Dimensionierung einer feldorientierten Regelung einer PSM über das Internet

Abstract

Die vorliegende Arbeit behandelt die Lösung der Aufgabe, eine über das Internet fernsteuer- und dimensionierbare feldorientierte Regelung einer permanent erregten Synchronmaschine (PSM) für eine automatisierte Laborübung zu realisieren.<br />Zur Realisierung dieser Aufgabe stand an unserem Institut ein X-Y-Scheiber mit zwei Umrichtergesteuerten Permanent erregten Synchronmaschinen zur Verfügung, welcher jedoch ursprünglich zur lokalen Steuerung mit fixen Parametern gebaut war. Die gesamte Steuerung und Regelung läuft dabei je Achse in einem separaten Digitalen Signalprozessor (DSP) ab, welcher sich auf einer Steuerplatine direkt im jeweiligen Umrichter befindet Der erste Abschnitt dieser Arbeit widmet sich nun der Implementierung einer flexiblen Regelung, bei welcher sowohl die Parameter der Regler als auch der Regleraufbau selbst von Außen beeinflusst werden können.<br />Zusätzlich sollte auch der gesamte Übungsablauf, mit Testläufen der einzelnen Regler und Aufzeichnung der dabei gemessenen Werte, automatisch über diese DSP´s erfolgen.<br />Weiters wird auf die Dimensionierung der einzelnen Regler eingegangen und die Ergebnisse werden mit jenen empirisch eingestellter Regler verglichen Zum Einsatz kam dabei die an unserem Institut speziell für die Regelung Hochdynamischer Antriebe entwickelte Programmiersprache HANSL.<br />Die Kommunikation zwischen PC und XY-Schreiber erfolgt dabei in erste Linie über RS232 Schnittstellen, und zwischen den Umrichtern der beiden Achsen über einen CAN-Bus. Weiters gibt es auch direkte Steuerleitungen um Relais und Endschalter anzusprechen. Diese können vom PC aus über eine USB-Box, und von den Umrichtern über eine eigens entwickelte Ein/Ausgabe Platine angesprochen werden.<br />Ein weiterer Punkt dieser Arbeit beschreibt den Aufbau eines fehler- und sabotagesicheren Sicherheitskonzeptes in mehreren Stufen um später einen vollautomatischen Betrieb über das Internet gewährleisten zu können. Es wurden dazu hard- und softwaremäßige Sicherheitsmechanismen entwickelt welche in eigenen Kapiteln beschrieben werden.

The subject of this diploma thesis is the realisation of a XY-Printer which should be operated over the Internet.<br />For the realisation of this work, an existing X-Y-Printer with two inverter controlled permanent magnet synchronous motors (PMSMs) was used. Primary this XY-Printer was constructed for a local control with fixed regulator parameters. The whole program for control and regulation runs, separate for each axis, in a digital signal processor (DSP) which are located in the inverter of the two axes.<br />The first part of this work describes the implementation of a flexible regulation into the digital signal processor (DSP), where it is possible to change the regulation parameters and also to change the regulator setup. In addition also the whole run of the exercises including checkups of the regulators and the recording of the test data's should be integrated in the DSP`S A second part describes different possibilities of dimensioning of the regulators parameters, and compares the recorded results with those of regulators dimensioned empirical.<br />For the programming a special programming-language for regulation of highly dynamic machines called HANSL was used. This language was developed in our institute especially for these problems The communication between Computer and XY-plotter runs primarily over RS232 interfaces, and between the two DSPs of the two axis over a CAN- Bus. Beside of this there also direct control lines for the control of relays and security switches. For this reason a relays and a driver board had been realised The last point describes the developing of a security system which guarantees an error and sabotage proof operation. For this reason different hard and software security mechanisms were realised.