TIA Programmieren einer Wasserkraftanlage Technikerarbeit

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DanielX_12

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Hallo liebe Leser,

bin gerade am Programmieren meiner Technikerarbeit.
Ich modernisiere eine kleine Wasserkraftanlage von 1937 und den dazugehörigen Rechen.
Die Anlage besteht aus zwei Turbinen (9 und 18kW ) welche geregelt werden müssen und dem Rechen.
Die Hydraulik, Elektrik und Elektronik wurden bereits von mir installiert sowie Pläne gezeichnet.
Hat dies jemand schon einmal ähnlich programmiert in Fup und Awl???

Würde mich über Anregungen und Beispiele freuen.
Bin aus dem süddeutschen Raum nahe Ulm ( 88529 )

Kann auch gerne Bilder oder weitere Infos hochstellen.

freue mich auf Eure Antworten
 
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Hi,
hübsch:). Schönes Projekt.
Was mich so interessiert, wie sollen die Turbinen geregelt werden? Schaufelverstellung? Ventil?

Gruß
Mario
 
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Also ein paar mehr Infos wären schon sinnvoll ...
Ebenso wäre natürlich die Frage, wie du ohne Regelkonzept (wenigstens eine grobe Vorstellung davon)
irgendwas installieren willst was dann hinterher die Anforderungen erfüllt.

Ansonsten soweit auf den Fotos ersichtlich handelt es sich um Kaplan-Turbinen mit Asynch-Generator?
Und soweit ersichtlich noch mit hydraulischen Kurvenscheibenregler.
In dem Fall ist es dann für gewöhnlich verhältnismäßig einfach ... du steuerst den Leitapparat (Der Hydraulikregler stellt selbstätig die Schaufeln nach).

Langsam auftakten, evtl. mit Mindeststellung zum Anfahren, wenn Drehzahl einigermaßen OK, dann Schütz rein ... auf oder zutakten je nach Wasserstand vorm Rechen.
Evtl. dann noch Gedanken machen über eine Kompensation der Asynch-Maschine um das Netz zu entlasten (meistens sogar Vorschrift),
da die Asynch-Maschine über vom Netz bezogene Blindleistung erregt wird.

Der Rechen ist jetzt auch kein besonders großes Problem, Start im Regelfall über Differenz vor/nach Rechen oder im festen Zeitintervall,
und dann läuft eine kleine Schrittkette ab.

Für mehr Anregungen sind auch mehr Infos nötig.

Mfg
Manuel
 
Die Turbinen sind nur Francis Turbinen und damit einfach zu regeln, auf/ zu........
Und an den Zylindern habe ich Wegmesssensoren angebracht.... Einmal am Tag sollten die Turbinen jedoch gespült werden ( ganz geöffnet und geschlossen werden)
Den Rechen nehme ich heute mittag mit einer Schrittkette und Befehlsausgabe FC in Einsatz ( Fup)
An den Zylinderendlagen habe ich Sensoren montiert( oben unten angelegt, abgehoben )
Wie müssen die Drehzahlbausteine in AWL aussehen? Habe dies noch nie Programmiert....

20140918_165536.jpg20140918_165658.jpg
 
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Zum abführen des Rechengutes gibt es auch eine Einfache Strategie (Falls die Überlaufrinne hinter dem Rechen irgendwo hinführt (Unterwasser, . . . ) das mit Wasser nicht gleich überläuft:

Bei Rechenreinigung die Leistung reduzieren, Oberwasserpegel steigt, läuft über die Kante am Rechen und transportiert das Rechengut ab.

Für die Regelung wäre Interessant wie Konstant das Wasserangebot ist.

Prinzipiell musst du über den Oberwasserpegel die Öffnungen regeln.
Bei 2 Maschinen sollte eine einen groben Wert halten, die Zweite regelt dann.
Könne zB so sein, dass du mit der Kleineren zB zwischen 30% und 75% regelst, bei Über- oder unterschreiten fährt dann die Große etwas nach.
Du musst auch die Wirkungsgradkurven der einzelnen Maschinen beachten, bei Tallastbetrieb dann schauen, dass du möglichst mit bestem Gesamtwirkungsgrad arbeitest.

Sind das Asynchronmaschinen? Dann brauchst du keine besonders genaue Drehzahlerfassung. -> grob auf Nenndrehzahl und Einschalten. (könnte auch ein separates Drehzahlrelais übernehmen)
Abhängig von der Wirkleistung kann es aber sinnvoll werden ev. Kondensatorengruppen zu schalten um die Blindleistung in den Griff zu bekommen. (Abhängig von der Wasserkonstanz)
 
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Eine Überlaufrinne habe ich leider nicht und meinen Wasserstand kann ich auch leider nicht erhöhen, da ich ansonsten das Wasser über das Wehr ableite und auf Übereich fahre. Für die Zukunft ist ein Förderband geplant.

Die Drehzahlerfassung dient nur für das einschalten und evt. bei Überdrehzahl zum schließen der Turbine. Unten ein Bild ist dies so möglich?

Die Kondensatoren bin ich am überlegen parallel zu den Motorschützen dazuhängen.
Habe leider nur auf einem Typenschilde einen Nennleistungsfaktor mit 0,76
Wenn ich nun mit 21kW rechne komme ich auf 350µF Habe noch welche mit 55µF da und werden dies mal ausprobieren jeweils drei in Dreieck zuzuschalten und an meinen Janitza Anzeigedisplays kann ich dann ja den Wert ablesen.

Bei der Leistungsregelung habe ich es so ähnlich zu regeln,wie Herr Winnman oben beschrieben hat. Bisher stelle ich auch von Hand die Wasserdurchflussmenge/ Leistung der kleinen Turbine ein und die große Turbine regelt sich selbst über einen Schwimmer.

Den Reinigungsrechen habe ich am Montag Abend nun in Betrieb genommen und läuft nun zeitgesteruert alle 18Min bisher problemlos über eine Fup Schritkette....
 
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20141112_180038.jpg20141112_180606.jpg20141112_173503.jpg20141112_173605.jpg
Das TIA Portal mit der 1214SPS kein AWL kann... habe ich nun leider auch gemerkt.
Mit was für einem Programm abreiten die Profis wo auch SCL... programmieren?

Zum ersten Bild: B1 ist mein Drehzahlsensor
Mein DB 8 Timer setzt jede Sekunde den Zähler zurück.
Somit sollte der Schütz Q1 bei 960 1/min einschalten (60s x 16)
 
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Ich hoffe nicht mit TIA:ROFLMAO: wenn ja kann die 1500er sicher AWL.
Warum ist deine Wahl eigentlich überhaupt auf TIA gefallen ? Warum nicht eine 300er ?

Aber ein schönes Projekt hast du du dir dort ausgesucht.:D
 
Die 1200er wurde mir von Siemens empfohlen und gefördert! :(

Kann mir bitte jemand helfen wie ich die Analogeingänge aufarbeiten kann nun mit der S7 1214 und Tia Portal V12?
Was muss ich an den Eingängen für meine Drehzahlsensoren einstellen um dort ein Signal zu empfangen? und wo?

würde mich um eine Antwort freuen.
mit freundlichen Grüßen
Daniel
 
Was für Sensoren hast du denn ?
Was geben sie raus ? 4-20mA oder 0-10V ? Impulse ?
Eigentlich ist die Bausteinverarbeitung doch auch nicht so viel anders als wie bei der S7-XXX. Aufjeden musst du das PEW auslesn ;)
 
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DanielX_12 schrieb:
Die 1200er wurde mir von Siemens empfohlen und gefördert! :(
Kann mir bitte jemand helfen wie ich die Analogeingänge aufarbeiten kann nun mit der S7 1214 und Tia Portal V12?
Zum Vergrößern anklicken....
Im Prinzip musst du das gleiche machen wie bei einer S7-200er/S7-300er/S7-400er/S7-1500er und so ziemlich jeder anderen Steuerung auf dem Planeten. Stichwort Analogwert "Normieren" [EDIT]und[/EDIT] "Skalieren"
Empfehlung Link 1 mit TIA-Bordmitteln
Empfehlung Link 2 mit FCs und simpler Formel

Gefunden via Forensuche oder Google

DanielX_12 schrieb:
Was muss ich an den Eingängen für meine Drehzahlsensoren einstellen um dort ein Signal zu empfangen?
Zum Vergrößern anklicken....
Wie arbeiteten denn deine Drehzahlsensoren?
 
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Vielen Dank für die Schnelle Rückmeldung, Habe nun die Bausteine für die Analogwertverarbeitun gefunden ( norm / scale )
Meine beiden Pegelsonden haben 0-20mA, die beiden Maschinenöffnungen und der Agregatedruck hat 0-10Vüber Spannungsteiler!
Muss ich Ampere und Volt etwas verstellen?

Ich habe als Drehzahlsensor einen normalen Induktivgeber, welcher mir bei einer Generatorumdrehung ein Signal geben sollte.
20141112_180038.jpgSollte das Programm funktionieren? B1 ist mein DSensor und bei 960 1/min sollte der Schütz Q einschalten?

20140918_165536.jpg
 
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Wenn ich mir deinen Anbau hier so anschaue, würde ich sagen du musst den Betätigungsschraube entweder so gestalten, das dein Ini eine halbe Umdrehung der Schwungscheibe betätigt ist,
oder schnelle Zähler verwenden ... was aber eine Umbelegung deiner EAs erfordert (Stichwort hier HSC).
Bei 1000 U/Min hast du 16U/Sek und bezogen auf den Betätigungswinkel deiner Schraube ist die Betätigungszeit für einen normalen Eingang sehr sicher zu kurz

Zu deinem Programm: Das wird so mit an Sicherheit grenzender Wahrscheinlichkeit nicht funktionieren.
Da du sowieso einen schnellen Zähler benötigst, kannst du das ganze in der HW-Konfig auch als Frequenzmessung parametrieren (ich hoffe mal, das geht mit den S7-1200 HSCs).

Mfg
Manuel
 
DanielX_12 schrieb:
Meine beiden Pegelsonden haben 0-20mA
Muss ich Ampere und Volt etwas verstellen?
Zum Vergrößern anklicken....
Je nachdem was du verwendest. Die CPUs habe On-Board nur 0-10VDC Analogeingänge. Dort kann man sich helfen in dem man für 0/4-20mA einen 500Ohm Widerstand parallel schaltet. Wenn du ein Erweiterungsmodul verwendest das von Haus aus 4-20mA kann, dann musst du nichts spezielles machen.
Die Einstellungen/Parameter des Analogeingangs in der Hardwarekonfig musst du aber in beiden Fällen richtig setzen.

DanielX_12 schrieb:
Ich habe als Drehzahlsensor einen normalen Induktivgeber, welcher mir bei einer Generatorumdrehung ein Signal geben sollte.
Sollte das Programm funktionieren? B1 ist mein DSensor und bei 960 1/min sollte der Schütz Q einschalten?
Zum Vergrößern anklicken....
NEIN

1. Bei deinem Vorschlag wird jede Sekunde der Zähler zurückgesetzt und dein Schütz gleich mit. Das wiederholt sich ein paar mal und dann ist was kapputt. Du musst also was machen das der Schütz drin bleibt wenn er mal geschalten hat. Ich würde das sowieso auftrennen in ein Signal "Drehzahl OK" und erst dann (eventuell mit weiteren Prüfabfragen) dann den Schütz schalten.

2. Musst du bei so was immer die Signal-Dauer beachten. Wenn sich die Welle mit 960U/min und entsprechender Winkelgeschwindigkeit dreht, dann hängt es von der Größe der Objekts dass dein Initiator erfasst ab, wie viele Millisekunden das Signal auf 1 geht und ob die SPS überhaupt genügend Zeit hat dieses Signal korrekt zu erkennen.
Stichwort Eingangs-Verzögerung (Entprellung) an den Digitaleingägen, die kann man in der Hardware-Konfig verstellen.

Bei Standard-Eingängen sollten damit es sicher geht min. 30ms Puls / 30ms Pause sein.

DanielX_12 schrieb:
die beiden Maschinenöffnungen und der Agregatedruck hat 0-10A über Spannungsteiler!
Zum Vergrößern anklicken....
:confused: 0..10A.. ?? hä.. :confused:


[EDIT] MSB war schneller
Wie MSB schon schrieb wirst du mit dem HSC (High Speed Counter) wohl besser dran sein
[/EDIT]
 
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Kann mir jemand das skalieren und Normieren meiner Analogwerte erklären?
20141124_164703.jpg20141124_164622.jpg
meine Beiden Pegelsonden sind nicht direkt auf dem Boden (250 mm Abstand) den Wert zwischen 4 und 20mA bekomme ich eingelesen welches 0 bis 6000mm entspricht. 0 mA sollen also bei mir 250mm sein!
Bei meiner Turbinenöffnung ist das Problem das die Signale inverse sind. 1V entspricht 100% offen und 9,5V (geschlossen) 0%
würde mich über Vorschläge freuen.

mit freundlichen Grüßen
Daniel
 
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