fl_sim_p (822286), страница 15
Текст из файла (страница 15)
Dazusetzen wir einen PID-Regler ein.> Bauen Sie den folgenden Schaltkreis auf und stellen Sie dieParameterwerte des PID-Reglers wie abgebildet ein.142© Festo Didactic GmbH & Co. KG und Art Systems • FluidSIM4. Fortgeschrittene Simulation und SchaltkreiserstellungBeachten Sie, dass das Regelventil gegenüber dem obigen Beispielgespiegelt ist.> Starten Sie die Simulation und verstellen Sie den y-Versatz desFunktionsgenerators langsam zwischen 0 und 10.© Festo Didactic GmbH & Co. KG und Art Systems • FluidSIM1434. Fortgeschrittene Simulation und SchaltkreiserstellungDer Zylinder bewegt sich solange, bis er seine Sollposition erreicht hatund bleibt dann stehen. Die Zielposition des Zylinders ist proportionalzur eingestellten Spannung am Funktionsgenerator: 0 V entsprichtdabei „ganz eingefahren“, 10 V bedeutet „komplett ausgefahren“.
DerWert 5 ist demnach die Mittelstellung des Zylinderkolbens. Dabei istes unerheblich, von welcher Position der Zylinder losfährt, er bleibtschließlich immer an der vorgegebenen Zielposition stehen.> Variieren Sie die initiale Kolbenstellung und beobachten Sie, wiezielsicher der Zylinder jedesmal seine Sollposition erreicht.Zur genaueren Untersuchung des Regelungsvorgangs betrachten wirden Weg und die Geschwindigkeit des Zylinders bis zur Sollposition.Dazu fügen wir ein Zustandsdiagramm ein, bringen es auf einepassende Größe und ziehen den Zylinder auf das Diagramm.
Es öffnetsich ein Dialog, in dem wir die beiden Zustandsgrößen „Weg“ und„Geschwindigkeit“ auswählen.Pneumatik ist schnell. Um die nachfolgend beschriebenen Effektebesser beobachten zu können, stellen Sie den Hub des Zylinders auf5000 mm.> Stellen Sie den y-Versatz des Funktionsgenerators auf 5 und dieStartposition der Kolbenstange des Zylinders auf 0 und starten Siedie Simulation.144© Festo Didactic GmbH & Co. KG und Art Systems • FluidSIM4. Fortgeschrittene Simulation und SchaltkreiserstellungDer Zylinder fährt bis zur Mitte aus und verliert dabei kontinuierlich anGeschwindigkeit, bis er zum Stillstand kommt.© Festo Didactic GmbH & Co. KG und Art Systems • FluidSIM1454.
Fortgeschrittene Simulation und SchaltkreiserstellungHäufig ist es wünschenswert, dass der Zylinder mit maximalerGeschwindigkeit verfährt, bis er seine Sollposition erreicht hat, umdann möglichst spontan stehen zu bleiben. Dazu können wir dasPositionssignal des Wegmesssystems verstärken und somit dieUmsteuerung des Regelventils beschleunigen. Wir nutzen dabei aus,dass der PID-Regler die Ausgangsspannung für den ProportionalVentilmagneten auf 10 V begrenzt.146© Festo Didactic GmbH & Co. KG und Art Systems • FluidSIM4.
Fortgeschrittene Simulation und Schaltkreiserstellung> Stellen Sie den „Proportionalbeiwert“ des PID-Reglers auf den Wert3 und starten Sie die Simulation.Deutlich zu erkennen ist, dass der Zylinder nun über eine weite Streckemit konstanter Geschwindigkeit ausfährt.
Dann wird er sehr starkabgebremst und kommt schließlich zum Stillstand.© Festo Didactic GmbH & Co. KG und Art Systems • FluidSIM1474. Fortgeschrittene Simulation und SchaltkreiserstellungMan erkennt jedoch, dass der Zylinderkolben aufgrund seiner Massenträgheit und der Kompressibilität der Luft deutlich über das Ziel hinausfährt und einige Male hin- und herfährt, bis er schließlich zur Ruhekommt. Diese Schwingungen um die Sollposition herum sind typisch füreine derartige simple Regelung. In der Praxis wird man versuchen, durchTrimmen der zusätzlichen Parameter des PID- bzw. Zustandsreglers diese Schwingungen zu dämpfen.
An dieser Stelle wollen wir es jedoch beiden einfachen Grundlagen belassen und verweisen auf weiterführendeLiteratur der Proportional- und Regelungstechnik.148© Festo Didactic GmbH & Co. KG und Art Systems • FluidSIM5. Pneumatik lernen, lehren und visualisierenNeben der Erstellung und der Simulation von elektropneumatischenSchaltkreisen bietet FluidSIM auch Unterstützung bei der Vermittlungvon pneumatischem Grundlagenwissen. Dieses Wissen kann in Formvon Texten, Übersichtsbildern, animierten Funktionsdarstellungen,Übungsaufgaben und Lehrfilmen dargestellt werden.
Die Funktionenzur Auswahl dieses Lehrmaterials befinden sich unter dem MenüpunktDidaktik .Ein Teil dieser Funktionen bezieht sich ausschließlich auf Informationenzu einzelnen, markierten Komponenten. Der andere Teil der Funktionenermöglicht die Auswahl eines bestimmten Themas aus verschiedenenÜbersichten. Darüber hinaus ist es auch möglich, einzelne Wissenseinheiten zu so genannten „Präsentationen“ zu verknüpfen.Die Anhänge B, „Komponentenbibliothek“, und C, „Lehrmaterialübersicht“, bieten in komprimierter und klarer Form eine Zusammenfassungdes Lehrmaterials in FluidSIM.Die nachfolgenden Abschnitte enthalten eine Beschreibung derFunktionen im Didaktik -Menü.© Festo Didactic GmbH & Co.
KG und Art Systems • FluidSIM1495. Pneumatik lernen, lehren und visualisieren5.1Informationen zueinzelnen KomponentenDer erste Eintrag des Didaktik -Menüs bezieht sich auf markierteKomponenten und ist kontextsensitiv – das bedeutet: Ist genau eineKomponente im aktuellen Schaltkreisfenster markiert, oder sindalle markierten Komponenten gleichen Typs, so ist der MenüeintragKomponentenbeschreibung verfügbar. Falls mehrere, verschiedeneKomponenten markiert sind, so ist die Auswahl der Komponente nichteindeutig und der Menüeintrag steht nicht zur Verfügung.Beschreibung derKomponentenAlle Komponenten besitzen eine Hilfeseite. Sie enthält das DIN-Symbolder Komponente, eine kurze Beschreibung der Komponentenfunktion,die Anschlussbezeichnungen und die Auflistung der einstellbaren Parameter einschließlich ihrer Wertebereiche. Zu den meisten Komponentengibt es auch eine Fotografie des realen Bauteils.
Falls eine Komponenteim realen Aufbau nicht als einzelnes Bauteil verfügbar ist, erscheint einFoto der Baugruppe, die diese Komponente enthält. Beispiele für solche Komponenten sind der Leuchtmelder, die Relais, die Schalter unddie Stromversorgung. Komponenten, für die in der Realität keine Entsprechung existiert, besitzen auch kein Foto. Beispiele hierfür sind dieTextkomponente oder der Wegmaßstab.> Markieren Sie das Drosselrückschlagventil und klicken Sie auf denMenüpunkt Didaktik Komponentenbeschreibung .150© Festo Didactic GmbH & Co.
KG und Art Systems • FluidSIM5. Pneumatik lernen, lehren und visualisierenEs erscheint folgende Hilfeseite:An geeigneten Stellen in der Komponentenbeschreibung sowie unter derRubrik „Verwandte Themen“ befinden sich Querverweise zu verwandtenLehrinhalten und Komponenten. Durch Klicken eines Querverweiseswird automatisch dorthin verzweigt.Funktionsdarstellung vonKomponentenFunktionsdarstellungen von Komponenten zeigen die Komponente imQuerschnitt. Hieran lässt sich in einer vereinfachten Darstellung derKomponentenaufbau und die Komponentenfunktion veranschaulichen.> Markieren Sie den pneumatischen Motor und klicken Sie auf denMenüpunkt Didaktik Komponentenbeschreibung .© Festo Didactic GmbH & Co. KG und Art Systems • FluidSIM1515.
Pneumatik lernen, lehren und visualisierenEs erscheint folgende Hilfeseite:> Klicken Sie auf die Zeile mit dem verwandten Thema [35]Lamellenmotor.152© Festo Didactic GmbH & Co. KG und Art Systems • FluidSIM5. Pneumatik lernen, lehren und visualisierenNun erscheint folgendes Bild:Oft lässt sich die Funktionsweise einer Komponente besser verstehen,wenn das Komponentenverhalten durch eine Animation visualisiertwird. Deshalb existieren zu einer Reihe von Komponenten aufeinanderaufbauende Schnittbilder, die wie ein Trickfilm animiert werden können.> Markieren Sie ein Schnellentlüftungsventilund klicken Sie auf denMenüpunkt Didaktik Komponentenbeschreibung , um das Fenster mitder Komponentenbeschreibung zu öffnen.
Klicken Sie nun auf denVerweis mit der Funktionsdarstellung [87] Schnellentlüftungsventil.Diese Funktionsdarstellung kann animiert werden.> Klicken Sie aufstarten.bzw. Ausführen Start , um die Animation zu© Festo Didactic GmbH & Co. KG und Art Systems • FluidSIM1535. Pneumatik lernen, lehren und visualisierenoder durch Klicken auf Ausführen Pause kann eine AnimationMiteingefroren werden.( Ausführen Stopp ) stoppt eine Animation,( Ausführen Zurücksetzen ) eine Animation von vornewährend mitgestartet wird.5.2Lehrinhalte aus derÜbersicht wählenDie Einträge Lernprogramm , Komponentenbibliothek und Lehrmaterialdes Didaktik -Menüs zeigen die verschiedenen Didaktikquellenvon FluidSIM in der Übersicht.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
