Benötige Hilfe / Hardware Temperaturregelung

CEM-Andres

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Hallo SPS-Gemeinde,

ich bin neu hier und um es gleich vorweg zu nehmen....ich habe von SPS überhaupt keine Ahnung;)

Habe mich hier angemeldet um eventl. hilfreiche Tips zu bekommen und um mich mit dem Thema SPS etwas anzufreunden(wohl oder übel).

Bitte lasst euch nicht vom langen Text abschrecken, aber ich versuche erstmal so viel Infos wie möglich rüber zu bringen.

Ich suche Komponenten für eine Temperaturregelung mit SPS.

Folgendes Vorhaben:
-geschlossenen Temperkammer mit 10m³ Volumen, max. nötige Temperatur 120°C, Heizleistung 1000W, 1 Ventilator vor Heizelement (selbgegrenzend 150°C), 1 oder 2 Ventilatoren für Umluft

Zweck:
-zum Tempern von Faserverbundstoffen

Die Steuerung sollte folgendes können bzw. dafür programmierbar sein:
-stumpfes Aufheizen auf Temp. x und diese Temp. halten
-Aufheizen auf Temp. x mit 10°C/h Steigung
-Aufheizen auf Temp. x mit 10°C/h Steigung, diese Temp. für Zeit x halten, danach weiter heizen auf Temp. x(wieder mit 10°C/h) und dann diese Temp. für Zeit x halten, eine kontrolliertes Abkühlen wäre schön aber nicht unbedingt nötig
-da die Prozesse über meherer Stunden laufen, ist eine manuelle Überwachung fast nicht machbar. Bei den ersten beiden auch nicht nötig und wenn beim 3. Prozess was schief läuft, ist das Teil eh im Eimer:) Es würde also ausreichen, wenn bei einem Erkannten Fehler die Anlage runter fährt, Heizelemet und Ventilatoren stromlos geschaltet werden und ein optisches Signal erscheint.
-der Temp.Fühler/Sensor sollte nach Möglichkeit lösemittelfest sein und frei im Raum plazierbar (also entsprechend lange Anschlussleitung, max 3m)
-Genauigkeit +/- 3°C sind ok

Ich habe zwar einen Fachmann an der Hand, nur steckt der gerade mitten in einer Dipl. Arbeit und ich möchte ihm mit der Suche nach Hardware nicht noch weiter auf die Ketten gehen.
Jedenfalls sagte er, die ersten zwei Heizvarianten wären mit einem simplen Regler mit Rampen- und Timerfunktion zu lösen, aber letzters oder alles 3 zusammen wären wohl über/mit SPS einfacher zu bewerkstelligen. Weiterhin hat er empfohlen, für diese Arbeitsprozesse einen Temp.-Schreiber zu installieren um auch den Prozess zu auswerten zu können.

Wenn ich im web suche, finde ich zwar massenhaft SPS-Teile, aber viele Sachen sind für mich halt böhmische Dörfe und ich finde nicht heraus was ich eigentlich dazu brauche oder was diverse Komponenten können. Eine Plug&Play Version hab ich schon garnicht ausmachen können(wäre ja auch zu schön gewesen:) )

Also nochmal meine Frage:
Was brauche ich an Hardware, um solch eine Regelung aufbauen zu können bzw. was könnt ihr mir empfehlen?
Es wäre schön, wenn ihr mir Komplettlösungen nennen könnt.
Oder hat jemand eine ganz andere Idee? Oder was auch immer, bin für alle Ratschläge offen.

Bei Fragen-nur zu und schonmal vielen Dank für eure Mühe.

Mit freundlichen Grüßen
Sören

PS: ich weiß, es gibt Firmen, die sowas proffesionell erstellen, aber ich weiß noch nicht, wie sich die Zukunft mit der Temperkammer entwickelt und versuche deshalb die Kosten niedrig zu halten, und dümmer wird man ja davon auch nicht.
 
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Hallo Zusammen

Das erste Problem sehe ich hier in deinen gemachten angaben:
geschlossenen Temperkammer mit 10m³ Volumen, max. nötige Temperatur 120°C, Heizleistung 1000W
Bist du dir da sicher, nur 1 kw Heizleistung?
Ich habe selbst schon mehrere Temper und Härteöfen für CFK gemacht,
da war das immer um einiges mehr.

Zum Thema Regler würde ich dir auch zu einer Hardwarelösung raten.
Gründe hierfür:
Vom Personal Programmierbar (oder willst du bei jeder Rampenänderung hinfahren?)
Preis (SPS+Visu u.s.w. sind kein Schnäppchen)
Da du mit SPS (noch) nix am hut hast, dürfte die einarbeitung in die Programmierung
doch einiges an Zeit (Geld) verschlingen.

Zum Regler selbst:
Mit Jumo habe ich auch schon sehr gute erfahrungen gemacht.
(Dicon500, Logoscreen u.a.)

Da du Programmregler UND einen Schreiber willst,
würde ich dir einen Jumo Imago empfehlen.

http://www.jumo.de/produkte/regeln/elektronisch/programmregler/703590/jumo-imago-500---mehrkanal-prozess--und-programmregler-703590.html?parentId=3596

G
ruß
Timo
 
Wow, ging ja fix. Vielen Dank schon mal.

@rheumakay

Jumo ist mir nicht fremd, hatte mit denen bezüglich eines anderen Reglers schon mal Kontakt.
Ich dachte bislang immer, dass es keine fertigen Regler gibt, die speziell auch die 3.Heizvariante regeln können:confused:
Aber recht haste...Fragen kost nix.


@Unimog-HeizeR

Also rein rechnerisch sollten sogar um die 400W reichen. Die Aufheitzeiten sind recht großzügig bemessen und auch die Rampen verlaufen über ja über meherer Stunden. Ich lass mich diesbezüglich aber gerne eines besseren belehren bzw. werde ich noch mal einen bekannten Maschinenbau Ing. damit belästigen:)


Zum Thema Regler würde ich dir auch zu einer Hardwarelösung raten.
Gründe hierfür:
Vom Personal Programmierbar (oder willst du bei jeder Rampenänderung hinfahren?

Versteh ich nicht ganz, oder steh auf dem Schlauch. Ich hätte dann schon in Erwägung gezogen, die SPS- Sachen bei mir zu programmieren, bzw. würde das dann sicher mein Schulkamerad (der angehender Dipl. Ing.) bestimmt mit Freude tun;)

Und der Imago 500 könnte das alles? Das wäre ja super.

Ich werde mich dann erstmal mit Jumo in Verbindung setzten.

Sollte es noch Fragen geben, werde ich mich melden bzw. das Ergebnis posten.

Aber nochmals Danke für die schnellen Antworten.
 
Das was Timo über die Heizleistung sagt, stimmt schon.
Denk mal darüber nach, was son popliger Backofen an Heizleistung hat ~Oberhitze 2Kw & Unterhitze 2KW.
Und der ist bei weitem nicht 10m³ groß.
Du meintest sicher 10KW?!Das wüde schon eher passen.
 
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Kann schon sein, das ich da einen Rechenfehler habe. Werd das nochmal überprüfen.

Na so nen Backofen heizt in der Regel ja auch von Raumtemp. auf 180°C in sagen wir mal 10-15min, oder?

Aber wie gesagt, es kann durchaus 1 Stunden dauern, bis, ich sag mal eine Starttemp. von ca. 35°C erreicht ist und der weitere Temp.Verlauf ist ja auch keine Watt-technische Meisterleistung;) ....oder vieleicht ja doch:confused:

Mail an Jumo ist schon raus
 
Mein erster Gedanke war auch dass die Heizleistung von 1kW viel zu gering ist. Wenn jedoch nur mit Umluft gefahren wird ist die notwendige Heizleistung eigentlich nur eine Frage der Zeit und einer guten Wärmedämmung.

Wenn ich es umsetzen müsste, würde ich als Steuerung eine IM151-8 PN/DP einsetzen. Entweder mit einer Profibus-Masteranschaltung und mit Wago/Beckhoff-Peripherie oder mit ET200S-Modulen direkt an der IM151. Die Wago/Beckhoff-Variante wird etwas kostspieliger werden, ist aus meiner Erfahrung jedoch um ein Vielfaches zuverlässiger. Ein oder zwei Fühler (PT1000, Ni1000, TK5000, o.ä.) in der Kammer und ein SSR mit PWM-Ansteuerung als Stellglied. Zur Bedienung und Visualisierung sowie zur Aufzeichung der Temperatur stehen je nach Anspruch alle Wege offen (Ethernet, DP). Im Zweifelsfalle würde ich es erst einmal mit einer WinCCflexible-Runtime testen. Falls die Sicherheits-Temperaturbegrenzung der Heizung nicht ausreicht käme noch ein Thermostat hinzu.

Das wäre meine persönliche Step7-Variante, da ich diesbezüglich softwaretechnisch gut gerüstet bin. Hardwareseitig käme es mit einem Controller von Wago oder Beckhoff unter CoDeSys wesentlich günstiger.


Gruß, Onkel
 
Guten Morgen,

hab die Heizleistung nochmal von einem studierten durchrechnen lassen, mit so ziehmlich allen Konstanten die vorliegen und er kam auch bei knapp 1000W raus.
Mit einer noch besseren Isolierung als die zur Zeit geplanten, könnte man die notwendige Leistung noch fast halbieren.
Das entscheidende hier ist die Zeit und die 10°C Steigung/h sind Vorgaben vom Harz-Hersteller und die nehm ich erstmal als gegeben an.
Soll die angestrebte Temp. schneller erreicht werden, wäre natürlich mehr Leistung erforderlich. Aber auch das könnte ich nachträglich mit einer längeren Heizwendel recht einfach realisieren.

So, gab auch recht flott eine Antwort von Jumo. Der Imago 500 und der DICON 501 sind wohl beide in der Lage diese Prozesse zu regeln und ich denke, das die Wahl wohl auf den Imago fallen wird.

Also wenn ich des Onkels Empfehlung (Danke für die Ausführung) mal so durchrechne, würde sich eine SPS auf preislich ähnlichen Niveau bewegen.
Wo liegen dann die Vorteile bei einer so aufgebauten SPS (mal unabhängig davon ob ich es programmieren könnte) gegenüber der Imago?

Gruß Sören
 
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Hallo Sören,

ich habe mir den Imago mal ganz kurz angesehen. Er scheint für deine Anwendung wie geschaffen zu sein.

..Wo liegen dann die Vorteile bei einer so aufgebauten SPS..
Der größte Vorteil ist m.E. eine nahezu grenzenlose Flexibilität. Aber zu dem Preis des Imago wird das nichts.


Gruß, Onkel
 
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