Frage:
Was ist bei der Verwendung von Reckfaktor und Getriebefaktor im Funktionsblock DFSET zu beachten?
Antwort:
Werden im Funktionsblock DFSET zur Signalanpassung sowohl der Reckfaktor (VP-DIV / C533) als auch der Getriebefaktor (RAT-DIV / C33) verwendet, so ist dabei Folgendes zu beachten:
- Das Zwischenergebnis nach dem Reckfaktor (1. Faktor) wird intern auf maximal ± 32767 begrenzt, bevor der Getriebefaktor (2. Faktor) eingerechnet wird.
- Nach Berücksichtigung des Getriebefaktors findet ebenfalls eine interne Begrenzung auf ± 32767 statt, was dem 16-Bit-Format des analogen Ausgangswertes entspricht.
- Bei Reckfaktoren größer 1 (großer Zähler- und kleiner Nennerwert) kann die interne Begrenzung erreicht werden, wodurch der Ausgangswert entsprechend beeinflusst wird. Je größer der Reckfaktor desto eher wird auch die Format-Begrenzung erreicht.
Berechnung im DFSET:
1. Reckfaktor-Ergebnis = ('DFSET-IN' in inc/ms) x VP-DIV / C0533
2. Begrenzung Reckfaktor-Ergebnis auf +/- 32767
3. Endergebnis = Reckfaktor-Ergebnis x 'RAT-DIV' / C0033
4. Begrenzung Endergebnis auf ± 32767
Für die praktische Anwendung:
- Die erforderlichen Zähler- und Nennerwerte sind so auf Reck- und Getriebefaktor zu verteilen, dass weder beim Endergebnis noch im Zwischenergebnis eine Begrenzung stattfindet.
- Im Hinblick auf optimales Antriebsverhalten sollte der Reckfaktor (1. Faktor) so gewählt werden, dass der Wertebereich von ± 32767 für das Reckfaktor-Ergebnis voll ausgeschöpft wird, ohne jedoch im 'worst case' die Begrenzung zu erreichen.
- Bei Reckfaktoren von größer 1 ist zu prüfen, ob die Begrenzung erreicht werden kann, siehe unten.
- Das Endergebnis wird als Ausgangswert im 16-Bit-Format weiterverarbeitet, daher gilt: Reckfaktor und Getriebefaktor zusammen dürfen im Endergebnis nicht zu Werten außerhalb des Darstellbereiches von ± 32767 führen. Andernfalls müsste eine Begrenzung des Ausgangswertes in Kauf genommen werden.
Überprüfung, ob beim Reckfaktor (1. Faktor) die interne Begrenzung erreicht werden kann:
- Der maximale Wert am Winkeldifferenz-Eingang 'DFSET-IN' im internen Format (inc/ms) muss bekannt sein.
- Die Codestelle C0539 zeigt den Eingangswert für DFSET-IN an, jedoch in rpm. Eine Umrechnung ist erforderlich, siehe dazu 'Leitfrequenz, Normierung und Umrechnung rpm in inc' unter Beitrag 20030003.
Beispielwerte:
Max. Drehzahl: 4000 rpm = 4369 inc/ms
Reckfaktor: 245 / 4
Getriebefaktor: 240 / 3120
Ungünstige Anordnung der Faktoren:
1. Reckfaktor-Ergebnis = 4369 x 245 / 4 = 267601 (Wert zu groß!)
2. Begrenzung auf 32676
3. Endergebnis = 32767 x 240 / 3120 =
2520 (falsches Ergebnis)
Richtige Anordnung (Werte der Nenner getauscht):
1. Reckfaktor-Ergebnis = 4369 x 245 / 3120 = 343
2. (Keine Begrenzung erforderlich)
3. Endergebnis = 343 x 240 / 4 =
20580 (Wert ok)
Zum Vergleich das Ergebnis im 'Floating-Point'-Format (Taschenrechner) ermittelt:
20584,71 inc/ms
Tipp zur 'Restwert-Verarbeitung' im DFSET-Block:
Das Endergebnis weicht hier zwar in der Einerstelle etwas vom genauen Taschenrechnerwert ab, jedoch darf daraus keinesfalls der Schluss gezogen werden, dass die Leitfrequenz-Verarbeitung im DFSET ungenau wäre! Die Rechnungen für Reck- und Getriebefaktor werden mit einer sogenannten 'Restwert-Verarbeitung' ausgeführt. Dies gewährleistet, dass über mehrere Rechenzyklen (ms) betrachtet, das genaue 'Taschenrechner-Ergebnis' erreicht wird.
Die optimale Wahl des Reckfaktors (s.o.) verringert die zeitweisen Abweichungen zum genauen Ergebnis und führt so zur weiteren Optimierung des Antriebsverhaltens.
Aber noch einmal: Wird keine Begrenzung erreicht, dann wird selbst bei nicht optimaler Wahl des Reckfaktors im Mittel über mehrere Rechenzyklen der genaue Wert erreicht (kein Inkrementverlust).
