O+P Fluidtechnik 3/2017

SIMULATION
03 Wirkungsplan einer typischen Druckgießmaschine
FORSCHUNG UND ENTWICKLUNG
gangs der ersten in die zweite Phase des Einspritzprozesses eine
nicht unerhebliche Regelabweichung generiert (oben). Ein reiner
P-Anteil hat aufgrund des großen Schleppfehlers zur Folge, dass eine
zu hohe Ventilöffnung y gestellt und somit ein deutlicher Überschwinger
der Geschwindigkeit erfolgt. Weiterhin setzt der P-Regler
zeitlich zu spät ein, da er nur auf bereits bestehende Regelabweichungen
reagiert. Um einen Überschwinger der Geschwindigkeit zu
vermeiden, muss der P-Anteil demnach reduziert werden. Dies führt
wiederum dazu, dass auf variierende Prozess- und Umgebungsbedingungen
wie Temperaturdifferenzen oder eine Änderung des
Formwiderstandes nur ungenügend reagiert werden kann und das
gewünschte Sollprofil nicht zufriedenstellend erreicht wird.
AKTUELLER LÖSUNGSANSATZ
Die aktuell verwendete, lineare Regelungstechnik im Marksegment
des Druckgießens sieht einen einschleifigen Lageregelkreis vor.
04 Klassisches Positions-/Geschwindigkeitsprofil eines Druckgießzykluses
Zwar besteht auch die Möglichkeit für den Einsatz eines mehrschleifigen
Lageregelkreises, jedoch wird eine brauchbare Rückführung
der Geschwindigkeit sowie der Beschleunigung durch die Dynamik
des Systems nahezu unmöglich. Hinzu kommt das Rauschen
des Messsignals, das aufgrund der aus der gemessenen Position des
hydraulischen Aktors und über Differentiation ermittelten aktuellen
Geschwindigkeit und Beschleunigung hervorgeht.
Der eingesetzte einschleifige Lageregelkreis im Marktsegment
des Druckgießens besteht aus einem PI-Regler sowie einer
geschwindigkeitsabhängigen Vorsteuerung.
Die Berechnungsformel der Stellgröße u(t) lautet nach Gleichung 1:
() = ⋅ () + ⋅ () + ⋅ ∫ ()
u t K v t K e t K e t dt Gl.1
V p I
Wenn es um die reine Fahrbewegung des Hydraulikzylinders
geht, ist der P-Regler der in der Elektrohydraulik immer noch am
häufigsten verwendeten Regler. Negativ bei einer Regelung mit
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