TIA PID Heizen/Kühlen Umschaltezeit verändern

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Es gibt keine Probleme mit dem Regler, er Regelt auf 0,1°C genau mal die Tolleranzen aussen vorgelassen (Die Messtechnick lässt diese genauigkeit garnicht zu.). Wenn er aber einen neuen Setpoint bekommt kann es sein das er von Heizen nach Kühlen umschaltet. Was ja auch verständlich ist. Die Relais haben ein Freilaufdiode.
 
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Setpoint via Rampe durchreichen fällt mir da ein.
Wie gesagt, es gibt Relaisverschaltungen, die das Problem nicht haben.

Hier zum Beispiel brauchst Du auch nur 2 Relais.
K1 wäre PWM und K2 die Wirkrichtung.

K2 kann immer lastfrei schalten, K1 muss für die Schaltspiele ausgelegt werden.
 
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Die verlängern die Abfall-Zeit. Werden die Relais direkt von einem elektronischen (Transistor) SPS-Ausgang geschaltet, braucht man keine Freilaufdioden.
Das Relaisverhalten ändert sich aber nicht, weil der Transistorausgang die FD integriert hat.

@Onkel Dagobert
Verarschen will Dich keiner. Wir nähern uns nur inkrementell dem realen Zustand, denn wir wissen nicht, ob getrennte Aktoren oder ein Kombiaktor verbaut sind, wir kennen die elektromechanische Schaltung nicht und anscheinend soll es mit Logic gerichtet werden. Also alles wie immer.
 
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Das Relaisverhalten ändert sich aber nicht, weil der Transistorausgang die FD integriert hat.
Das Relaisverhalten ändert sich doch, denn es ist keine Freilaufdiode verbaut, sondern eine "Clamping"-Schaltung.
Siemens spezifiziert z. B. für die Standard-Transistor-Digitalausgänge bei der 1200er induktive Klemmspannung und zulässige Leistung dabei. Ich vermute mal, dass es bei 300er/1500er nicht anders ist.
 

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Ob nun bei 0.7V mit ner Diode oder bei ~30V mit Suppressor geclampt wird, Aist bei 200...500V Gegeninduktion schon wesentlich.

Das hast du schonmal guuut erkannt ....

Beim Entmagnetisieren einer Spule mit konstanter Spannung ist dt = (dI*-L)/U. Bei (von mir mal angenommenen) 24VDC Betriebsspannung hätten wir also entweder U=-0,7V (Diode) oder U=-24V (Lplus - 48V), der Stromabbau ist mit Diode (idealisiert) 34,28-mal langsamer.

Beispiel 3RH2122-1BB40: Schliessverzug 30-100ms, Öffnungsverzug 7-13ms.
Nehmen wir mal für die beiden Beschaltungs-Varianten in der Realität einen Unterschied von Faktor 10 an, kann man leicht sehen, wohin das führt.

p. s.: die im Datenblatt genannte Lichtbogendauer wird mit einer Dioden-Beschaltung auch nicht kürzer.
 
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Und wenn tatsächlich beide Relais regulär angesteuert werden, dann müsste der Regler von jetzt auf gleich seinen Stellgrad von +100% auf -100% umschalten, keine Mindest-Ein- und keine Mindest-Ausschaltzeit haben.
Von jetzt auf gleich? Von volle Kraft voraus auf volle Kraft zurück? Das verstehe ich nicht. Kann in diesem Thread nicht nachvollziehen, dass bzw. wo davon jemals die Rede war.
Irgendwie klingt mir das eher danach, dass die PWM-Periode viel zu lang gewählt ist und nicht genügend "feinstufig".
MindestEinschaltZeit hat Einfluss darauf, wie zweckmässig/realistisch per PWM ein von 0% wenig abweichender Wert abgebildet wird.
MindestAusschaltZeit hat Einfluss darauf, wie zweckmässig/realistisch per PWM ein von 100% wenig abweichender Wert abgebildet wird.
Hmmm, das könnte natürlich im RegelKreis zusätzliche Probleme schaffen, die aber mit dem Regler nichts zu tun haben.
Oder willst Du damit sagen, dass, wenn z.B. zwischen NullKommaKaumWas Heizen und NullKommaKaumWas Kühlen gependelt wird, ohnehin genügend lange ImpulsPausen in den PWM-Signalen entstehen, die ein "sich Überschneiden" der beiden Signale verhindern?
Ich konnte doch kürzlich erst Handbuchseiten zu PWM-Signalen lesen, wo es darum ging, was passiert, wenn während der Ausführung einer PWM-Periode plötzlich die Anforderungen verändert werden und Impulse oder ImpulsPausen mittendrin abgehackt bzw. verlängert werden.
Das sah sehr plausibel aus und würde höchstens die Fans von PWM-Perioden-mit-um-Himmels-Willen-nie-unterschiedlicher-Länge verstimmen.
Jetzt weiss ich aber nicht wie es bei zwei wahlweise aktiven PWM-Ausgängen bei Siemens gehandhabt wird. Sind die beiden Kanäle stets synchronisiert, so dass ein Umschalten garantiert ohne Überlappung erfolgt? Früher hätte ich unterstellt, das hat Siemens berücksichtigt.
Aber seit ich hier im Forum mitlese, TIA und so ... ?

Das schaffst nicht einmal du mit deinem wundersamen D-Anteil.
Wundersamer D-Anteil? Jetzt fühle ich mich aber sehr direkt angesprochen und weiss gar nicht, warum.

Des weiteren scheint der Stellgrad ständig um den Nullpunkt herum zu schwanken, @MattGyver?
Ein halbwegs vernünftig eingestellter Temperatur-Regler (PI) erreicht den Nullpunkt nur sehr selten. Im stationären Zustand sollte der Stellgrad einen recht stabilen Wert annehmen, und sich nur bei Regelabweichungen entsprechend ändern.
Einverstanden!
D.h. - on second thoughts - wie 0 ist denn 0 wirklich, wenn die Granularität bei der Umwandlung in PWM-Signale zuschlägt?
Immerhin werden mit den PWM-Signalen Relais (solche mit Kontakten - keine elektronischen!) angesteuert und da will man keine zu kleinen Impuls- bzw. ImpulsPausen-MininimalZeiten haben. Hier liegt der eigentliche Hund begraben! Oder bellen wir vor dem falschen Grab?

Eine Regelung, die ständig zwischen Heizen und Kühlen umschaltet, um einen Sollwert zu halten, ist totaler Irrsinn! Bin ich hier eigentlich der Einzige, der es so sieht?
Ich erdreiste mich mal, hier stellvertretend für alle zu antworten. Nein, wir sind alle der Meinung, dass ein ständiges Pendeln um 0 totaler Irrsinn ist. Total unerwünscht zumindest. Und, dass wir alle dieses Verhalten weghaben wollen. Und, dass dieses Schwingen auch mit ohne Tricks und nur durch die Wahl der ReglerParameter zu beherrschen bzw. zu unterdücken sein müsste.
Vielleicht bedarf es zweier separater ParameterSätze für Heizen und Kühlen?
Aber Du hast schon mal beobachtet, wie wunderbar Regler schwingen können?

Oder wollt ihr mich verarschen (von Heinileini mal abgesehen ;) )?
Nein Dagobert, ich will Dich definitiv nicht verärmeln. Du weisst doch, wenn's um den D-Anteil eines Reglers geht, kann ich einfach nicht anders! ;) Ich weiss, Du siehst das als AltersStarrsinn ... aber das Phänomen habe ich doch schon sooo lange. Es kann zumindest anfänglich nicht am Alter gelegen haben.

Sind Freilaufdioden an den Relaisspulen ? Die verlängern die Abfall-Zeit. Werden die Relais direkt von einem elektronischen (Transistor) SPS-Ausgang geschaltet, braucht man keine Freilaufdioden.
Du meinst, weil die FreilaufDiode schon im elektronischen SPS-Ausgang vorhanden ist? Dann ist auch die zugehörige AbschaltVerzögerung schon vorhanden und eine (zweite, überflüssige) FreilaufDiode direkt an der RelaisSpule bringt dann keinen weiteren Nutzen aber aber auch keinen weiteren "Schaden"?
Wenn es eine FreilaufDiode ausschliesslich in der AusgangsKarte gibt, so führt auch diese zu einer AbfallVerzögerung.
Na ja, die zusätzlichen LeitungsLängen zur AusgangsKarte dämpfen den Strom zusätzlich und diese Leitungen werden vom AbschaltImpuls durchflossen und legen einen weiteren Weg zurück, so dass ein "Übersprechen" der StörImpulse auf andere Leitungen wahrscheinlicher wird.
Man müsste nun auch wissen, wie schnell die beteiligten Dioden leitend werden und welche DurchlassSpannungen sie haben.
In der AusgangsKarte dürfte auch noch eine Diode tätig sein, die eine positive Spanngung am Ausgang versucht an "Plus" abzuleiten - aber die spielt hier eigentlich keine Rolle.

Wie groß sind die Relais und wieviel Spannung/Strom müssen sie schalten ? Je nach den Gegebenheiten gibt es einen mehr oder weniger großen Schalt-Lichtbogen, bevor der beim ausschaltenden Relais nicht gelöscht ist, sollte man das andere nicht einschalten.
Evtl. mehrere Relaiskontakte in Reihe schalten, falls noch Schliesser vorhanden sind ?
Noch freie RelaisKontakte scheinen äusserst rar zu sein, wie ich das bisher verstanden habe.
Sofern die RelaisKontakte (je 1 Schliesser und 1 Öffner pro Relais, beide nicht überlappend geschlossen) in einer H-Schaltung verwendet werden, ist auch kein Kurzschluss der BetriebsSpannung zu befürchten (es sein denn durch Lichtbögen), und es wären bezogen auf die Last immer zwei Kontakte in Reihe geschaltet. Aber hier bewegen wir uns und rätseln schon weit jenseits vom eigentlichen Topic ...
 
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p. s.: die im Datenblatt genannte Lichtbogendauer wird mit einer Dioden-Beschaltung auch nicht kürzer.
Der Lichtbogen entsteht ja unverändert erst beim Öffnen des Kontakts / der Kontakte. Aber der Zeitpunkt des Öffnens wird per FreilaufDiode stärker hinausgezögert als per VDR an der Spule. Das sind absolut zwei Paare Schuhe, die hier mit Äpfeln und Birnen verglichen werden! :unsure: ;):LOL:

Das Relaisverhalten ändert sich doch, denn es ist keine Freilaufdiode verbaut, sondern eine "Clamping"-Schaltung.
Und wie sieht die "Clamping"-Schaltung konkret aus?
1 ClampingDiode vom PlusAnschluss (GND bei NPN) in SperrRichtung gepolt zum Ausgang und (in Reihe dazu)
1 ClampingDiode vom Ausgang in SperrRichtung gepolt zum MinusAnschluss (GND bei PNP).
Bei einem PNP-Ausgang liegt die RelaisSpule am Ausgang und am Minus, bei einem NPN-Ausgang an Plus und am Ausgang.
Also parallel zu einer der beiden ClampingDioden. Bei eingeschalteter Spule ist die entsprechende Diode gesperrt.
Wird der Ausgang "hochohmig" bzw. die Spule ausgeschaltet, so schaltet die in der Spule gespeicherte Energie die Diode (vorübergehend) in DurchlassRichtung durch.
Was tut eine direkt an der Spule oder in deren Nähe angebrachte FreilaufDiode anders?
 
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Werter Heinileini,

dies ist der Verlauf der Spulenspannung eines 3RH1122-1BB40 beim Abschalten am Digitalausgang 0.6 einer CPU1214C (6ES7214-1AG40-0XB0). Die Induktionsspannung erreicht für 9ms -20V, also ungefähr (L+ minus 48V).

Anschliessend kann man die Bewegung des Ankers in die Ruheposition erkennen (30ms). Diese Bewegung dauert umso länger, je langsamer die Spule entmagnetisiert wird, (Freilaufdiode) womit auch die Lichtbogendauer verlängert wird.

Die dazugehörige Clamping-Schaltung wird ungefähr wie im Bild LQyBu.png aussehen, ich zerlege jetzt aber nicht die CPU, um nachzusehen. Evtl. ist diese Schaltung schon in den Ausgangs-MOSFET integriert.

p.s.: Äpfel und Birnen .... wo ?
 

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dies ist der Verlauf der Spulenspannung eines 3RH1122-1BB40 beim Abschalten am Digitalausgang 0.6 einer CPU1214C (6ES7214-1AG40-0XB0). Die Induktionsspannung erreicht für 9ms -20V, also ungefähr (L+ minus 48V).

Anschliessend kann man die Bewegung des Ankers in die Ruheposition erkennen (30ms). Diese Bewegung dauert umso länger, je langsamer die Spule entmagnetisiert wird, (Freilaufdiode) womit auch die Lichtbogendauer verlängert wird.

Die dazugehörige Clamping-Schaltung wird ungefähr wie im Bild LQyBu.png aussehen, ich zerlege jetzt aber nicht die CPU, um nachzusehen. Evtl. ist diese Schaltung schon in den Ausgangs-MOSFET integriert.

p.s.: Äpfel und Birnen .... wo ?
Moin Gleichstromer,
Dank Dir für diesen Beitrag! Clamping ist also auch nicht mehr das, was es einmal war. ;)
Und das ist auch gut so, eben weil man die AbschaltVerzögerung vermeiden oder zumindest gering halten möchte.
Äpfel mit Birnen?
Äpfel = StromKreis durch die RelaisSpule und ...
Birnen = Stromkreis durch die RelaisKontakte (mit einer anderen Induktivität, unabhägig von der der RelaisSpule) ...
desselben Relais.
Die FreilaufDiode oder der VDR/Varistor oder das RC-Glied oder die "EntstörSchaltung" (z.B. Z-Diode in Reihe mit antiserieller Diode) in der AusgangsBaugruppe parallel zur Spule entscheidet darüber, wie der StromVerlauf in der Spule und der SpannungsVerlauf an der Spule beim Abschalten aussieht.
Je "ungehinderter" der Strom nach dem Abschalten weiterfliessen kann, desto kleiner ist der SpannungsSprung an der Spule und desto länger die AbschaltVerzögerung.
Und wo sehen wir den Lichtbogen? In diesem StromKreis gar nicht. Er tritt am Kontakt auf, sobald der Kontakt geöffnet wird und der wird mit mehr oder weinger Verzögerung geöffnet, wobei aber die Verzögerung selbst keinen Einfluss auf die Ausprägung des Lichtbogens hat, nur auf ihren Zeitpunkt. Der Einfluss wäre allein auf dem Wege, dass der ÖffnungsVorgang des Kontaktes, je nach Beschaltung der Spule, unterschiedlich schnell bzw. "zögerlich" passieren kann.
 
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so jetzt beruhigt ihr euch alle miteinander!

Ich denke, dass es klar geworden ist, dass verschiedene Beschaltungen verschiedene Abschaltzeiten zur Folge haben.

Das Thema Lichtbogen lassen wir jetzt mal außen vor.

Ende und Aus! o_O:devilish:
 
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