TIA Welchen Reglerbaustein für eine Regelung nach VL- und RL-Temperatur? S7-1200

[Jan]

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Hallo zusammen,

ich bin mit der Suchfunktion und mit meinen Fachbüchern leider nicht fündig geworden.

Der Regelkreis sieht folgendermaßen aus.

Variabler Vorlauf (Temperatur wird gemessen) -> Kühlstrecke (Reglerausgang) -> Rücklauf (Temperatur wird gemessen und soll konstant gehalten werden).

Ich möchte die Rücklauftemperatur mit einem FU-geregelten Lüfter (Kühlstrecke) "konstant" halten und möchte die sich ständig ändernde Vorlauftemperatur berücksichtigen.

Verwendet wird eine S7-1212C mit TIA V12.

Leider stehe ich momentan völlig auf dem Schlauch. Der Sollwert ist fest vorgegeben, der Messwert ist die Rücklauftemperatur und der Sollwert für den FU ist der Reglerausgang. Aber wie binde ich da die Vorlauftemperatur mit ein?

Welchen Reglerbaustein nimmt man da und muss man ggf. Regler hintereinander schalten?

Es ist schon einige Jahre her, dass ich eine Regelung programmiert habe und bin nun im Forum, bei Siemens und im Internet nicht eindeutig fündig geworden.

Könntet ihr mir einen Anstoß geben, wie ich die Regelung aufbauen müsste?

 

[Thomas_v2.1]

Was willst du denn nun regeln?
Du schreibst was von Vorlauf- und Rücklauftemperatur. Die Bezeichnungen verwendet man üblicherweise für flüssige Medien.
Dann willst du die Rücklauftemperatur mit einem Lüfter regeln. Das heißt du bläst mit dem Lüfter über einen Kühler durch den dein flüssiges Medium fließt? Quasi wie im Auto der Kühler und Kühlventilator?

 

[Jan]

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Ja, ganz genau. Die Vorlauftemperatur (Wasser) schwankt z.B. 80-95 °C, läuft durch ein Kühlregister, welches von einem Lüfter gekühlt wird und läuft durch den Rücklauf weg.
Die Rücklauftemperatur soll möglichst konstant auf einen festen Wert z. B. 75 °C gehalten werden. Der Lüfter wird durch einen FU geregelt, der wiederum seinen Sollwert von der SPS (Reglerausgang) bekommt.

 

[Thomas_v2.1]

Bei Temperaturregelungen reicht in den meisten Fällen ein PI-Regler aus.
D.h. PI-Regler: Sollwert ist die Soll-RLT, Istwert ist deine Ist-RLT und Stellgröße ist die Solldrehzahl für deinen Lüfter.

Die Vorlauftemperatur könntest du jetzt zusätzlich für eine Vorsteuerung oder Störgrößenaufschaltung nutzen.
Angenommen deine VLT steigt oder fällt schnell, dann kann dein Regler wenn er nur auf die RLT schaut nur auf diese reagieren. Da du aber die VLT erfasst, könntest du das erkennen und deine Lüfterdrehzahl schonmal runterfahren bzw. erhöhen, bevor sich diese Änderung auf deine RLT durchschlägt.

Du kannst damit also deine Regelgüte erhöhen. Das musst du entscheiden ob das notwendig ist oder nicht.

 

[Jan]

Ich denke, dass das erforderlich ist, da ich damit rechne, dass sich die VLT schnell und stark ändern könnte.

Wie realisiert man solch eine Vorsteuerung oder Störgrößenaufschaltung?
Wie bindet man die VLT in die Regelung der RLT ein?
Mir fehlt da gerade völlig der Ansatz.

 

[Thomas_v2.1]

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Grob gesagt wirkt die Störgrößenaufschaltung direkt auf die Stellgröße.

Du hast den Stellgrößenausgang von deinem Regler, und addierst auf diesen über einen Faktor oder eine sonstige signalverarbeitende Funktion die Störgröße, in deinem Fall die Vorlauftemperatur. Mal angenommen du gibst die VLT mit Faktor +1,0 auf den Stellgrößenausgang, dann erhöht diese die Stellgroße um 1% wenn die VLT sich um 1°C erhöht, ohne dass sich die RLT geändert hätte.

Dabei gibt etwas zu beachten. Wenn du das so wie ich es beschrieben habe machst und du einen Stellgrößenbereich von 0..100% fest einstellst, könnte der Reglerausgang auf Ober- oder Untergrenze stehen, aber er kann aufgrund der Störgrößenaufschaltung nicht mehr eingreifen.
Der Funktionsbaustein CONT_C aus der S7-300/400er Bibliothek besitzt darum einen extra Eingang für eine Störgrößenaufschaltung. Dieser wirkt vor der Stellgrößenbegrenzung auf diese ein.

Der PID-Baustein für die S7-1200 (sodenn du diesen einsetzen willst) hat aber keinen solchen Eingang. D.h. wenn du diesen Regler selbst mit einer nachgeschalteten Störgrößenaufschaltung ausstattest, musst du den Stellgrößenbereich des Reglers erweitern, und die Begrenzung auf 0..100% hinter die Aufschaltung setzen.
Du kannst dir das Schema ja mal aufzeichnen und ein paar Werte einsetzen, dann siehst du warum das mit dem Stellgrößenbereich sein muss.

 

[Jan]

Vielen Dank.
Solch einen Denkanstoß habe ich gebraucht.
Ich schaue mir das mal an und denke, dass ich dazu auch einen Versuch machen kann.

Danke.

 

[Jan]

Ich habe im Handbuch (S7-1200 Easy Book) folgende Zeile bei der Beschreibung des PID_Compact gefunden:
Disturbance IN Real Störgröße oder Vorsteuerungswert

Dies beschreibt das gleiche, was du beschrieben hast, wenn ich das richtig interpretiere.

Aber beim Aufruf des Bausteins in TIA V12 SP1, gibt es den IN Disturbance nicht.

Warum nicht? Ich konnte nichts darüber finden, warum diese Funktion im Handbuch beschrieben, aber am Baustein nicht vorhanden ist.

Kannst du mir das erklären?

 

[Thomas_v2.1]

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Ich habe im Handbuch (S7-1200 Easy Book) folgende Zeile bei der Beschreibung des PID_Compact gefunden:
Disturbance IN Real Störgröße oder Vorsteuerungswert

Dies beschreibt das gleiche, was du beschrieben hast, wenn ich das richtig interpretiere.

Aber beim Aufruf des Bausteins in TIA V12 SP1, gibt es den IN Disturbance nicht.

Warum nicht? Ich konnte nichts darüber finden, warum diese Funktion im Handbuch beschrieben, aber am Baustein nicht vorhanden ist.

Kannst du mir das erklären?

Meiner Meinung nach ist das Handbuch fehlerhaft.
Die Störgrößenaufschaltung ist im PIDcompact mit der V2.0 hinzugekommen. Der lässt sich aber nur bei einer 1500er einsetzen. Keine Ahnung was das soll. Kann auch sein dass es bei V13 wieder funktioniert, und bei V13 SPx HFy dann wieder nicht mehr. Das ist TIA-Portal.