Feintuning FB41

knabi

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Hallo, habe hier einen Haubenofen, bei dem die Steuerung ausgetauscht wurde. Es sind oben Heizwicklungen eingelegt, insgesamt etwa 100kW.

Weiterhin befinden sich zwei Umlüfter sowie alle Temperatursensoren oben an der Decke des Ofens.

Ich steuere die Heizungen über Halbleiterrelais mit aufgesetzen Konvertern 0-10V/Impulsbreite und FB41 an.

In meinem Testaufbau (Halogenscheinwerfer als Heizquelle :cool: ) hat die Regelung auch gut funktioniert, bei den wesentlich trägeren Heizungen im Ofen schwingt der Regler aber deutlich über.
Beispiel: Sollwert 200°C, der Regler schwingt um +/- 40°C über, die Schwingungen werden zwar mit der Zeit kleiner, aber das dauert.

Ich habe mal versucht, ein wenig mit den Einstellungen bei "PID Control parametrieren" zu experimentieren. Den Proportionalbeiwert habe ich von 2 auf 1 heruntergesetzt und mal probehalber den D-Anteil mit eingeschaltet, aber es ist nicht wirklich besser geworden :???: .

Wenn man den Stellwert beobachtet, bleibt der selbst bei Überschreiten des Sollwerts um 3-4°C immer noch bei 100%, um sich dann irgendwann endlich abzusenken.

Wie wären bei so einer trägen Regelstrecke die besten Einstellungen? Der Regler muß nicht schnell arbeiten, da es hier sowieso um Heizvorgänge geht, die 1-2 Tage dauern können. Allerdings muß das Überschwingen deutlich weniger werden, da sonst die aufzuheizenden Teile in Mitleidenschaft gezogen werden...

Gruß

Holger
 
Fb41

Hallo knabi

In deinem speziellen Fall würde ich die Integrationszeit (I-Wert) nach oben schrauben.
Etwa die Zeit welche der Ofen bis zum erreichern seines eingestellten Sollwertes benötigt.

Um ein starkes Überschwingen zu verhindern ist der D- Wert zuständig.
Je höher der D-Wert um so früher (vor erreichen des SW) beginnt der Regler seinen Stellwert zu verringern.

Die Reglerverstärkung (P-Wert) würde ich nicht über 2 stellen. P-Wert arbeitet natürlich übergreifend mit dem I-Wert zusammen.

lg
 
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OK, danke, das werde ich mal morgen ausprobieren - heute komme ich nicht mehr an den Ofen, der läuft jetzt erst mal durch, morgen vormittag muß ich eh zur Kontrolle dran. Noch ein schönes Wochenende!

Gruß

Holger
 
Beste Methode bei so langen Prozezeen ist diesen aufzuzeichen und dann seinen Taschenrechner zu bemühen, dann hast du auf alle Fälle die richtigen Parameter außer dein Prozeß hat eine zu hohe Ordnung. Dann kommst du nicht um eine komplexere Struktur herum.
 
Versuch und Irrtum

Ich habe mal versucht, ein wenig mit den Einstellungen bei "PID Control parametrieren" zu experimentieren. Den Proportionalbeiwert habe ich von 2 auf 1 heruntergesetzt und mal probehalber den D-Anteil mit eingeschaltet,

Hallo,
Einstellverfahren nach der Methode "Versuch und Irrtum" wie hier beschrieben funktionieren oft erstaunlich gut. Allerdings nur , wenn nicht gleichzeitig an mehreren "Stellschrauben" gedreht wird. D-Anteil ist in diesem Fall schon mal ein guter Ansatz, allerdings mit Verstärkung 1:1 (Proportionalbeiwert ~1) in der Wirkung nicht erkennbar. Zum Experimentieren sollte der Proportionalbeiwert mal eine Weile bei ~2 stehen bleiben.
 
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hallöchen

Vergieß denn D-Anteil.
Bei meinen 100 Reglern hab ich ihn glaub ich 2 mal drinnen.

P Anteil mal auf einen Wert einstellen sehen was er macht und I dann mal langsam dazu geben.
 
Hallo Holger,

den D-Anteil würde ich auch vergessen. Einfach mal mit P- und I-Anteil experimentieren, wobei ich mich beim P-Anteil nicht unbedingt auf 1 oder 2 beschränken würde. Der I-Anteil wird wohl irgendwo im Minutenbereich liegen. Nach dem Ändern von Werten, den Regler durch Ändern des Sollwertes anstossen und das Ausregeln beobachten! Da die Einschwingzeit nach deinen Aussagen unkritisch ist, sollte es auch ohne nennenswertes Überschwingen gut machbar sein.

Die Einstellregeln von Ziegler & Nicols würden dir auch weiterhelfen. Hinweise dazu findest du im Forum.


Gruß, Onkel
 
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Ja, ich bin immer noch beim Probieren, wobei ich das maximal 1x pro Tag hinkriege, nämlich morgens beim Ofenstart, die Produktion will das Ding einfach nicht für meine Reglerspielereien zur Verfügung stellen :D .

Ja, also mal im Ernst: Die Zuschaltung des D-Anteils hat keine Punkte gebracht, ích erhalte mit und ohne D-Anteil immer eine schöne Sinuskurve mit fallender Amplitude, das fängt bei +/- 30°C an und endet irgenwann nach etwa 6 Stunden bei +/- 8°C, diese werden dann gnadenlos beibehalten.

Zur Erläuterung: Es gibt in dem Ofen zwei räumlich getrennte Regelzonen, die ich - natürlich mit 2maligem Aufruf des FB41 und zwei getrennten DBs - mit der gleichen Solltemperatur und 2 identischen Heizungen fahre. Den Temperaturverlauf kann ich auf dem zugehörigen TP per Archiv und Kurve nachverfolgen. Interessanterweise gleichen sich die Reglerkurven fast gänzlich, selbst wenn ich den einen Regler mit D-Anteil "getunt" habe und den anderen nicht. Also werde ich mal mehr mit dem I- und dem P-Wert spielen.
Der Aufheizvorgang dauert übrigens etwa 30-40 Minuten bis zur erstmaligen Überschreitung des Sollwerts.Danach bewegen sich die Schwingungen im Bereich von etwa 15 Minuten (einmal über- und unterschwingen).

Dem eingelegten Werkstück (Motorenwelle) ist dieses Schwingen aufgrund seiner Masse (etwa 10-15 Tonnen Stahl) zum Glück relativ egal, zwei Anlegefühler schreiben eine (fast) lineare, ansteigende Kurve, die sich nach etwa 10 Stunden dem Sollwert angenähert hat und dann nur noch mit minimalen Schwingungen von maximal +/-1°C um ihn herumschwingt.

Edit: Mit den Annäherungsverfahren beschäftige ich mich mal gerade, sehr zur Freude meiner Familie :twisted: , habe dabei festgestellt, daß nicht mal Wikipedia einen Artikel zu Ziegler & Nichols hat. Thomas hat ja schon einen Link parat, mal sehen, ich berichte Euch von den Ergebnissen...

Erst mal danke für die Ratschläge!

Gruß

Holger
 
Zuletzt bearbeitet:
hi holger,
du kannst es doch mal mit dem Schwingungsverfahren probieren,
also am anfang reiner p-regler, p-anteil langsam erhöhen bis sich ein schwingen einstellt, und schon kannst du dir die restlichen parameter erechnen.

gruß thomas
 
Ja, ich bin immer noch beim Probieren, wobei ich das maximal 1x pro Tag hinkriege, nämlich morgens beim Ofenstart, die Produktion will das Ding einfach nicht für meine Reglerspielereien zur Verfügung stellen :D .

Dann bist du doch eh gut dran.
Unser Ofen braucht 3 Tage zum hochfahren
und ist min. für 1 Monat in betrieb :twisted:
 
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Bei solchen Prozessen mit mehreren Zonen und langen aufheiz Zeiten würde ich das Steigungsverfahren oder Trapezverfahren vorziehen. Das Wendepunktverfahren macht da keinen Sinn. Ohne D Anteil wird das kaum zu regeln sein.
 
Bei solchen Prozessen mit mehreren Zonen und langen aufheiz Zeiten würde ich das Steigungsverfahren oder Trapezverfahren vorziehen. Das Wendepunktverfahren macht da keinen Sinn. Ohne D Anteil wird das kaum zu regeln sein.

Wie kommst du auf die Idee das ich bei langsamen Reglern einen D-Anteil brauche.
 
Hallo redtshirt,

Die Regelungstechnik schreibt das vor bei Strecken hoher Ordnung und mit mehreren dominierenden Zeitkonstanten
Und wodurch kommt hier eine Regelstrecke höherer Ordnung zustande? Die dominierende Zeitkonstante ergibt sich aus dem Wärmespeicher des zu erhitzenden Teils, denke ich jedenfalls. Ich sehe das eigentlich als eine ganz einfache, unkritische Regelung an. Oder siehst du Probleme, wegen der benachbarten Regelzonen?

Gruß, Onkel
 
Ganz meine meinung Onkel .

Was uns die Regelspezalisten immer alles einreden wollen
5 tage rechnen und dann sind die Einstellwerte erst versuchsweise einzustellen
 
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