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Dokumentenidentifikation DE102007003695B4 22.01.2009
Titel Verfahren und Vorrichtung zum Steuern von Antrieben
Anmelder Robert Bosch GmbH, 70469 Stuttgart, DE
Erfinder Schultze, Stephan, Dr., 97816 Lohr, DE;
Döres, Hans-Jürgen, 97833 Frammersbach, DE;
Peter, Heiko, 77876 Kappelrodeck, DE
DE-Anmeldedatum 25.01.2007
DE-Aktenzeichen 102007003695
Offenlegungstag 31.07.2008
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 22.01.2009
Veröffentlichungstag im Patentblatt 22.01.2009
IPC-Hauptklasse G05D 17/00  (2006.01)  A,  F,  I,  20070125,  B,  H,  DE

Beschreibung[de]

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Steuerung von Antrieben. Insbesondere wird ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Kompensation von umdrehungszyklischen Störgrößen bei elektrischen Antrieben von Bahnmaschinen beschrieben. Daneben wird auch ein Verfahren zur Überwachung von plötzlich auftretenden Störungen bei elektrischen Antrieben von Bahnmaschinen beschrieben.

Aus der Patentschrift DE 197 40 153 C2 ist ein Verfahren zur Regelung eines Antriebs innerhalb einer Druckmaschine bekannt. Dabei wird ein Sollwert vorgegeben und ein Istwert sowie eine Differenz zwischen dem Soll- und dem Istwert ermittelt und zur Kompensation von periodischen oder nicht-periodischen Störungen wird einem dem Stellglied zugehenden Momentsollwert ein Anteilmoment aufgeschaltet.

Aus dem Stand der Technik bekannte Bahnmaschinen werden üblicherweise durch einzelne winkelgeregelte bzw. winkelsynchron arbeitende Motoren angetrieben. Zur Antriebsregelung für diese Motoren ist in der Regel ein Stromregler mit einem überlagerten Drehzahlregler und Lageregler vorgesehen. Dabei wird als Stromregler in einem Stromregelkreis und als Drehzahlregler üblicherweise ein PI-Regler verwendet und der Lageregler ist in der Regel durch einen P-Regler (Proportional-Regler) realisiert.

Diese Antriebsregler sind für den synchronen Betrieb der jeweiligen Achsen ausgelegt. Dabei tritt das Problem auf, dass für einen vorgegebenen Zeitraum oder Winkelraum einer Motorumdrehung externe umdrehungszyklische Störgrößen an einzelnen Antrieben auftreten können. Die derzeit aus dem Stand der Technik bekannten Regelungsmechanismen können derartige Störgrößen nur im begrenzten Maße ausregeln. Insbesondere werden bei den bekannten Regelungsmechanismen umdrehungszyklische Störgrößen ebenso behandelt, wie nicht vorhersehbare Störungen, was zu einer unnötigen Kapazitätsbelastung der Steuerungssysteme führt. Als Beispiel für derartige umdrehungszyklische Störgrößen können beispielsweise Falzmessereingriffe am Falzapparat bei einer Druckmaschine oder Kanalanschläge am Druckzylinder bei einer Druckmaschine genannt werden. Weitere Beispiele sind der Eingriff von Bearbeitungswerkzeugen in einer Materialbahn bei einer Verpackungs- oder Druckmaschine oder auch durch die Heberwalze im Farbwerk einer Druckmaschine hervorgerufene Störgrößen. Darüber hinaus sind jedoch auch weitere umdrehungszyklische Störeinflüsse denkbar.

Derartige Störgrößen treten in Form von Störmomenten an den jeweiligen Antrieben auf und können von den derzeit bekannten Reglern nur begrenzt ausgeregelt werden. Damit entsteht für den Zeitraum der Störgrößeneinwirkung an dem jeweiligen Antrieb ein höherer Schleppfehler d. h. eine höhere Differenz zwischen dem Lagesollwert und dem Lageistwert als für den Zeitraum ohne Störgrößeneinwirkung. Dieser erhöhte Schleppfehler kann zu einer Verschlechterung des Druck bzw. Verpackungsprozesses der entsprechenden Maschine führen.

Daneben können jedoch bei den genannten Antrieben auch plötzliche d. h. unvorhersehbare Störungen auftreten. So stehen bei den bekannten Maschinentypen (beispielsweise Bahnmaschinen) des Öfteren mehrere Antriebe über ein Material – wie beispielsweise ein zu bearbeitendes Material wie Papier bei einer Druckmaschine – in Verbindung zueinander. Bei derartigen Maschinentypen kann das Problem auftreten, dass sich das Material beim Ein- bzw. Auslauf aus Bearbeitungsstationen (beispielsweise bei einer Druckmaschine dem Falzapparat) aufwickeln kann und das Material bestimmte Bereiche verstopft. In diesem Fall ist ein weiterer Materialfluss nicht mehr möglich und es können sehr große Kräfte auftreten, die wiederum eine Beschädigung oder sogar eine Zerstörung von bestimmten Maschinenteilen bewirken können.

Daneben ist es bei derartigen Maschinentypen möglich, dass die Materialbahn reißt, was wiederum dazu führt, dass einzelne Maschinenteile ohne Material betrieben werden. Auch dies kann zu Beschädigungen führen.

Im Stand der Technik ist es daher bekannt, bei derartigen Maschinen sogenannte „Materialwächter" einzusetzen, wie beispielsweise im Falle von Druckmaschinen „Papierwächter", die den Fluss des Materials optisch überprüfen und bei den oben beschriebenen Störfällen ein Signal auslösen z. B. wenn an einer Stelle der Maschine kein Material mehr transportiert wird.

In diesem Falle erfolgt die Erkennung optisch und wird dann elektronisch an eine Steuereinheit, wie eine speicherprogrammierbare Steuerung, weitergeleitet. Diese wiederum übermittelt ein Stoppsignal an die entsprechenden Antriebe. Dies führt jedoch dazu, dass eine gewisse Zeit benötigt wird, bis es zum Stillstand der Antriebe kommt. In diesem Zeitraum kann bereits eine Beschädigung der Maschine bzw. des Antriebs eingetreten sein.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Verfügung zu stellen welches eine verbesserte Überwachung der jeweiligen Antriebe erlaubt. Daneben sollen ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Verfügung gestellt werden welche eine gegenüber dem Stand der Technik schnellere Reaktion auf auftretende Fehler erlauben. Insbesondere soll eine verbesserte Ausregelung von umdrehungszyklischen Störungen so wie eine verbesserte Reaktion auf plötzlich auftretende Störungen erreicht werden.

Dies wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren nach Anspruch 1 und eine Vorrichtung nach Anspruch 16 erreicht. Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Steuern von Antrieben für sich drehende Körper wird in einem ersten Verfahrensschritt eine Vielzahl von für vorgegebene Drehstellungen des sich drehenden Körpers charakteristischen ersten Messwerten aufgenommen.

In einem weiteren Verfahrensschritt wird eine Vielzahl von zweiten Messwerten bei den vorgegebenen Drehstellungen aufgenommen, wobei die zweiten Messwerte für einen durch Störgrößen beeinflussbaren Antriebszustand charakteristisch sind.

Dabei werden die ersten Messwerte jeweils gemeinsam mit den ihnen zugeordneten zweiten Messwerten in einer Speichereinrichtung abgelegt. Weiterhin werden aus den in der Speichereinrichtung abgelegten ersten und zweiten Messwerten Störungen des Antriebs erfasst.

Unter dem Begriff Störungen werden hier sowohl umdrehungszyklische Störungen als auch plötzliche bzw. nicht vorausberechenbare Störungen verstanden. Unter einem Antriebszustand werden die Antriebsbewegung darstellende Zustände wie die Geschwindigkeit der Drehbewegung, das Antriebsmoment des sich drehenden Körpers, Schleppabstände oder dergleichen verstanden. Unter einem von Störgrößen beeinflussbaren Antriebszustand wird insbesondere ein Antriebszustand verstanden, der sich infolge einer Störung ändern kann, wie das Antriebsmoment, ein Schleppabstand, die Drehzahl oder dergleichen. Unter einer Erfassung von Störungen wird verstanden, dass zumindest auf das Vorhandensein einer Störung geschlossen werden kann.

Vorzugsweise handelt es sich bei den für den Antriebszustand charakteristischen Werten um Messwerte aus einer Gruppe von Messwerten, welche Antriebsmomente, Schleppabstände, Drehzahldifferenzen, Kombinationen hieraus oder dergleichen enthält. Diese Antriebszustände erlauben Rückschlüsse auf umdrehungszyklische Störgrößen. Damit wird eine adaptive Momentvorsteuerung durchgeführt. Daneben sind auch Rückschlüsse auf nicht umdrehungszyklische bzw. plötzliche Störungen möglich.

Besonders vorteilhaft werden Momentensollwerte bzw. Momentenistwerte des entsprechenden Antriebs mit den zugehörigen Soll- bzw. Istpositionen zyklisch aufgenommen. Diese gemeinsam aufgenommenen Momenten- bzw. Istpositionswerte werden gemeinsam in der Speichereinrichtung abgelegt. Aus den jeweils gemeinsam abgelegten Werten d. h. den Lagewerten des Antriebs und den zugehörigen Momentenwerten kann auf eventuelle Störungen des Antriebs rückgeschlossen werden. Auch ist es möglich, aus den Werten Steuergrößen abzuleiten um die Antriebsbewegung in Reaktion auf umdrehungszyklische Störungen zu steuern.

Bevorzugt wird aus den in der Speicherrichtung abgelegten Messwerten eine Messwerttabelle erzeugt, die zur Steuerung des Antriebs verwendet wird. Dabei ist es möglich, diese Messwerttabelle für jede Umdrehung oder eine Vielzahl von Umdrehungen neu einzulesen.

Vorzugsweise werden aus der Messwerttabelle Korrekturwerte gebildet, die zur Steuerung des Antriebs verwendet werden. So ist es beispielsweise möglich, dass bei einer bestimmten Drehstellung ein gemessenes Drehmoment weit über einen vorgegebenen Sollwert liegt. Dies kann beispielsweise bei einer plötzlichen Störung der Fall sein. In diesem Fall kann an dem entsprechenden Antrieb ein Korrekturbefehl ausgegeben werden. Vorzugsweise werden die Korrekturwerte bei der Steuerung des Antriebs additiv aufgeschaltet. In entsprechender Weise können auch Korrekturwerte zur Kompensation umdrehungszyklischer Störungen aufgeschaltet werden.

Vorzugsweise wird das Drehmoment des Antriebs über eine Strommessung ermittelt, genauer gesagt über eine Ermittlung des momentenbildenden Stroms.

Vorteilhafterweise werden die in der Speichereinrichtung abgelegten Messwerte fortlaufend aktualisiert. So können die Messwerte für eine oder mehrere Umdrehungen aufgenommen werden und dann die jeweils älteren Messwerte durch die aktuellsten Messwerte ersetzt werden. Beispielsweise könnten jeweils für fünf Umdrehungen die zugehörigen Momentenwerte aufgenommen werden und bei der Aufnahme den Werte für die sechste Umdrehung die für die erste Umdrehung gespeicherten Werte überschrieben werden.

Bei einem anderen Verfahren ist es auch möglich, dass die in der Speichereinrichtung abgelegten Messwerte während einer vorbestimmten Betriebszeit beibehalten werden. So ist es möglich, während eines Eich- oder Kalibrierbetriebs für eine oder mehrere Umdrehungen die Messwerte aufzunehmen und diese Messwerte als Referenz für den Betrieb beizubehalten. In diesem Falle wird daher die Messwerttabelle während einer besonderen Messfahrt gebildet.

Bei einem weiteren bevorzugten Verfahren korrespondieren die ersten Messwerte zur vorgegebenen jeweils im Wesentlichen gleich zueinander beabstandeten Drehstellungen. So kann beispielsweise in Abständen von 5 oder 10 Grad jeweils ein Lagemesswert (erster Messwert) aufgenommen werden und mit diesem Lagemesswert ein entsprechender Momentenmesswert (zugeordneter zweiter Messwert). In die Messwerttabelle wird dabei ein einstellbares Lageraster von festen Positionswerten bzw. Stützpunkten mit den zugehörigen Momentenwerten pro Motorumdrehung eingetragen.

Bei einem weiteren vorteilhaften Verfahren können die ersten Messwerte auch zu vorgegebenen wenigstens teilweise unterschiedlich zueinander beabstandeten Drehstellungen korrespondieren. In diesem Verfahren ist es möglich, in denjenigen Drehbereichen in denen starke Momentenverschiebungen zu erwarten sind, eine dichtere Anzahl von Lagemesswerten aufzunehmen. In diesem Falle kann die Messwerttabelle mit einer variablen Anzahl an Stützpunkten aufgenommen werden wobei insbesondere im Bereich der umdrehungszyklischen Störung eine höhere Dichte an Stützpunkten gewählt wird. In diesem Fall wird damit ein variables Lageraster verwendet.

Bei einem weiteren vorteilhaften Verfahren werden die in der Messwerttabelle abgelegten Messwerte wenigstens teilweise durch Interpolation erzeugt. So kann beispielsweise einem gemessenen Drehmoment welches zwischen zwei aufgenommenen Drehstellungen aufgenommen wurde, ein korrigierter Wert zugeordnet werden, der durch Interpolation bekannter Messwerte an den bekannten Positionen ermittelt wird. Durch dieses bevorzugte Verfahren können die Drehmomente für beliebige Lagepositionen des Motors aufgenommen werden.

Vorzugsweise werden die Messwerte vor dem Eintrag in die Messwerttabelle gefiltert. So könnten beispielsweise hochfrequente Anteile aus den Messwerten ausgefiltert werden. Auch können im Rahmen der Filterung unrealistische Messwerte (beispielsweise sog. „Ausreißer") herausgefiltert werden.

Das vorgegebene Lagerraster d. h. die Anordnung der Stützpunkte kann auch veränderbar ausgeführt werden d. h. in Abhängigkeit von der Drehgeschwindigkeit des Antriebs auch geändert werden.

Bei einem weiteren erfindungsgemäßen Verfahren wird die Messwerttabelle für jede Umdrehung des sich drehenden Körpers gebildet und bevorzugt unter Verwendung der Messwerte aus der jeweils voran gegangenen Umdrehung oder allgemein unter Verwendung früherer Werte oder Messwerttabellen. Bei diesem Verfahren werden bei der Erstellung der Messwerttabelle auch jeweils zu früheren Zeitpunkten aufgenommene Messwerte berücksichtigt.

Vorzugsweise wird aus der ermittelten Messwerttabelle auf einen Störzustand des Antriebs geschlossen. D. h. in diesem Fall dient das erfindungsgemäße Verfahren zur Erkennung von Störzuständen durch die Ermittlung zyklischer Bearbeitungskräfte wobei auch hier ein Messwertspeicher genützt wird und eine Auswertung gegenüber einem Sollprofil der Bearbeitungskräfte vorgenommen wird.

Vorzugsweise werden durch das erfindungsgemäße Verfahren mehrere Antriebe gesteuert, und insbesondere solche Antriebe bzw. Antriebsmotoren, deren Bewegung aufeinander synchronisiert ist.

Die vorliegende Erfindung ist weiterhin auf die Verwendung eines Verfahrens der oben beschriebenen Art für eine Druck- oder Papierverarbeitungsvorrichtung gerichtet. Wie oben dargestellt, finden insbesondere bei solchen Vorrichtungen eine Vielzahl von separat angesteuerten Antrieben Verwendung, wobei die jeweiligen Antriebseinrichtungen aufeinander synchronisiert sind. Bei derartigen Verfahren ist das erfindungsgemäße Verfahren besonders zweckdienlich.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird ferner verwendet zur Kompensation von Prozessgrößen, die durch Bewegungen eines Falzmesserzylinders oder Querschneiders, eines Druckzylinders oder durch Bewegungen von Farbauftragswalzen oder Übertragungswalzen insbesondere an Druckwerken auftreten. Durch diese Prozessgrößen werden, wie oben erwähnt, umdrehungszyklische Störgrößen bei den elektrischen Antrieben von Bahnmaschinen bewirkt. Insbesondere für diese Störgrößen eignet sich das erfindungsgemäße Verfahren, da es eine schnelle Erkennung und Kompensation dieser Störgrößen erlaubt.

Die erfindungsgemäße Speichereinrichtung mit den Momentenwerten kann in einem festen Positionsraster für jede Umdrehung aktualisiert werden um eine Überwachung des Moments des Antriebs zu erreichen. Dabei ist es möglich, für die Werte des Messwertspeichers parametrierbare Sollprofile zu erreichen. Dabei ist es möglich, für die Werte des Messwertspeichers parametrierbare Sollprofile zyklisch zu berechnen. Diese Sollprofile können in Abhängigkeit von vorhergebbaren Parametern oberhalb oder unterhalb der Messwerte des Messwertspeichers liegen. Beispielsweise kann festgelegt werden, dass Sollprofile stets 10% über bzw. unter den Messwerten des Messwertspeichers liegen.

In den oben dargestellten Störfällen kann es stets zu einem plötzlichen Anstieg bzw. Abfall des Drehmoments im Antrieb kommen. Dies führt dazu, dass die zyklisch aufgenommenen Messwerte die berechneten Sollprofile wenigstens einmal unter- bzw. überschreiten. Dieses Unter- oder Überschreiten wird überwacht und der Antrieb kann aufgrund dieser Überwachung sehr schnell abgeschaltet oder allgemein korrigiert werden, da kein Umweg über eine optische Erkennung erfolgt sondern unmittelbar auf das ursprüngliche Problem d. h. ein Anstieg bzw. den Abfall des Momentes reagiert werden kann. Damit kann mit dem erfindungsgemäßen Verfahren auch auf solche Störungen reagiert werden, die nicht umdrehungszyklisch sind.

Die vorliegende Erfindung ist weiterhin auf eine Vorrichtung zum Steuern von Antrieben für sich drehende Körper mit einer Speichereinrichtung gerichtet, wobei in der Speichereinrichtung eine Vielzahl von für vorgegebene Drehstellungen des sich drehenden Körpers charakteristischen ersten Messwerten und eine Vielzahl von zweiten Messwerten bei den vorgegebenen Drehstellungen abgelegt werden, wobei die zweiten Messwerte für einen durch Störgrößen beeinflussbaren Antriebszustand charakteristisch sind. Weiterhin ist eine Prozessoreinrichtung vorgesehen, die aus den abgelegten ersten und zweiten Messwerten eine Messwerttabelle bildet und aus dieser Messwerttabelle wenigstens ein für eine auf den Antrieb wirkende Störung charakteristisches Signal ausgibt. Unter Störungen werden auch hier sowohl umdrehungszyklische Störungen verstanden, welche auch bei einem Normalbetrieb der Maschine auftreten können, also auch unvorhersehbare Störungen, welche üblicherweise auf einen fehlerhaften Betrieb schließen lassen. Bevorzugt stimmen die Anzahlen der aufgenommenen ersten und zweiten Messwerte überein.

Vorzugsweise weist die Vorrichtung eine Steuereinrichtung auf, die in Reaktion auf das charakteristische Signal wenigstens einen Betriebszustand der Vorrichtung ändert. Wie oben dargestellt kann eine Abweichung eines Ist-Moments von einem Soll-Moment bei einer bestimmten Drehstellung detektiert und dies dem Benutzer gemeldet werden. Auch ist es möglich, dass das fehlerhafte Moment bzw. auch eine Differenz zwischen dem Sollwert und dem Istwert ausgegeben wird bzw. direkt und bevorzugt additiv zur Korrektur verwendet wird. Vorzugsweise handelt es sich bei dem zweiten Messwert um einen Messwert, der aus einer Gruppe von Werten entnommen ist, die Antriebsmomente, Schleppabstände, Drehzahldifferenzen, Kombinationen hieraus und dergleichen enthält.

Besonders bevorzugt wird ein Messwert für ein Antriebsmoment aufgenommen und dieses beispielsweise aus einem Stromfluss durch den Antrieb ermittelt. Auch die oben erwähnten weiteren Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens können entsprechend auf die erfindungsgemäße Vorrichtung angewandt werden. Damit eignet sich auch die erfindungsgemäße Vorrichtung sowohl zur Erkennung umdrehungszyklischer Störungen als auch zur Kompensation plötzlicher Störungen.

Weitere Vorteile und Ausführungsformen ergeben sich aus den beigefügten Zeichnungen.

Darin zeigen:

1 ein Blockschaltbild einer Steuerung nach dem Stand der Technik;

2 ein Blockschaltbild zur Veranschaulichung des erfindungsgemäßen Verfahrens; und

3 ein Blockschaltbild einer Gesamtsteuerung mit dem in 2 gezeigten Ausschnitt.

1 zeigt ein Blockschaltbild zur Veranschaulichung eines Verfahrens nach dem Stand der Technik. Dabei kennzeichnet das Bezugszeichen 2 einen Lageregler der hier als P-Regler ausgeführt ist. Dieser Lageregler gibt einen Drehzahlsollwert nW aus. Das Bezugszeichen 3 bezieht sich auf einen Drehzahlregler, der einen Drehmomentsollwert MSoll ausgibt. Das Bezugzeichen 4 bezeichnet einen Stromregelkreis in seiner Gesamtheit, der ein inneres Motormoment Mi ausgibt. In einem Additionsglied 8 wird aus diesem inneren Motormoment Mi und einem Lastmoment ML ein Beschleunigungsmoment MB ermittelt und in einer Summationseinrichtung 5 in einen Drehzahlwert n überführt. Eine weitere Summationsstelle 9 dient zur Ausgabe eines Drehwinkelwerts &phgr;. Der Drehzahlwert n und der Drehwinkelwert &phgr; werden über Verbindungen 6 an Differenzglieder 7 zurückgeleitet um bei einer weiteren Regelung der Werte für die Drehzahl n und das Drehmoment M berücksichtigt werden zu können. Die Drehzahl kann auch über Differentiation der Lage bzw. Lagewerte ermittelt werden.

Im Falle des Auftretens einer nicht zyklischen Störung wird diese über das Lastmoment ML berücksichtigt und der Regelkreis steuert entsprechend nach. Dabei besteht im Stand der Technik kein Unterschied zwischen umdrehungszyklischen Störungen und sonstigen nicht zyklischen bzw. nicht vorausberechenbaren Störungen. Beide Störfälle werden in der gleichen dargestellten relativ aufwändigen Weise nachgeregelt. Die Erfindung beschreibt damit eine Möglichkeit, um zyklische Störungen wesentlich schneller und wesentlich weniger aufwändig zu berücksichtigen. Daneben kann durch die Erfindung auch schneller auf nicht vorausberechenbare Störungen reagiert werden.

Genauer gesagt werden erfindungsgemäß die umdrehungszyklischen Störgrößen als additives Moment auf den Ausgang des Drehzahlreglers gegeben um die aus dem Stand der Technik bekannten Antriebsregler zu entlasten.

2 zeigt ein Blockschaltbild zur Veranschaulichung des erfindungsgemäßen Verfahrens. Hier werden Drehmomentwerte in einer Filtereinrichtung 12 gefiltert und über einen Verstärker bzw. Verstärkungsfaktor 14 ausgegeben. Dabei dient der Verstärker 14 für die Gewichtung für die Summation von additivem Moment und Sollmoment MSoll. Die Bezugszeichen 16a, 16b, 16c kennzeichnen die Messwerttabelle bzw. den Messwertspeicher in den die einzelnen Momentenwerte in Abhängigkeit von der jeweiligen Drehstellung des Antriebs aufgenommen werden. Dabei ist die Umschaltung auf die verschiedenen Rasterwerte in Abhängigkeit von der Lage durch den Schalter 15 dargestellt.

Die einzelnen Blöcke 16a, 16b, 16c stellen damit die in der (nicht gezeigten) Speichereinrichtung abgelegte Messwerttabelle dar, wobei jeder Messwert zu einem Lagerraster zugeordnet ist. Diese Messwerttabelle mit den Blöcken 16a, 16b, 16c kann für jede Umdrehung mit neuen Werten versorgt werden, wobei neue Messwerte nach einer bestimmten Rechenvorschrift mit den alten Messwerten der vorherigen Umdrehung verrechnet werden können. Zu dieser Verrechnung dienen die beiden Verstärker bzw. Verstärkungsfaktoren 13 und 14 wobei mit dem Verstärkungsfaktor 13 gewichtet werden kann wie stark der Einfluss der aufgenommenen Momentenistwerte für die additive Momentenaufschaltung ist. Das Bezugszeichen 17 bezieht sich auf Additionsglieder.

3 zeigt ein Blockschaltbild einer vollständigen erfindungsgemäßen Steuerung. Dabei ist der in 2 gezeigte Block 10 mit eingezeichnet. Wenn das normale Lastmoment berücksichtigt wird, charakterisieren diese Messwerte in gewisser Weise das Moment für die umdrehungszyklische Störgröße. Diese Messwerte werden als additives Moment auf den Ausgang des Drehzahlreglers 3 gegeben um die bisherigen Antriebsregler zu entlasten. Mit anderen Worten ist das in 2 skizzierte Blockschaltbild in 3 in dem Block 10 zusammengefasst und der Ausgang dieses Blockes wird additiv auf das Moment aufgeschaltet.

Durch das erfindungsgemäße Verfahren kann eine Verringerung des Schleppfehlers für den Zeitraum der (umdrehungszyklischen) Störgrößeneinwirkung erreicht werden und damit eine Verbesserung der Antriebsregelung insbesondere bei Bahnmaschinen.

Sämtliche in den Anmeldungsunterlagen offenbarten Merkmale werden als erfindungswesentlich beansprucht, sofern sie einzeln oder in Kombination gegenüber dem Stand der Technik neu sind.

2
Lageregler
3
Drehzahlregler
4
Stromregelkreis
5
Summationseinrichtung
6
Verbindung
7
Differenzglied
8, 17
Additionsglied
10
Block
12
Filtereinrichtung
13, 14
Verstärker bzw. Verstärkungsfaktor
15
Schalter
16a, 16b, 16c
Messwerttabelle
&phgr;
Drehwinkelwert
n
Drehzahlwert
Mi
inneres Motormoment
MSoll
Drehmomentsollwert
nW
Drehzahlsollwert
ML
Lastmoment
MB
Beschleunigungsmoment


Anspruch[de]
Verfahren zum Steuern von Antrieben für sich drehende Körper bei bahnverarbeitenden Maschinen mit den Schritten:

– Aufnahme einer Vielzahl von für vorgegebene Drehstellungen des sich drehenden Körpers charakteristischen ersten Messwerten;

– Aufnahme einer Vielzahl von zweiten Messwerten bei den vorgegebenen Drehstellungen, wobei die zweiten Messwerte für einen durch Störgrößen beeinflussbaren die Antriebsbewegung darstellenden Antriebszustand charakteristisch sind und wobei die ersten Messwerte jeweils gemeinsam mit den ihnen zugeordneten zweiten Messwerten in einer Speichereinrichtung abgelegt werden und aus den in der Speichereinrichtung abgelegten ersten und zweiten Messwerten Störungen des Antriebs erfasst werden.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die für Antriebszustand charakteristischen Werte aus einer Gruppe von Werten entnommen sind, welche Antriebsmomente, Schleppabstände, Drehzahldifferenzen, Kombinationen hieraus oder dergleichen enthält. Verfahren nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass aus den in der Speichereinrichtung abgelegten Messwerten eine Messwerttabelle erzeugt wird, die zur Steuerung des Antriebs verwendet wird. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass aus der Messwerttabelle Korrekturwerte gebildet werden, die zur Steuerung des Antriebs verwendet werden. Verfahren nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die in der Speichereinrichtung abgelegten Messwerte fortlaufend aktualisiert werden. Verfahren nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die in der Speichereinrichtung abgelegten Messwerte während einer vorbestimmten Betriebszeit beibehalten werden. Verfahren nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Messwerte für jeweils im Wesentlichen gleich zueinander beabstandeten Drehstellungen des sich drehenden Körpers charakteristisch sind. Verfahren nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche 1–6, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Messwerte für wenigstens teilweise unterschiedlich zueinander beabstandeten Drehstellungen des sich drehenden Körpers charakteristisch sind. Verfahren nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche 3–8, dadurch gekennzeichnet, dass die in der Messwerttabelle abgelegten Messwerte wenigstens teilweise durch Interpolation erzeugt werden. Verfahren nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche 3–9, dadurch gekennzeichnet, dass die Messwerte vor dem Eintrag in die Messwerttabelle gefiltert werden. Verfahren nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche 3–10, dadurch gekennzeichnet, dass die Messwerttabelle für jede Umdrehung des sich drehenden Körpers gebildet wird und bevorzugt unter Verwendung der Messwerte aus der jeweils vorangegangenen Umdrehung gebildet wird. Verfahren nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche 3–11, dadurch gekennzeichnet, dass aus der ermittelten Messwerttabelle auf einen Störzustand des Antriebs geschlossen wird. Verfahren nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass durch das Verfahren mehrere Antriebe gesteuert werden. Verwendung eines Verfahrens nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche für eine Druck- oder Papierverarbeitungsvorrichtung. Verwendung eines Verfahrens nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche 1–13 zur Kompensation von Prozessgrößen, die durch Bewegungen eines Falzmesserzylinders oder Querschneiders, eines Druckzylinders, durch Farbauftragswalzen, oder durch Übertragungswalzen insbesondere an Druckwerken, hervorgerufen werden. Vorrichtung zur Steuerung von Antrieben einer bahnverarbeitenden Maschine und insbesondere einer Druck- oder Papierverarbeitungsvorrichtung für sich drehende Körper der bahnverarbeitenden Maschine mit einer Speichereinrichtung, in der eine Vielzahl von für vorgegebene Drehstellungen des sich drehenden Körpers charakteristischen ersten Messwerten und eine Vielzahl von zweiten Messwerten bei den vorgegebenen Drehstellungen abgelegt werden, wobei die zweiten Messwerte für einen durch Störgrößen beeinflussbaren die Antriebsbewegung darstellenden Antriebszustand charakteristisch sind, und einer Prozessoreinrichtung, die aus den abgelegten ersten und zweiten Messwerten eine Messwerttabelle bildet und aus dieser Messwerttabelle wenigstens einen für die auf den Antrieb wirkende Störung charakteristischen Wert ermittelt. Vorrichtung nach Anspruch 16 mit einer Steuereinrichtung, die in Reaktion auf das charakteristische Signal wenigstens einen Betriebszustand der Vorrichtung ändert.






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