Servo Steuerung Gleichlaufwalzen Papierfabrik

Im Zuge einer Modernisierung der Abrollung in einer Papierfabrik wurde ein neues Antriebskonzept zweier Walzen entwickelt. Dabei fiel die Entscheidung auf Servomotoren aus der Siemens Simotion S210 Serie, welche die ursprünglichen Frequenzumrichter Antriebe ersetzen sollten. Voraussetzungen waren, dass die beiden Walzen stets synchron laufen mit der Zusatzfunktion, dass ein gewisser Schlupf eingestellt werden kann. Zudem galt es zu beachten, dass einer der Servo-Motoren ab einem eingestellten Drehmoment bewusst von dem Papier mitgeschleppt wird, ohne in Störung zu gehen und ein festgelegtes Drehmoment beisteuert. Die Synchronisierung wurde über einen externen Inkrementalgeber realisiert, welcher auf Seiten des Drive-Controllers eingebunden wurde.
Als Controller wurde ein Siemens Simotion Drive Controller der S7-1500 Serie ausgewählt, um die CPU-Auslastung durch die Bus-Last der Simotion Telegramme nicht zu stark auszureizen. Des Weiteren wurde die Safety Implementierung über diese Siemens CPU realisiert.
Damit das System gleichmäßig und ruckfrei läuft, wurde vor Ort eine umfangreiche Anpassung und Optimierung der PID-Regler der Servo Antriebe vorgenommen. Zurückgegriffen wurde dabei auf die Technologie-Funktionen des TIA-Portals. Somit konnte ein stetiges Drehmoment bei Hochlaufen des Antriebsverbundes erreicht werden.

Die neue Hard- und Software wurde in ein bestehendes HMI der Serie Siemens WinCC integriert und neue Funktionen wurden realisiert. So konnte über hinterlegte kinematische Modelle und geometrische Eingabewerte erreicht werden, dass zum einen Abweichungen und Veränderungen der Walzen justiert werden können, aber auch, dass Walzen mit anderen Durchmessern an der Anlage genutzt werden können.