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Hallo,
ich soll für eine mobile Anwendung einen einfachen Regler entwerfen und soll dabei möglichst auf fertige Module (NI-Produkt, Siemens LOGO, o.ä.) zurückgreifen. Anders gesagt, ich soll keine PCB selbst entwerfen. Der Regler sollte intelligent sein, d.h. programmierbar sein und autonom laufen können ohne mit einem PC verbunden zu sein.

Was würdet ihr mir raten? Soll ich eine Siemens LOGO dafür vorsehen oder soll ich mich lieber nach was anderem umsehen?

Anbei eine Skizze, die die aktuelle Situation darstellt.

Aufgabe ist es ein Ventil durch ein Motor mit Getriebe anzusteuern. Das Ventil (Verstellbereich ca. 270°) ist bereits mit einem Positionssensor verbunden, der ein 0 ... 5 V-Signal zurückliefert. Die Positionsvorgabe kommt als 5 Volt PWM-Signal (0 ... 100%). Cycle time liegt im Bereich 100 Hz ... 1 kHz Eine Versorgungsspannung für den Regler + sensor + Motor steht zur Verfügung.
Der Motor ist ein DC-Motor (12 V, ca. 2 A). Der Regler soll eine Leistungselektronik (H-Brücke) enthalten.

Ich beherrsche C, LabVIEW, etwas SPS und etwas Basic.

Hi,
ist es Deine Aufgabe, den kompletten Regler inclusive Steuerung aufzubauen, oder darfst Du auf Komponenten zurückgreifen?

- Ansatz: Motor-controller aus dem Modellbau verwenden für die Ansteuerung des Motors,
Logo oder Wago oder C-Control oder J-control steuert diese über eigenes PWM an und
wertet im Differenz-Verfahren das eingehende PWM mit der Spannung des Potis aus.
Soll der Regler kontinuierlich sein oder reicht ein P- oder 2-Punkt-Regler ohne weitere Nachführung.

welche Ansprech- und Vorhaltegeschwindigkeiten sollen erreicht werden?
Wird ein Überschwingen toleriert?

cu
st

Hallo,

danke schon mal für die Antworten

» Hi,
» ist es Deine Aufgabe, den kompletten Regler inclusive Steuerung
» aufzubauen, oder darfst Du auf Komponenten zurückgreifen?
»

Ich soll auf fertige Komponenten zurückgreifen.

» - Ansatz: Motor-controller aus dem Modellbau verwenden für die Ansteuerung
» des Motors,
» Logo oder Wago oder C-Control oder J-control steuert diese über eigenes
» PWM an und
» wertet im Differenz-Verfahren das eingehende PWM mit der Spannung des
» Potis aus.
» Soll der Regler kontinuierlich sein oder reicht ein P- oder 2-Punkt-Regler
» ohne weitere Nachführung.
»
» welche Ansprech- und Vorhaltegeschwindigkeiten sollen erreicht werden?
» Wird ein Überschwingen toleriert?
»

Welchen Motor-controller aus dem Modellbaubereich empfiehlst Du z.B.?

Der Regler soll:
- auf keinen Fall überschwingen (Endanschläge)
- schnell sein (ca. 10 ms Reaktionszeit)
- kontinuierlich regeln (teilweise sogar oszillatorischer Betrieb)
- Der Motor soll auch durch PWM angesteuert werden, so dass ein langsames Anfahren der Zielposition möglich ist

» cu
» st

Grüße
J.

So wie ich das sehe sind das Siemens LOGO-Modul und ein Fahrtenregler aus dem Modellbaubereich incompatibel.

Von den ganzen LOGO-Modulen gibt es nur wenige mit Transistorausgang (Relaiausgang kommt nicht in Frage, da das Relais viel zu oft schalten würde und ausserdem zu träge ist). Das Logo! 24C hat Transistorausgänge jedoch mit einer Schaltfrequenz von nur 10 Hz.

Der Fahrtenregler benötigt als Eingangsignal eine PWM mit rd. 50 Hz und einer Pulsweite von 1 bis 2 ms. Das kriege ich mit dem Logo-Modul niemals hin.

Gibt es ein Erweiterungsmodul fürs LOGO mit dem man DC-Motoren ansteuern kann?

Idee:

Ich nehme ein Logo-Modul mit analogen Ein- und Ausgängen und als Motortreiber nehme ich dieses Teil: http://www.conrad.de/ce/de/product/191273/LEISTUNGSREGLER-9-28VDC-10A/2407020&ref=list

Das PWM-Signal (Positionsvorgabe) wird durch ein RC-Glied in eine 0 - 5 V Spannung umgewandelt und das Logo Modul vergleicht diese Spannung mit der Sensorspannung und berechnet daraus die Ausgangspannung. Der analoge Ausgang der Logo wird direkt mit dem Leistungsregler verbunden. Was haltet ihr davon?

Schlechte Nachrichten. Das Logo-Modul ist doch nicht geeignet, da eine PI oder PID-Regelung viel zu langsam auf dem Gerät abläuft (Regelzeit im Bereich > 500ms). Die Regelzeit sollte aber deutlich unter 100 ms liegen, eher im Bereich 10 ms.

Bin grad echt ratlos. Kann es sein dass es nichts auf dem Markt gibt, das meine Anforderungen erfüllt?

Wie gesagt, ich will den Regler nicht diskret aufbauen und eine Lösung mit PC/Laptop kommt auch nicht in Frage...

» Schlechte Nachrichten. Das Logo-Modul ist doch nicht geeignet, da eine PI
» oder PID-Regelung viel zu langsam auf dem Gerät abläuft (Regelzeit im
» Bereich > 500ms). Die Regelzeit sollte aber deutlich unter 100 ms liegen,
» eher im Bereich 10 ms.
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» Bin grad echt ratlos. Kann es sein dass es nichts auf dem Markt gibt, das
» meine Anforderungen erfüllt?
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» Wie gesagt, ich will den Regler nicht diskret aufbauen und eine Lösung mit
» PC/Laptop kommt auch nicht in Frage...

Guck doch mal bei anderen Herstellern als Siemens,
z.B. B&R, Sigmatek Automation, Berghof, ...
Die haben zum Teilauch gleich Endtufen zur Motorsteuerung und sind deutlich schneller als z.B. die Logo, Beispiel gefällig?

X20CP1486 mit 650 MHz Celeron hat eine typische Befehlszykluszeit von 10ns, in 10ms schafft die also 1 Mio. Befehle...

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» Guck doch mal bei anderen Herstellern als Siemens,
» z.B. B&R, Sigmatek Automation, Berghof, ...
» Die haben zum Teilauch gleich Endtufen zur Motorsteuerung und sind
» deutlich schneller als z.B. die Logo, Beispiel gefällig?
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» X20CP1486 mit 650 MHz Celeron hat eine typische Befehlszykluszeit von
» 10ns, in 10ms schafft die also 1 Mio. Befehle...

Danke für den Tip. Damit und auch mit dem CompactRIO von NI könnte man meine Aufgabe lösen, allerdings schießt man mit Kanonen auf Spatzen.

Ich spiele mittlerweile mit dem Gedanken den Regler diskret und analog aufzubauen, obwohl ich das vermeiden wollte. Mit einem OP, ein paar Rs, Cs und Potis und dem zuvor genannten Leistungsregler dürfte man das ganze hinkriegen und es wird auch relativ schnell regeln, richtig?

» »
» » Guck doch mal bei anderen Herstellern als Siemens,
» » z.B. B&R, Sigmatek Automation, Berghof, ...
» » Die haben zum Teilauch gleich Endtufen zur Motorsteuerung und sind
» » deutlich schneller als z.B. die Logo, Beispiel gefällig?
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» » X20CP1486 mit 650 MHz Celeron hat eine typische Befehlszykluszeit von
» » 10ns, in 10ms schafft die also 1 Mio. Befehle...
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» Danke für den Tip. Damit und auch mit dem CompactRIO von NI könnte man
» meine Aufgabe lösen, allerdings schießt man mit Kanonen auf Spatzen.
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» Ich spiele mittlerweile mit dem Gedanken den Regler diskret und analog
» aufzubauen, obwohl ich das vermeiden wollte. Mit einem OP, ein paar Rs, Cs
» und Potis und dem zuvor genannten Leistungsregler dürfte man das ganze
» hinkriegen und es wird auch relativ schnell regeln, richtig?

Eine Logo ist eine Klein s t e u e r u n g. Ist deshalb auch nur einem begrenztem Maße für eine Regelung geeignet.
Schonmal S7 / S5 in Betracht gezogen?

--
Esel sind die besten Tiere!
Wenn jemand etwas gegen Esel hat, so legt er sich mit dem Heiligen Geist persönlich an

» Idee:
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» Ich nehme ein Logo-Modul mit analogen Ein- und Ausgängen und als
» Motortreiber nehme ich dieses Teil:
» http://www.conrad.de/ce/de/product/191273/LEISTUNGSREGLER-9-28VDC-10A/2407020&ref=list
»
» Das PWM-Signal (Positionsvorgabe) wird durch ein RC-Glied in eine 0 - 5 V
» Spannung umgewandelt und das Logo Modul vergleicht diese Spannung mit der
» Sensorspannung und berechnet daraus die Ausgangspannung. Der analoge
»

Hi,
die Logo kannst Du durch ein ADRUINO-Demo-Board ersetzten.
Da ist direkt über USB ein Programmierrechner anschließbar und ein Programm aus einem C-Compiler oder aus Processing abzuspeichern.
Über die Pins können PWM-Signale oder auch rück-Analogisierte Signale an die Leitungssteuerung gegeben werden.
Alles zusammen ist es zwar auf einem PCBoard aufgebaut, aber eben schon fertig und Modular.
Für Deine Vorgabe - Kein PCB entwickeln - also genau passend.

CU

Sorry vertippt:
Arduino heißt das Teil.
verschiedene Ausführungen - hier z.B. der NANO brauchbar.

Basis ist der ATMEGA Prozessor von ATMEL

Das Arduino System sieht echt gut aus und scheint vielversprechend zu sein. Danke tts! Ich werde es mir gleich mal genauer ansehen.

Ich habe auch eine Alternative gefunden. Es ist zwar nur Analogtechnik, aber dafür fertig aufgebaut und sogar mit Leistungstreiber und excellenter Dokumentation:

http://www.geltec.de/home/lehrsysteme/access/produkte/starter-set-regelungstechnik.html

Natürlich gibt es auch hier ein Problem: die bipolare Versorgungsspannung, die der Regler und der Leistungstreiber brauchen. Im Labor kein Problem, aber das ganze soll später ins Fahrzeug und da ist keine bipolare Versorungsspannung vorhanden.
Ein Workaround wäre die im Fahrzeug vorhandene Spannung mit nem Spannungsteiler (zwei Widerstände) zu halbieren uns so eine pseudobipolare Versorungsspannung zu erzeugen, allerdings läuft dann der DC-Motor nur noch mit 6 V und das ist scheibe.

Das Arduino System ist ja der absolute Hammer!
16 MHz, 12 I/O, davon 6 als PWM nutzbar und 6 als analoge Eingänge, 5 V Betriebsspannung, USB-Schnittstelle, Programmierbar in C, kostenloser Editor und Compiler und das für nur ... 23 Euro !???!?

Ich werd bekloppt!

Tausend Dank für den Tip, tss!

» Eine Logo ist eine Klein s t e u e r u n g. Ist deshalb auch nur einem
» begrenztem Maße für eine Regelung geeignet.
» Schonmal S7 / S5 in Betracht gezogen?

S7 ist doch auch eine Steuerung. Was für Regelzeiten würde ich mit ner S7 hinbekommen?

» Das Arduino System ist ja der absolute Hammer!
» 16 MHz, 12 I/O, davon 6 als PWM nutzbar und 6 als analoge Eingänge, 5 V
» Betriebsspannung, USB-Schnittstelle, Programmierbar in C, kostenloser
» Editor und Compiler und das für nur ... 23 Euro !???!?
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» Ich werd bekloppt!
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» Tausend Dank für den Tip, tss!
Gern geschehen, bau selber grade eine Halbautomatik mit dem großen CAN-Bruder von den Bausteinen