Beispielprojekt eines Elektromotors-Regelkreismodells

Das Beispiel des Regelkreismodells eines Elektromotors können Sie auf der Downloadseite zusammen mit anderen Regelungstechnikbeispielen herunterladen. Die OCZ-Datei können Sie über „Projekte > Laden“ in OmniControl öffnen. Bei dem Modell handelt es sich um einen Reihenschlussmotor, bei dem sich verschiedene Größen einstellen, messen und mit Hilfe des YT-Schreibers graphisch darstellen lassen.

Nach dem Öffnen der Projektdatei werden drei Fenster angezeigt, für die es sich anbietet, sie wie in Abb. 1  dargestellt anzuordnen.

Abb. 1: Die Fenster des Reihenschlussmotor-Regelkreismodells

Abb. 1: Die Fenster des Reihenschlussmotor-Regelkreismodells

Die drei Fenster beinhalten den „Regelkreisaufbau“, den „YT-Schreiber“, der bestimmte Kennwerte im zeitlichen Verlauf darstellt, sowie ein Fenster mit den Momentanwerten (d. h. den „Ist-Werten“) des Elektromotors. Im Folgenden wird dieses “Regelkreismodell” kurz erläutert.

Das Fenster des Regelkreisaufbaus

In der Abb. 2 ist das Fenster mit dem modellierten Regelkreis dargestellt. Mit den beiden „Sollwertgebern“ (den sogenannten „Schiebereglern“) auf der linken Seite kann einerseits die „Führungsgröße“ „n“, also die gewünschte „Soll-Drehzahl“, eingestellt werden. Dieser Wert soll vom Regler erreicht bzw. eingehalten werden. Andererseits kann mit dem zweiten Sollwertgeber die „Störgröße“ in Form einer Motorbelastung verändert werden. Die Anzeige unten rechts im Regelkreis zeigt die momentane „Ist-Drehzahl“ an. In der Abb. 2 ist eine Abweichung zwischen Soll-Drehzahl und Ist-Drehzahl zu sehen. Hier wurde entweder die Soll-Drehzahl oder die Störgröße kurz zuvor geändert und der Regelkreis ist am nachregeln.

Abb. 2: Der modelierte Regelkreis

Abb. 2: Der modelierte Regelkreis

Innerhalb des Regelkreisaufbaus ist ein Funktionsbaustein mit zwei Eingängen und zwei Ausgängen enthalten (s. Abb. 3).

Abb. 3: Der Funktionsbaustein des Reihenschluss-Motors

Abb. 3: Der Funktionsbaustein des Reihenschluss-Motors

Die Ein- und Ausgänge sind wie folgt belegt:

  • Eingang „U“: Bei diesem Eingang handelt es sich um die an den Motor angelegte Spannung. Es kann maximal eine Spannung von 230 V angelegt werden.
  • Eingang „M“: An diesen Eingang kann der Motor mit einem Last-Drehmoment belastet werden. Der Wertebereich für diesen Eingang liegt bei 0 bis 10 Nm.
  • Ausgang „I“: An diesem Ausgang kann der Strom gemessen werden. Das Signal kann dabei Werte von 0 bis 20 A annehmen.
  • Ausgang „n“: Die Drehzahl „n“ kann Werte von 0 bis 3000 U/min annehmen.

Das Konfigurationsfenster des Motor-Funktionsbausteins stellt das “Typenschild” des Motormodells dar (s. Abb. 4). Hier können die Kenndaten eingesehen werden.

Abb. 4: Das Konfigurationsfenster des Motor-Funktionsbausteins

Abb. 4: Das Konfigurationsfenster des Motor-Funktionsbausteins

Das „Ist-Datenfenster“ des Motors

In diesem Fenster (s. Abb. 5) werden die „Ist-Daten“ des Motors dargestellt. Werden die Einstellungen der Sollwertgeber verändert, lassen sich hier auch die Datenveränderungen beobachten.

Abb. 5: Das Fenster der Momentanwerte

Abb. 5: Das Fenster der Momentanwerte

Das „YT-Schreiber-Fenster“

Im YT-Schreiber-Fenster (s. Abb. 6) werden die aktuellen Daten des Motors in ihrem zeitlichen Verlauf in einem „XY-Koordinatensystem“ grafisch dargestellt. Welche Daten hier ausgegeben werden, lässt sich im Konfigurationsfenster des YT-Funktionsbausteins des Regelkreisaufbaus festlegen.

Abb. 6: Das YT-Schreiber-Fenster

Abb. 6: Das YT-Schreiber-Fenster

Die Kanäle des YT-Schreibers sind im Beispiel wie folgt belegt (s. Abb. 6):

  • Kanal 1: Der Sollwert (die gewünschte Drehzahl)
  • Kanal 2: Der Strombedarf des Motors
  • Kanal 3: Die Ist-Drehzahl des Motors

Über das Menü des YT-Schreibers ist es möglich, den Schreiber z. B. zu stoppen und wieder zu starten, Auswertungen vorzunehmen oder auch das Diagramm auszudrucken.

 

Dieses redaktionell überarbeitete Dokument wurde von den Studenten S. Herbeth und M. Kiefer im Rahmen eines Projekts im koop. Masterstudiengang “Berufliche Bildung” der PH Freiburg/HS Offenburg erstellt.