2 Konzept der 5-Phasen Steuerung

Der ,,normale'' Positionierzyklus durchläuft bei der automatisierten Positionierung fünf Phasen, wobei nicht zwingend alle Phasen auftreten müssen, wenn sie der Steuerungslogik widersprechen. Im Folgenden werden die einzelnen Phasen kurz beschrieben und beispielhaft LCD-Anzeigeninhalte zu jeder Phase dargestellt.

  1. Initialisierung und Startphase:\includegraphics[%
scale=0.3]{graphics/AutoModeCntrl.ps}

    Diese Phase definiert den Zeitraum in dem noch keine Bewegung eintritt (bevor das Drehmoment aus dem Steuerungs-Vorgabewert den Wert der Haftreibung der Drehvorrichtung überwindet).

  2. Geschwindigkeit-Anstiegsphase:\includegraphics[%
scale=0.3]{graphics/AutoModeGoUp.ps}

    In dieser Phase wird die Geschwindigkeit stetig erhöht, bis der Maximal-Steuerungs-Vorgabewert von 255 (Hex 0xFF) erreicht ist.

  3. Die Maximal-Geschwindigkeitsphase:\includegraphics[%
scale=0.3]{graphics/AutoModeHigh.ps}

    Nach erreichen der Höchstgeschwindigkeit bleibt die Drehgeschwindigkeit konstant, bis die Geschwindigkeits-Reduzierphase eintritt.

  4. Geschwindigkeits-Reduzierphase:\includegraphics[%
scale=0.3]{graphics/AutoModeDown.ps}

    Um an einer vordefinierten Stelle anzuhalten, müssen die letzten Schritte mit einer sehr geringen Schrittgeschwindigkeit durchgeführt werden, um im richtigen Zeitpunkt die Spannung abzuschalten damit die Anlage an der gewünschten Position stoppt. Diese Phase verringert die Geschwindigkeit stetig, bis die ,,Positionier-Geschwindigkeitsphase'' eintritt.

  5. Positionier-Geschwindigkeitsphase:\includegraphics[%
scale=0.3]{graphics/AutoModeSlow.ps}

    Dies ist die eigentliche Positions-Kontrollphase. Mit einer vordefinierten Minimalgeschwindigkeit wird die vorprogrammierte Endposition angesteuert, ein Schritt vor Erreichen dieser Position wird die Steuerspannung auf 0 geschaltet und die Trägheit bewegt den Filterkorb in die Endlage.

Diese fünf Zyklen stellen die Basis der automatischen Positionierung dar, jedoch kann es passieren, dass nicht alle fünf Phasen durchlaufen werden.

Unter welchen Bedingungen tritt diese Situation nun ein?

Die einzelnen Positionierphasen werden nun im Geschwindigkeits-Zeit Diagramm in Abb. 7.14, unter Berücksichtigung der Phasen-Zykluszeiten, näher betrachtet.

Figure 7.14: Positionierphasen-Überschneidung
\includegraphics[%
width=10cm]{graphics/ControlCycle.eps}

Daraus schließend kann nur Phase drei (die Maximal-Geschwindigkeitsphase) als nicht vorherbestimmbare Phase - im Sinne der Laufzeit - diesen Zustand verursachen.

Mathematisch ausgedrückt kann nun folgendes geschlossen werden:

\begin{displaymath}
t_{Cycle}=t_{1}+t_{2}+t_{3}+t_{4}+t_{5}\end{displaymath}

\begin{displaymath}
t_{3}=t_{Cycle}-t_{1}-t_{2}-t_{4}-t_{5}\end{displaymath}

Dies führt zur Forderung nach einer minimalen Zykluszeit, bei deren Unterschreitung die Phase III entfallen muss:
\begin{displaymath}
t_{Cycle}\geq t_{1}+t_{2}+t_{4}+t_{5}\Rightarrow t_{3{}_{min}}\geq0\end{displaymath}

Es bedeuten:
$t_{Cycle}$ ... der gesamte Steuerungszyklus
$t_{1},t_{2},t_{3},t_{4},t_{5}$ ... die Zykluszeiten der Phasen 1...5.
$t_{3{}_{min}}$ ... die minimale Zykluszeit für Phase 3


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