1 de febrero de 2014

Realizar un autotuning de los parámetros de un regulador con Simotion Scout

Para que un servomotor funcione correctamente y con la máxima eficiencia se debe realizar un ajuste de los parámetros del lazo de regulación. Para facilitar esta operación, el software de ingeniería Simotion Scout (supongo que en Starter será similar) viene preparado para realizar un ajuste automático de estos parámetros, operación también llamada autotuning.

En esta entrada voy a detallar los pasos que he dado para realizar un autotuning en un motor controlado por un Simotion D435.

El primer paso será poner la máquina donde está instalado nuestro servomotor en orden de trabajo, puertas cerradas, setas de emergencia desenclavadas, barreras inmateriales libres y demás seguridades listas y rearmadas. En mi caso el servomotor está acoplado a un husillo, así que manejando la máquina desde el panel de operador (o el método de manejo que tenga) llevo el eje a la mitad de su recorrido, aproximadamente. Esto es necesario ya que durante el autotuning el servomotor va a dar varias vueltas y si lo dejamos cerca del límite de recorrido es posible que lo sobrepase. 
Con la máquina en esta situación, vamos a la CPU y la pasamos a modo STOP-U. Para ello es necesario estar on-line con la CPU y sobre esta, con el botón derecho del ratón, vamos a Target device -> Operating state... y en la ventana que aparece seleccionamos STOP-U.


Vamos ahora al árbol de proyecto y desplegamos SINAMICS_Integrated -> Drives -> [Nombre de nuestra unidad de control] -> Commissioning y pulsamos sobre Automatic controller setting



En el área de trabajo se abrirá una ventana donde nos aparecen el tipo de controlador (velocidad o posición), la unidad de control seleccionada, la secuencia de ajuste del controlador, una guía con los pasos a seguir y un listado de los parámetros que actualmente están programados en nuestra unidad de control.


Pulsamos entonces sobre el botón Assume control priority! para tomar el control del eje desde el Simotion Scout. Si nos sale un mensaje de error y no nos deja realizar esta operación lo más probable es que hayan quedado algunas alarmas en la CPU sin acusar. Si este el el caso vamos a la pestaña inferior Alarms y pulsamos sobre Acknowledge all.


Antes de asumir el control nos saldrá una ventana advirtiéndonos de las consecuencias de seguridad. Aceptamos.


Pulsamos el botón verde para activar la unidad de control, seleccionamos el modo de control que deseemos ajustar, en mi caso regulación en velocidad (Speed controller), e iniciamos el proceso con el botón Perform all steps.



El servomotor empezará a moverse para medir el sistema mecánico y realizar los ajustes necesarios. Durante este proceso el servomotor no girará más que un par de vueltas y seguramente emitirá un sonido desagradable, debido a las vibraciones. En el caso de que tengamos cargas suspendidas deberemos tener en cuenta que pueden desplomarse, así que deberemos previamente tomar las medidas de seguridad necesarias.

Finalizado el proceso se nos mostrarán en una tabla los valores antiguos y los recién calculados, debiendo aceptarlos para poder hacer uso de ellos.


Ahora debemos desactivar la unidad de control (botón rojo) y devolver el control (Give up control priority!). Pasamos la CPU a modo RUN y procedemos a probar la máquina. De estar conformes con los nuevos parámetros debemos grabarlos para que no se pierdan al apagar, así que con el botón derecho sobre SINAMICS_Integrated hacemos un Save RAM to ROM. Y para guardar estos mismos parámetros en nuestro proyecto debemos hacer un Upload del SINAMICS_Integrated y finalmente Save and compile del proyecto entero. 


Hace unos años, en un cursillo sobre Simotion al que asistí, un técnico de Siemens comentaba que el autotuning era una excelente herramienta y que solía dar buenos resultados, pero que los sistemas automáticos de cálculo de parámetros aún no alcanzaban la optimización que un ingeniero bien entrenado y con experiencia podía conseguir. Recuedo que se refirió a este trabajo como un "arte". En mi experiencia sé que despues de montar un servomotor y acoplarle su mecánica definitiva es imprescindible hacer un autotuning. Es más, después de tener el servomotor trabajando durante algún tiempo de, llamémoslo así, rodaje, es conveniente repetir este proceso, ya que la mecánica tiende a suavizarse y cambia el comportamiento del sistema. Cuando un servomotor tiene problemas para posicionarse, no lo hace con la precisión y rapidez exigidas o durante su funcionamiento vibra o chilla, entonces la primera medida de corrección a realizar es un autotuning.

5 comentarios:

  1. Hola muy bueno el artículo,

    Una cosa o sea serviría para cualquier servomotor, o cada sermotor lleva su tarjetas y compatibilidades propias?


    Un saludo

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  2. Con el Simotion Scout solo he trabajado con paquetes completos Siemens. El regulador es un Sinamics, así que supongo que esta entrada servirá para cualquier servomotor con una tarjeta Sinamics.

    Un saludo.

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  3. No sólo para cualquier servomotor, incluso si conectas un motor de C.A. cualquiera también lo puedes hacer, con o sin realimentación por encoder, como si un variador de frecuencia normal fuera.

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  4. Buenos días:
    Quería hacer una consulta. Si en una máquina antigua que consta de servo-accionamientos y un controlador determinado y se quiere sustituir dicho controlador por un Simotion conservando los servos-accionamientos, en este caso, ¿ se podría utilizar la funcionalidad auto-tunning de simotion scout para optimizar el lazo de regulación de posición?
    Gracias

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  5. ya me toco trabajar con este software.

    gracias por los articulos

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