Normierung eines Messbereiches

[viech]

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Hallo!

Ich habe einen Regler SFB41 im Programm.Muss einen Vorlauf einer Heizung auf Konstanter Temperatur halten. Fühler ist PT100. Muss ich den eingang des PT100 in 0-100 für den Reglereingang Normieren?oder kann ich in direkt auf den PEW Eingang für den istwert des Reglers Schalten?
Auf was beziehen sich die 0-100 am istwerteingang des Reglers? Denn wenn ich eine Sonde mit Messbereich Z.B 0-100°C habe oder eine Sonde Z.B mit -40-200°C wird der Messbereich ja immer auf die+-10V
oder 0-20mA aufgeteilt.Nur wenn ich den Wert Skaliere in 0-100 so ergeben sich bei verschiedenen Messbereichen verchiedene werte in 0-100
ausgedrükt.So sind beim Fühler (0-100°C) Z.B 10°C 10.0% und beim Fühler (-40-200°C) 20.83%. Muss ich das am Regler abgleichen und auf was beziehe ich dann meine 0-100% ? Kann mier da jemand weiterhelfen?
Ich danke im vorraus
Christoph

 

[borromeus]

Gerade bei einem PT100 würde ich den Messbereich normieren...
es macht ja einen Unterschied ob du zwisch 0 und 20 Grad oder 0 und 1000 Grad regeln willst.
Also: alles auf Proezent normieren und es klappt wunderbar.

 

[borromeus]

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Also auf deutsch: denk nach was ist Dein Sollwertbereich.
Das ist dann auch Dein Istwertbereich .
....
und den musst Du skalieren...

 

[Onkel Dagobert]

Hallo Christoph,

Sollwert und Istwert müssen in derselben Einheit angegeben werden. Das kann ein Prozentwert oder in eine beliebige physikalischen Einheit sein, je nach dem was man regelt. In deinem Fall wäre das die Temperatur in °C. Es wäre unsinnig, Temperaturbereiche in % zu normieren.


Gruß, Onkel

 

[borromeus]

Hallo Christoph,

Sollwert und Istwert müssen in derselben Einheit angegeben werden. Das kann ein Prozentwert oder in eine beliebige physikalischen Einheit sein, je nach dem was man regelt. In deinem Fall wäre das die Temperatur in °C. Es wäre unsinnig, Temperaturbereiche in % zu normieren.


Gruß, Onkel

Lieber Onkel:

das mit der gleichen Einheit steht in der FB41-Hilfe auch, ich frage mich aber seit Jahren wie es funktioniert.
Bitte erkläre mir wie sich eine Stellgrösse y bei einem zB P-Regler mit K=1
bei einer Xw-Abweichung von 5°C errechnet.
Da kann ja nur 5 herauskommen, oder? Aber wenn der Messbereich 0-1000 Grad ist, wäre eine Stellgrösse von 5% unsinnig. Das hiesse dann, dass ich das y erst recht wieder umrechnen müsste in Abhängigkeit des Messbereiches.

 

[MSB]

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Ich bin zwar jetzt nicht der Guru in Regelungstechnik,
aber letzten Endes interessiert den Regler intern ja nur die
Reglerabweichung, wie der Bereich des Soll/Istwertes ist,
ist dem Regler ja im Grunde egal.

Aber aus Mathematischen Gründen kann man eine Abweichung nur aus gleichen Einheiten berechnen,
eine Rechnung von 500°C - 50°F macht ja keinen Sinn, weil die Einheit total unterschiedlich ist.

Den Rest, also sprich die Ausgangsgröße beeinflusst du ja dann mit Reglerparametern, also kp, ti, td.

Mfg
Manuel

 

[borromeus]

Ich bin zwar jetzt nicht der Guru in Regelungstechnik,
aber letzten Endes interessiert den Regler intern ja nur die
Reglerabweichung, wie der Bereich des Soll/Istwertes ist,
ist dem Regler ja im Grunde egal.

Aber aus Mathematischen Gründen kann man eine Abweichung nur aus gleichen Einheiten berechnen,
eine Rechnung von 500°C - 50°F macht ja keinen Sinn, weil die Einheit total unterschiedlich ist.

Den Rest, also sprich die Ausgangsgröße beeinflusst du ja dann mit Reglerparametern, also kp, ti, td.

Mfg
Manuel

Na eben nicht, irgendwo muss doch eine Normierung sein!
Welche Stellgrösse in % ergibt eine Regelaweichung von 5°C, bei K=1 (siehe oben)?

 

[Onkel Dagobert]

Lieber borromeus,

angenommen, wir haben wie in deinem Beispiel eine Regelabweichung von 5 Kelvin und eine Verstärkung von 1. Dann ergibt sich eine Stellgröße von 5. Vorausgesetzt, LMN_LLM und LMN_HLM normieren den Ausgang LMN auf 0..100. Ob diese Stellgröße sinnvoll ist oder nicht, hängt nicht von dem Messbereich ab, sondern einzig und allein von der Regelstrecke. Ist dieser Wert zu hoch oder zu gering, so kann man ihn über GAIN beeinflussen und somit an die Regelstrecke anpassen. Der Reglerausgang muss ein Stellglied ganz allgemein zwischen Min und Max ansteuern, egal wie er normiert ist.

Bei anderen Reglern gibt es statt der Reglerverstärkung einen Proportionalbeiwert. Liegt vielleicht hier ein Missverständnis vor?


Gruß, Onkel

 

[viech]

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Danke an euch alle

Ich bedanke mich für eure Antworten aber ganz verstanden hab ich es trozdem nicht. Angenommen ich erfasse den istwert einmal mit einem fühler dessen Messbereich von 0-100°C liegt und einmal wo der messbereich zwischen 0-1000°C liegt,beide fühler geben ein 0-10V signial aus. Verwende ich den ersten fühler so ergibt er in der sps immer 0-27648
Einheiten und das normiert auf 0-100%.1°C entspricht dann dem normierten wert 1 und 2°C dem wert 2 usw. Verwende ich den zweiten fühler so enspriecht jetzt aber 1°C nurmer 0.1 nach der normierung da er ja einen viel grösseren messbereich deckt.Somiet verchiebt sich auch die regeldifrenz um eine komastelle nach links. Und somit arbeitet der regler mit dem ersten fühler anders als der mit dem zweiten fühler bei gleichen einstellungen der parameter da somit auch verstärkung um eine komastelle
verschoben wird.
Muss ich jetzt den Istert anpassen mittels verstärkung und ähnlichen oder wird der Regleraussgang angepasst. Oder muss ich die analogen eingangswerte in temperaturen umwandeln indiesem fall 0-100° 0-1000° und die auf den istwert eingang geben ,kann man da werte die grösser als 100 sind aufschalten?

 

[borromeus]

Ob diese Stellgröße sinnvoll ist oder nicht, hängt nicht von dem Messbereich ab, sondern einzig und allein von der Regelstrecke.

Liegt vielleicht hier ein Missverständnis vor?

Ich denke nicht, dass das so stimmt!
Die Reglerparameter sind es, die in Abhängigkeit der Regelstrecke das Stellverhalten eindeutig berechnen, unabhängig vom Messbereich....

Durchlfussregler
Kp=2
Tn=20sec

auf der ganzen Welt werden sich nun Regler mit diesen Parametern gleich verhalten- wenn y als 0...100% auf das Stellorgan geschaltet wird muss korrekterweise auch der Eingang 0...100% sein.

Gedanke 1:
Niveaumessung 0...6m WS sind 0...100%
Wenn ich dem Regler Sollwert 50% aufschalte und Istwert 40% habe, ergibt sich ein bestimmtes y.
Schalte ich demselben Regler SW 3m WS und habe IW 2,4m WS ergibt sich ein anderes y.... und das kann ja wohl nicht sein.

Gedanke 2:
bei einem Hardwareregler sieht ja auch jeder ein dass der externe SW 4...20mA und der Istwert 4...20mA irgendeinem Messbereich entspricht (zb 0-50m³/h).... dies ist dem Regler aber wurscht, der rechnet sowieso nur in % eben 4mA=0% und 20mA =100%.

Doch ein Missverständnis?!

 

[borromeus]

Ich bedanke mich für eure Antworten aber ganz verstanden hab ich es trozdem nicht. Angenommen ich erfasse den istwert einmal mit einem fühler dessen Messbereich von 0-100°C liegt und einmal wo der messbereich zwischen 0-1000°C liegt,beide fühler geben ein 0-10V signial aus. Verwende ich den ersten fühler so ergibt er in der sps immer 0-27648
Einheiten und das normiert auf 0-100%.1°C entspricht dann dem normierten wert 1 und 2°C dem wert 2 usw. Verwende ich den zweiten fühler so enspriecht jetzt aber 1°C nurmer 0.1 nach der normierung da er ja einen viel grösseren messbereich deckt.Somiet verchiebt sich auch die regeldifrenz um eine komastelle nach links. Und somit arbeitet der regler mit dem ersten fühler anders als der mit dem zweiten fühler bei gleichen einstellungen der parameter da somit auch verstärkung um eine komastelle
verschoben wird.
Muss ich jetzt den Istert anpassen mittels verstärkung und ähnlichen oder wird der Regleraussgang angepasst. Oder muss ich die analogen eingangswerte in temperaturen umwandeln indiesem fall 0-100° 0-1000° und die auf den istwert eingang geben ,kann man da werte die grösser als 100 sind aufschalten?

Jetzt verstehe ich das Dilemma erst....
ich gehe im normalen Leben davon aus, dass das Stellorgan in der Lage ist die gewünschten Sollwerte auch zu erreichen, und da heisst für mich 100% Öffnung eines Regelventiles zB 60m³/h.
Ich würde diese Strecke daher wie folgt dimensionieren:
Durchflussmesser 0-80m³/h (und nicht 0-800m³/h)

dann in % umrechen... und das y (0..100%) ausgeben.

Ich erkenne, dass der Onkel Recht hat mit dem was er da schrieb.

 

[MSB]

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Du gibst primär physikalische Einheiten auf den Regler,
also z.B. m³/h also Soll bzw. Istwert.
Welchen Messbereich dein Messgerät hat, ist völlig wurscht.
Das Analogsignal wird für den Regler ohnehin normiert,
also z.B. 4-20mA = 0-80m³/h, es würde für den Regler aber auch völlig egal sein,
wenn dein Messgerät 4-20mA = 0-800m³/h wäre, die Einheit
wäre immer noch m³/h, lediglich die Normierung wäre anders.

Beim Siemens-Regler FB41/SFB41 gibts primär 2 Möglichkeiten für den Istwert,
entweder direkt normiert, z.B. mit dem FC105, oder direkt den Peripherieeingang an den Regler,
und der Reglerbaustein normiert dann selber auf die physikalische Einheit, ähnlich FC105.
Hierzu einfach mal die Hilfe vom FB41 genau lesen.

Als Y bietet sich im Regelfall 0-100% an, da es einen intuitiven Überblick über den
Regelkreis bietet.

Auch ein Hardwareregler normiert den Analogeingang auf eine physikalische Einheit.

Mfg
Manuel

 

[viech]

Danke widerum für eure Antworten

Ich danke euch widerum für eure tips jetzt kommen wier der sache schon näher.Heisst das das ich am reglerbaustein sfb41 z.b meinen eingangswert
vom Prozesseingangswort auf 0-100 skalieren kann und dann mittels offset und verstärkung den efektiven temperaturbereich einlesen kann Z.b 0-1000° oder beim Pt100 -243- +1000°? Wenn ich z.b die Sprungantwort über meinen angeschlossenen Fühler aufnehme (der in 0-100%normiert ist)
dann ist egal welchen messbereich er hat da dann die errechneten Parameter mit der Sprungantwort auch im richtigen verhältniss stehen.
Aber stelle ich den Regler wie bei Z.B Heizungen nur nach erfahrung ein
so ergeben bei verschiedenen Messbereichen der Fühler (wenn ich sie normiere Z.B Fühler 1 0-100°C und Fühler 2 0-1000°C ,entspriecht fühler 1 bei einer Temperatur im Regelkreis von 10°C eiemwert vo 10% und fühler zwei einem wert von 1%). Der Sollert sei 40°C den ich auch ebtsprechend dem verwendeten fühler normiere also für fühler 1 entspricht der nor.sollwert 40% für Fühler zwei 4% bilde ich die Regeldifferenz so erhalte ich einmal eine Differenz von 30% und einmal von 3%. Das mit den Reglerparametern multipliziert ergibt unterschieldliche Stellgrössen wenn die reglerparameter für beide fälle gleich sind.Deswegen verstehe ich nicht auf was ich die eingangswerte beziehen in % ausgedrückt auf die maximal mögkiche Stellgrösse im Kreis? Z.B Ymax ist 170°C dann ist am reglereingang der istwert 0=0% und 170° ist=100% und muss den messbereich entsprechend anpassen?

 

[MSB]

Also du benötigst folgende Parameter:
Eingänge:
PVPER_ON muss High sein
PV_PER ist dein PEW vom Analogeingang
PV_OFF der Wert bei 0% Ausschlag des Analogeingangs
PV_FAC bei Faktor 1,0 sind 100% Ausschlag des Analogeingangs 100% des Istwertes,
das heißt für deinen Eingang 100% = 20mA = 170°C wäre PV_FAC also 1,7

Ausgänge:
An PV kannst du den momentanen Istwert ablesen

Mfg
Manuel

 

[viech]

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Danke nochmals

Ich danke euch nochmal! Also heisst das ich muss meinen Regler an den tatsächlichen stellwert anpassen. Ist der maximale Stellwert in meiner strecke z.B 500° so passe ich den Reglerausgang LMN_HLM 500 und LMN_LLM 0 und das wird dann in 0-100% als Stellgrösse ausgegeben.

 

[MSB]

Dein maximaler Stellwert sind nicht zwangsweise 500°!
Dein maximaler Soll- / Istwert sind z.B. 500°!

Dein Stellwert (Reglerausgang) können z.B. 0-100% deines Regelventils sein,
oder 0-60 Hz deiner Heißwasserpumpe, oder auch 20-60Hz der Pumpe, oder 0-100% deines Thyristorstellers der Heizung,
oder von mir aus auch 0-1000A deiner Heizung ...

Dein Ausgang könnten aber z.B. auch 0-500° sein, wenn du deinen Regler kaskadierst,
d.h. ein Regler fordert die Vorlauftemperatur, und der 2. Regler stellt diese Vorlauftemperatur dann ein.

Dein Reglerausgang sollte halt irgend einen Bezug zu deinem Stellglied haben.
Die Eingänge wiederum von den Einheiten her einen Bezug auf die physikalische Größe die du regelst,
als Temperatur, Durchfluss ...

Mfg
Manuel

 

[xhasx]

@ All
Guter Thread! Gefällt mir! Das hatten wir noch nicht zum Thema REGELN

@ MSB
Das mit dem Kaskadierten Regeler musst du mir aber noch genau erklären. Darüber findet man sonst nichts.

 

[Steve81]

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Hallo,

es gibt auch allgemeine Berechnungsformeln für Ein und Ausgangsnormierung.

Für Eingang:

REAW=((OGRNB-UGRNB) : (OGREB-UGREB))*(AE-UGREB)+UGRNB

AE: Digitalisierter Analogeingabewert
OGREB: Obergrenze Eingangsnennbereich
UGREB: Untergrenze Eingangsnennbereich
OGRNB: Obergrenze Normierungsbereich
UGRNB: Untergrenze Normierungsbereich
REAW: Noormierter Analogeingabewert

Für Ausgang:

AA=((OGRAB-UGRAB) : (OGRNB-UGRNB))*(RAEW-UGRNB)+UGRAB

RAEW: Interner normierter Ausgabewert
OGRNB: Obergrenze Normierungsbereich
UGRNB: Untergrenze Normierungsbereich
OGRAB: Obergrenze Ausgangsnennbereich
UGRAB: Untergrenze Ausgangsnennbereich
AA: Digitaler Ausgabewert für Analogausgabebaugruppe

 

[viech]

Dein maximaler Stellwert sind nicht zwangsweise 500°!
Dein maximaler Soll- / Istwert sind z.B. 500°!

Dein Stellwert (Reglerausgang) können z.B. 0-100% deines Regelventils sein,
oder 0-60 Hz deiner Heißwasserpumpe, oder auch 20-60Hz der Pumpe, oder 0-100% deines Thyristorstellers der Heizung,
oder von mir aus auch 0-1000A deiner Heizung ...

Dein Ausgang könnten aber z.B. auch 0-500° sein, wenn du deinen Regler kaskadierst,
d.h. ein Regler fordert die Vorlauftemperatur, und der 2. Regler stellt diese Vorlauftemperatur dann ein.

Dein Reglerausgang sollte halt irgend einen Bezug zu deinem Stellglied haben.
Die Eingänge wiederum von den Einheiten her einen Bezug auf die physikalische Größe die du regelst,
als Temperatur, Durchfluss ...

Mfg
Manuel

Hallo ! Vieleicht bin ich etwas begriffstuzig aber so ganz habe ich es schon noch nicht verstanden. Da ich viel mit Fertigreglern der FA.Sauter programmiere hab ich mich gefragt wie sie das machen.Bei ihren Reglern kann man egal welche Werte (Temperatur,Druck,Feuchte usw.),und welchen Messbereich(-20- 40,0-1000) am Reglereingang aufschalten und bekommt hinten immer ein signial 0-1.0.
Und das versteh ich nicht da das Stellsignial doch so nur relativ ist und ich es doch auf was beziehen muss. Den es ist ein unterschied ob in meiner Anlage 50° das maxximal erreichbare sind oder 500°.Wie ich das verstanden hab Normiert der FB41 am Ausgang die Stellgrösse.Aber um etwas zu normieren muss ich ja einen Max und einen min wert eingeben.
Wenn ich jetzt schon den Istwert und den sollwert in 0-100 normiere kein Problem da ist Max Ausgang 100 und min 0.Aber wenn ich den istwert als
Tempertatur aufschalte und den Sollwert auch so muss mier doch die Max:Stellgrösse meines Systems bekannt sein um den Ausgang Normieren zu Können.Z.B
Max Stellgrösse 100° Min-Stellgrösse 0 ° Reglerausgang 0-100.Deswegen vertseh ich nicht wie das bei den Reglern Von Sauter funktioniert dort brauch ich keinen Bereich Angeben um zu normieren. Oder wie wird das gehanhabt?

 

[Werner54]

Alles nur Zahlen

Hallo,

um es mal unkompliziert auszudrücken:

Um den gleichen Effekt zu erzielen, braucht es bei einem Regler mit Eingang von 0..100 z.B. eine Änderung um 1 (1%), bei einem Regler mit Eingang 0..5000 eine Änderung um 50 (auch 1%). Natürlich müssen Soll- und Istwert die gleiche Spanne haben. Das selbe gilt auch für den Stellausgang: 1% ist 1%, ganz egal wie normiert wird. Aus Gründen der Übersicht verwendet man gerne 0..100% für alles, dann wird's Denken einfacher.