Ficha de Trabalho 2 — UC02952

Procedimento de Instalação e Sintonização PID

Duração: 90 minutos | Consulta: Sebenta, manual Sinamics V90 | Calculadora: Permitida

Grupo I — Verdadeiro / Falso (20 pontos)

O Sinamics V90 pode ser configurado para trabalhar em modo de controlo de posição, velocidade ou binário. ___
O parâmetro p0304 no Sinamics V90 configura a tensão nominal do motor ligado. ___
No método de Ziegler-Nichols, o ganho crítico Ku é determinado quando o sistema entra em oscilação sustentada com o integral e derivativo desactivados. ___
O tempo de integral Ti elevado no PID significa que a acção integral é mais agressiva. ___
O protocolo PROFINET IRT permite ciclos de comunicação de 250 µs para controlo de servos em tempo real. ___
Um perfil de movimento trapezoidal tem 3 fases: aceleração constante, velocidade constante, desaceleração constante. ___
O STO (Safe Torque Off) é classificado como categoria de segurança SIL2/PLd segundo as normas IEC 62061 e EN ISO 13849. ___
Para eixos verticais com carga suspensa, o travão de retenção deve libertar quando o servo drive está em enable e travar quando o drive está em fault. ___
O autotuning do servo drive Sinamics V90 requer que a carga mecânica esteja desacoplada do motor durante o processo. ___
Um settling time elevado na resposta ao degrau indica que o ganho derivativo está demasiado alto. ___

Grupo II — Procedimento de Instalação Sinamics V90 (40 pontos)

Exercício — Instalação de Servo para Mesa Linear

Uma mesa de posicionamento linear (eixo X de uma máquina de marcação laser) vai ser accionada por um servo Sinamics V90 + motor Simotics 1FL6 (400V, 1 kW, 3000 rpm). O controlador é um Siemens S7-1200 com módulo PROFINET.

a) Liste os passos completos de instalação mecânica e de cablagem, na ordem correcta.

b) Liste os parâmetros principais a configurar no V90 (mínimo 8 parâmetros) com os valores para esta aplicação (motor 400V, 3 A, 1 kW, 3000 rpm, encoder EnDat 2048 ppr).

c) Descreva o procedimento de teste funcional após comissionamento.

Grupo III — Sintonização PID para Posicionamento (40 pontos)

Exercício — Sintonização de Mesa de Posicionamento

A mesa de posicionamento do Grupo II apresenta a seguinte resposta ao degrau (descrição): - Ao aplicar um setpoint de posição de 50 mm, o eixo ultrapassa a posição em 8 mm (overshoot de 16%) - O tempo de subida (0 a 90%) é 0,4 s - O tempo de assentamento (dentro de ±0,1 mm) é 2,5 s

a) Avalie a resposta (é adequada, rápida demais, ou lenta demais para uma máquina de marcação?).

b) O técnico efectuou o teste de Ziegler-Nichols e obteve Ku = 200 e Tu = 0,08 s. Calcule os parâmetros PID recomendados.

c) Descreva como ajustaria os ganhos para reduzir o overshoot de 16% para menos de 5%, mantendo o tempo de subida em menos de 0,5 s.

d) Após ajuste dos ganhos, o eixo tem um erro estacionário persistente de +0,5 mm na posição final. Que componente do PID deve ser ajustada e em que sentido?

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