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Thema: Sehr träge Temperaturregelung

  1. #1
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    Hallo Leute,

    ich hoffe mal wieder auf einen Rat von euch.

    Die Temperatur eines Beckens mit ca. 1500m³ wasserähnlicher Flüssigkeit soll auf einer konstanten Temperatur gehalten werden (dT=0,1°C oder besser). Aufgeheitzt wird das Medium durch eine Warmwasser-Heizschleife direkt im Becken. Stellglied ist eine Umwälzpumpe (Ein/Aus). Die Temperatur messe ich mit sehr hoher Genauigkeit von 15bit im Messbereich von 0..60°C. Der Aufheizvorgang von 10°C auf 44°C läuft im Moment und dauert ca. 3 Wochen! Danach soll die Temperatur für immer und ewig gehalten werden. Nun hatte ich an einen PID-Regler (CONT_C) mit nachgeschaltetem PWM-Glied (selfmade) gedacht. Im Prinzip sollte das machbar sein, allerdings quälen mich folgende Probleme:

    1. Welche Nachstellzeit wird notwendig sein? Es übertrifft mein Vorstellungsvermögen. Diesbezügliche Beobachtungen werden sehr zeitaufwändig sein.

    2. Arbeitet der CONT_C überhaupt mit solch hohen Zeiten oder kann es zu Problemen bei der Berechnung kommen?

    3. Welche Abtastzeit wähle ich?

    4. Oder sollte ich es besser verwerfen und einen Zweipunktregler einsetzen? Mit einem Zweipunktregler wäre es natürlich sehr viel einfacher zu realisieren. Ich wollte jedoch die Hysterese eines Zweipunktreglers vermeiden. Vielleicht falscher Ehrgeiz?

    Was meint ihr dazu?


    Gruß, Onkel
    Es gibt viel mehr Leute, die freiwillig aufgeben, als solche, die echt scheitern.
    Henry Ford
    Zitieren Zitieren Sehr träge Temperaturregelung  

  2. #2
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    hallo
    also bei einer temperaturerhöhung von 34°C (10°->44°) in ca. 3 Wochen macht das pro Stunde einen Temperaturanstieg von noch nicht einmal 0.07°C.
    (Anstiegsverlangsamung nicht berücksichtigt)
    Das geht doch ohne PID-Regler.
    Wie genau ist deine Messung? 0.1° oder 0.01°
    wie groß ist der Meßfehler?
    Gruß
    crash

    Ich bin nicht bekloppt,
    ich bin verhaltensoriginell!

  3. #3
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    Ich glaube auch bald, daß man sich da mit einem PID-Regler selbst abschießt.
    Der Regelt dann im 2 Tagesrythmus um 0,1 Grad, solche Zeitkonstanten
    kann doch keiner bestimmen. Ich denke auch, ein Zweipunktregler tuts.
    Natürlich kann man es nebenbei versuchen, also Temperatur und Ausgang mitloggen um eine Kurve aufzunehmen, wie sich das Wasser beim Abkühlen und Erwärmen um die gewünschte Solltemperatur herum genau verhält.
    Gruß
    Ralle

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  4. #4
    Avatar von Onkel Dagobert
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    Hallo crash,

    bei 15bit und einem Messbereich von 0..60°C beträgt die Auflösung rund 0,0022°C. Zudem habe ich den Messwert sehr stark gedämpft (Zeitkonstante 10 Minuten), kann ja nicht schaden, bei einem solchen trägen System. Den Messwert direkt am Eingang habe ich noch garnicht beobachtet. Messfehler bedingt durch Toleranzen etc. sind mir erst einmal egal (und werden es vermutlich auch bleiben ). An der Stelle wo gemessen wird, misst mit Sicherheit auch niemand nach. Es kommt auch garnicht so sehr auf den Absolutwert an, sondern mehr auf einen möglichst konstanten Wert.

    Die Bedingungen für eine Zweipunktregelung sind eigentlich sehr gut. Meinst du das?


    Gruß, Onkel
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    Henry Ford

  5. #5
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    Zweipunktregelung ist völlig ausreichend bei der Trägheit und bei 15 Bit-Auflösung des AI.
    Gruß
    crash

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  6. #6
    Avatar von Onkel Dagobert
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    Hallo Ralle,

    Zitat Zitat von Ralle Beitrag anzeigen
    Ich glaube auch bald, daß man sich da mit einem PID-Regler selbst abschießt.
    Das bestärkt meine Bedenken. Denke, ich werde wohl wieder Abrüsten. Bei den sehr guten Bedingungen die ich habe kann ich die Hysterese vielleicht sehr klein halten (<<0,1°C). Wahrscheinlich wird es so werden.

    Danke euch erst mal.


    Gruß, Onkel
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  7. #7
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    Also bei solchen Verzugzeiten denke ich ist der 2-Punkt regler keine gute Lösung. Man speisst 2 Tage lang Energie ein um die gewünschte Solltemperatur zu erreichen, schaltet dann ab.
    Was Passiert dann mit der Energie die noch im System Steck? Wie reagiert mann auf die Störgrössen?
    Also ich Schätze das ein reiner PI-Regler dann doch eher geeignet wäre.

  8. #8
    Avatar von Onkel Dagobert
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    Hallo Antonio,

    wieso zwei Tage? Man schaltet zwischen Schwellwerten. Gut, das könnte u.U. zwei Tage dauern.

    Zitat Zitat von Antonio Beitrag anzeigen
    ..Was Passiert dann mit der Energie die noch im System Steck?
    Nun, ich denke, diese Energie ist für die Zeitkonstante verantwortlich, die das ganze etwas erschwert.

    Zitat Zitat von Antonio Beitrag anzeigen
    ..Wie reagiert mann auf die Störgrössen?..
    Störgrößen sind bekannt. Zum einen ist es die Wärmeabgabe an die Umwelt, dann die unregelmäßige Zugabe und Entnahme des Mediums und die Umwälzung des Inhalts durch Rührwerke. Alle Störgrößen werden nicht erfasst und müssen vom Regler ausgeregelt werden, egal ob Zweipunkt- oder PI-Regler.

    Zitat Zitat von Antonio Beitrag anzeigen
    ..Also ich Schätze das ein reiner PI-Regler dann doch eher geeignet wäre.
    Ja, das war auch mein erster Gedanke, und das ist sicherlich auch die deluxe-Lösung. Ich hatte es auch schon im Programm umgesetzt. Jedoch wird eine Regleroptimierung sehr schwierig und vor allem sehr zeitaufwendig werden. Ich würde es liebend gerne versuchen, jedoch sind unsere Recourcen dank Fucking-WinCC-Flexible längst verbraucht. Fernwartung ist vorgesehen, muss jedoch noch umgesetzt werden.

    An dieser Stelle wieder mal ein besonderer Dank an Siemens!


    Gruß, Onkel
    Geändert von Onkel Dagobert (07.12.2006 um 09:37 Uhr)
    Es gibt viel mehr Leute, die freiwillig aufgeben, als solche, die echt scheitern.
    Henry Ford

  9. #9
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    Hallöchen

    Mal auf was ganz anderes zeig

    wieviel temperaturmessungen hast du denn in deinen system

    ich kann mir nicht vorstellen das die temperatur in einen 1500 m³ becken gleich ist. Da wird es sicher Temperatur unterschiede geben und dann ist die frage wo soll eine genauigkeit von 0,1 ° erzeugt werden.

    Es wird doch erfahrungswerde geben wielange es dueert das die masse um 0,1 ° grad absinkt bzw wie lange es dauert sie zu erhitzen.

    Ich würde die temperatur differenz nehmen die soll-ist und die berechnete energiemenge ins system einspeisen und warten was passiert steigt die energie auf errechneten wert steigt sie nicht noch mal 10 % mehr reinpulvern usw usw

  10. #10
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    Zitat Zitat von kpeter Beitrag anzeigen
    Es wird doch erfahrungswerde geben wielange es dueert das die masse um 0,1 ° grad absinkt bzw wie lange es dauert sie zu erhitzen.
    Nette Idee, funktioniert aber nur, wenn die Störgrößen immer gleich sind.
    Z.B. die Außentemperatur wird doch einen entscheidenden Einfluss haben...

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