Umrichter nach den in Anspruch 1 angegebenen Merkmalen und bei einem Umrichter nach den in Anspruch 6 angegebenen Merkmalen gelöst.
  • Wesentliche Merkmale der Erfindung bei dem Verfahren sind, dass zumindest eine Inbetriebnahme durchgeführt wird, wobei im Umrichter Zählerstände abspeicherbar sind, zumindest bei Inbetriebnahme auf oder über eine Referenzposition gefahren wird, der Zählerstand bei dieser Referenzposition im Umrichter abgespeichert wird, nach einem Austausch, nach einer Veränderung oder nach einer Justierung des Absolutwert-Lagegebers die Referenzposition angefahren oder überfahren wird, der Zählerstand bei dieser Referenzposition im Umrichter abgespeichert wird.
  • Unter Austausch ist auch eine Dejustierung zu verstehen, wie beispielsweise eine lineare Verschiebung der Sensorik bei einem linearen Absolutwert-Lagegeber oder einer mechanischen Verdrehung durch Lösen und Befestigen bei einem rotatorischen Absolutwert-Lagegeber.
  • Wesentlicher Vorteil ist dabei, dass die Zählerständer im Umrichter abgespeichert werden und daher keine spezielle Steuerung notwendig ist. Die Steuerung ist sozusagen im Umrichter integriert. Außerdem ist vorteilhaft, dass nach Austausch des Absolutwert-Lagegebers nur die Referenzposition gespeichert werden muss.
  • Dabei wird vorteilhaft Speicherplatz eingespart, indem der zu der Referenzposition gehörige neue Zählerstand nach einem Austausch, nach einer Veränderung oder nach einer Justierung des Absolutwert-Lagegebers derart abgespeichert wird, dass der alte, zu der Referenzposition gehörige Zählerstand überschrieben wird.
  • Bei der ersten Inbetriebnahme und nach Anfahren oder Überfahren der Referenzposition nach Austausch des Absolutwert-Lagegebers wird der jeweils zu der Referenzposition gehörigen Zählerstand in einer Recheneinheit des Umrichters derart verarbeitet, dass ein Offset und ein Umrechnungsfaktor bestimmt wird, die auf die vom Absolutwert-Lagegeber gelieferten Zählerstände zur Errechnung der zugehörigen Positionen, insbesondere in den vom Bediener gewünschten Einheiten und mit der vom Bediener gewünschten Nulllage, angewendet werden. Insbesondere wird dabei der meist im Binär- oder Hexadezimalsystem gelieferte Zählerstand in metrische SI-Einheiten umgerechnet. Somit ist die Position für den Bediener schnell und leicht erkennbar.
  • Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung werden im Umrichter Kenndaten von mindestens zwei Absolutwert-Lagegebern abgespeichert und/oder umfassen die Daten auch Art des jeweiligen Übertragungsprotokolls, Auflösung, Strichzahl, Anzahl der Umdrehungen bis zum Überlauf des Zählers, Anzahl der unterscheidbaren Umdrehungen, Art der Schnittstelle. Genauigkeit und/oder maximale Auslesefrequenz. Mit diesen Informationen oder Daten wird somit die Umrechnung aller Absolutpositionen und aller gemessenen Zählerstände ermöglicht.
  • Wesentliche Kennzeichen bei dem Umrichter sind, dass der Umrichter einen Rechner mit elektrisch verbundenem Speicher aufweist, in dem Zählerstände abspeicherbar und dass vom Absolutwert-Lagegeber an den Umrichter übertragene Zählerstände verarbeitbar sind. Außerdem ist der Umrichter mit einem derart gestalteten Bedien-PC über eine Schnittstelle verbindbar, dass an einem Auswahlmenu mehrere Typen von Absolutwert-Lagegebern auswählbar sind. Von Vorteil ist dabei, dass der Bediener kein spezielles Wissen über Übertragungsprotokolle, Auflösung, Strichzahl, Anzahl der Umdrehungen bis zum Überlauf des Zählers, Anzahl der unterscheidbaren Umdrehungen, Art der Schnittstelle, Genauigkeit und/oder maximale Auslesefrequenz haben muss sondern der Bediener muss lediglich den Typ des Absolutwert-Lagegebers auswählen.
  • Die Erfindung wird nun anhand von einer Abbildung näher erläutert:
    • In der 1 ist ein Motor 1 mit seinem Geber 2 gezeigt. Die Informationen dieses Gebers dienen zur Motorführung.
  • Der Motor 1 treibt direkt eine Strecke 3 an, die ein Fließband sein kann. In weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispielen treibt der Motor über eine zwischengeschaltete Vorrichtung, wie Getriebe oder dergleichen, die Strecke 3 an. Die Strecke 3 kann auch ein anderes zu bewegendes Objekt sein.
  • Die Strecke 3 ist mit einem Absolutwert-Lagegeber 4 mechanisch verbunden, der von der jeweiligen Position abhängig einen elektronischen Zählerstand beeinflusst. Dazu ist der Absolutwert-Lagegeber 4 mit einem Umrichter elektrisch über eine Schnittstelle verbunden, wobei der Umrichter den Motor 1 versorgt. Außerdem ist der Umrichter mit dem Geber 2 elektrisch verbunden.
  • In weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispielen umfasst der Umrichter eine integrierte Positioniersteuerung, mit der die Strecke auf bestimmte Positionen mit vorgegebenen Geschwindigkeiten fahrbar ist.
  • Bei der Inbetriebnahme wird eine Referenzposition angefahren, die der Bediener an einer Marke erkennt. Nach Anfahren der Marke wird im Umrichter ein erster Zählerstand abgespeichert. Danach werden alle weiteren vom Absolutwert-Lagegeber gelieferten Zählerstände beim Anfahren anderer Positionen verrechnet. Bei dieser Verarbeitung wird die Differenz zum ersten Zählerstand berechnet und mit einem Faktor multipliziert, der die Umrechnung in für den Bediener nützliche Einheiten darstellt.
  • Die Daten des Absolutwert-Lagegebers 4 müssen entweder beim Herstellen der Software vom Hersteller oder bei der Inbetriebnahme vom Bediener eingegeben werden. Diese Daten umfassen auch Art des jeweiligen Übertragungsprotokolls, Auflösung, Strichzahl, Anzahl der Umdrehungen bis zum Überlauf des Zählers, Anzahl der unterscheidbaren Umdrehungen, Art der Schnittstelle. Genauigkeit und/oder maximale Auslesefrequenz.
  • Nach einem Austausch des Absolutwert-Lagegebers 4, nach einer Veränderung oder nach einer Justierung des Absolutwert-Lagegebers 4 wird die Referenzposition wiederum angefahren und der Zählerstand als weiterer Zählerstand abgespeichert.
  • Danach wird die obengenannte Differenz nur zu diesem weiteren Zählerstand berechnet und wiederum mit dem Faktor multipliziert, der die Umrechnung in für den Bediener nützliche Einheiten darstellt.
  • Wenn der Austausch des Absolutwert-Lagegebers 4 mit einem Absolutwert-Lagegeber 4 anderen Typs, beispielsweise anderer Strichzahl oder dergleichen, erfolgt, wird an einem zur Inbetriebnahme notwendigen Rechner dieser neue Typ mittels eines Auswahlmenus ausgewählt. Die Daten aller auswählbaren Typen von Absolutwert-Lagegebern 4 sind im Rechner oder Umrichter gespeichert.
  • Sind im Umrichter nicht nur die Referenzposition, sondern auch weitere Positionen, wie beispielsweise Absolutpositionen, abgespeichert, müssen diese nach Austausch des Absolutwert-Lagegebers nicht neu ermittelt oder eingegeben werden. Solche Absolutpositionen sind beispielsweise Positionen von Endschaltern.
  • In weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispielen wird die Referenzposition mit Sensoren detektiert. Dabei kann die Referenzposition auf verschiedene Arten und Weisen definiert und angefahren werden, beispielsweise immer vorwärts mit einer vorgebbaren kleinen Geschwindigkeit.
  • Die Erfindung bezieht sich nicht nur auf Fließ- oder Förderbänder, sondern auch auf angetriebene Wellen, lineare oder rotatorische Maschinenachsen. Die jeweiligen Absolutwert-Lagegeber sind dabei entweder lineare oder rotatorische Systeme.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Motor
    2
    Geber
    3
    Strecke
    4
    Absolutwert-Lagegeber

Claims (7)

  1. Verfahren zum Betreiben verschiedener Absolutwert-Lagegeber (4) für einen Umrichter, - wobei der Umrichter, der Absolutwert-Lagegeber (4) und ein Motor (1) von einer Antriebseinheit umfasst werden, die in einer Vorrichtung und/oder Anlage derart installiert ist, dass Positionen anfahrbar sind oder Positionen überfahrbar sind und der Absolutwert-Lagegeber (4) einen von den Positionen abhängigen Zählerstand beeinflusst, und wobei zumindest eine Inbetriebnahme durchgeführt wird, und wobei im Umrichter Zählerstände abgespeichert werden, wobei - zumindest bei Inbetriebnahme auf oder über eine Referenzposition gefahren wird, - der zu der Referenzposition gehörige Zählerstand im Umrichter abgespeichert wird, - der zu jeweiligen Absolutpositionen gehörige Zählerstand im Umrichter abgespeichert wird, - nach einem Austausch, nach einer Veränderung oder nach einer Justierung des Absolutwert-Lagegebers (4) die Referenzposition angefahren oder überfahren wird, wobei der Umrichter mit einem Bedien-PC über eine Schnittstelle verbunden wird und an einem Auswahlmenu mehrere Typen von Absolutwert-Lagegebern (4) auswählbar sind und der verwendete Geber ausgewählt wird, - der zu der Referenzposition gehörige neue Zählerstand bei dieser Referenzposition im Umrichter abgespeichert wird - ein Offset und ein Umrechnungsfaktor bestimmt wird, - nach dem Austausch, der Veränderung oder der Justierung zu den jeweiligen Absolutpositionen gehörige Zählerstände oder entsprechende Angaben mittels des Offsets und des Umrechnungsfaktors errechnet werden, - wobei im Umrichter Kenndaten von einem oder mehreren Absolutwert-Lagegebern (4) abgespeichert werden, - wobei im Umrichter die abgespeicherten Zählerstände und vom Absolutwert-Lagegeber (4) an den Umrichter übertragene Zählerstände verarbeitet werden.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der zu der Referenzposition gehörige neue Zählerstand nach einem Austausch, nach einer Veränderung oder nach einer Justierung des Absolutwert-Lagegebers (4) derart abgespeichert wird, dass der alte, zu der Referenzposition gehörige Zählerstand überschrieben wird.
  3. Verfahren nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die jeweils zu der Referenzposition gehörigen Zählerstände in einer Recheneinheit des Umrichters derart verarbeitet werden, dass ein Offset und ein Umrechnungsfaktor bestimmt werden, die auf die vom Absolutwert-Lagegeber (4) gelieferten Zählerstände zur Errechnung der zugehörigen Positionen angewendet werden.
  4. Verfahren nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Daten auch Art des jeweiligen Übertragungsprotokolls, Auflösung, Strichzahl, Anzahl der Umdrehungen bis zum Überlauf des Zählers, Anzahl der unterscheidbaren Umdrehungen, Art der Schnittstelle. Genauigkeit und/oder maximale Auslesefrequenz umfassen.
  5. Verfahren nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Referenzposition mit Sensoren detektiert wird oder vom Bediener per Augenschein detektiert wird und nach Detektion der Zählerstand im Umrichter abgespeichert wird.
  6. Umrichter zur Durchführung des Verfahrens nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Umrichter eine Rechnereinheit mit elektrisch verbundenem Speicher aufweist, in dem Zählerstände abspeicherbar und vom Absolutwert-Lagegeber (4) an den Umrichter übertragene Zählerstände verarbeitbar sind, wobei der Umrichter mit einem Bedien-PC über eine Schnittstelle verbindbar ist und an einem Auswahlmenu mehrere Typen von Absolutwert-Lagegebern (4) auswählbar sind, wobei die Schnittstelle seriell ist.
  7. Umrichter nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Schnittstelle vier elektrische Leitungen aufweist.
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