Gase dosieren, wie ?

[Jens_Ohm]

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Hallo Leute,
ich hab da ein Problem. Ich leite eine definierte Menge eines Gases über einen Masse/Volumen Regler in eine Kammer. Der M/V Regler funktioniert folgendermaßen. Ich gebe ein Signal 4-20 mA vor und der Regler lässt zwischen 0 und 2 Liter Gas pro Minute durch (die einzuleitende Mange ist z.B. 2,9 Liter). Bis Dato habe ich das so gelöst, das ich dem M/V-Regler ein 100% Signal (Wertebereich 0-32767) gegeben habe und die Zeit berechnet habe nach der der Gas-Sollwert erreicht ist. Klappt wunderbar. Soweit so gut. Voraussetzung für die Durchlassmenge des M/V Reglers ist ein Druck zwischen 1 und 8 Bar.
Bei einem Kunden kommt es ab und zu zu Druckschwankungen die ich in der SPS mit einer Fehlermeldung quittiere. Nun wünsch der Kunde, dass ich je nach Druckschwankung die Gas-Einleitzeit entsprechend erhöhe. Der M/V-Regler gibt mir ein Signal 4-20 mA zurück.
Hat jemand Erfahrung mit so etwas. Wie setzte ich da an. Wie oft muß das Signal ausgewertet werden ?
Wie kann so ein Algorithmus aussehen ?

Gruss Jens

 

[PeterEF]

Hallo,

mit Masse/Volumen Regler ist wahrscheinlich ein Mass Flow Controler (MFC) gemeint? (Ich bin ein wenig irritiert, dass das schweineteure Gerät quasi als Ventil verwendet wird: ganz zu oder ganz auf, aber naja...).

Wenn es nur darum ein geht, ein bestimmtes Volumen zu dosieren, mußt Du den Istwert des Durchflusses einlesen und aufsummieren, also im Prinzip wie Du es jetzt auch machst, nur mit variablem Durchfluß.

Das Aufsummieren passiert am besten in einem Zeit OB (bei S7 z.B. OB30-38 ). Die einzustellende Zeit hängt von der geforderten Genauigkeit ab und von der Einstell- und Meßzeit des eingebauten MFC, einfach mal mit z.B. 100ms starten.

Das bereits dosierte Volumen ergibt sich dann aus:

V = Istwert Durchfluss * 100 ms (Einheiten beachten!), wenn V >= Soll ist das Ziel erreicht. Falls die Dosierung zu grob ist, kannst Du ja bei Erreichen von z.B. 0.9 * Soll den Sollwert für den MFC verringern, dann geht weniger pro Zeiteinheit rein und die Genauigkeit wird größer.

Viel Spaß!

 

[Werner54]

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Dosieren unterbrechen

Hallo Jens,

wenn der MFC bei Niederdruck nicht ordentlich funktioniert und dieser Niederdruck auch noch mit Störsignal angezeigt wird, sollte es möglich sein, für die Dauer der Störung den Gasfluß total zu unterbrechen und nach Quittierung den Rest weiter zu dosieren.

 

[Jens_Ohm]

vielleicht gehts so

Erstmal vielen Dank für die Antworten.

Hallo,

mit Masse/Volumen Regler ist wahrscheinlich ein Mass Flow Controler (MFC) gemeint? (Ich bin ein wenig irritiert, dass das schweineteure Gerät quasi als Ventil verwendet wird: ganz zu oder ganz auf, aber naja...).

Na ja das höre ich auch nicht zum ersten Mal ;-)
Ich habe den MFC ersteinmal nur halb geöffnet, so dass er 1 Liter/Minute durchlässt. Der Vorgabewert für den MFC ist dann 16383. Bei sekündlicher Abtastung muß dann folglich nach einem Liter Gas ein IstWert im Bereich von 1 Liter Gas = 60 * 16383 = 982980 herauskommen. Das bedeutet das 0,01 Litern ein Wert von 9830 zuzuordnen ist. Damit habe ich meine Auflösung. Bei unseren mechanischen Dosiergeräten kommt es bei 1 Liter Gas-Dosierung zu einer Abweichung von bis zu 10% . Wenn ich nun sekündlich einen Wert von max. 16383 (analoger Rückgabewert vom MFC) aufaddiere und diesen mit dem Soll vergleiche, so müßte die max. Abweichung bei 0,01 Litern liegen. Theoretisch funktioniert das gut, auch bei simulierten Druckschwankungen.
Leider steht mir erst in der nächsten Woche ein passendes Messgerät zur Verfügung.
Sind meine Gedankengänge korrekt?
Allerdings verwende ich den MFC dann immer noch wie ein Ventil. Aufmachen, Soll/Ist-Wert vergleichen, bei Erreichen bzw. Überschreiten dicht machen. Für eine wirklich variable Sollwertvorgabe inkl. Überprüfung fehlt mir immer noch eine Idee für die Vorgehensweise. Allerdings sehe ich auch nicht die Notwendigkeit dafür.
Das Ganze läuft auf einer B&R System 2003 CP 474. Programmiert mit dem alten DOS PG 2000 in PL2000 (heute Automation Basic) C ähnlich.


Vielen Dank Jens

 

[PeterEF]

Erstmal vielen Dank für die Antworten.



Na ja das höre ich auch nicht zum ersten Mal ;-)

Dann bin ich beruhigt

Ich habe den MFC ersteinmal nur halb geöffnet,......

Sind meine Gedankengänge korrekt?

Ich denke ja.

Allerdings verwende ich den MFC dann immer noch wie ein Ventil. Aufmachen, Soll/Ist-Wert vergleichen, bei Erreichen bzw. Überschreiten dicht machen. Für eine wirklich variable Sollwertvorgabe inkl. Überprüfung fehlt mir immer noch eine Idee für die Vorgehensweise. Allerdings sehe ich auch nicht die Notwendigkeit dafür.

ich habe dafür mal einen P-Regler vorgeschaltet:

Stellwert = (Sollwert - Istwert) * Proportionalwert

Sollwert: einzufüllende Menge
Istwert: bereits gefüllte Menge
Stellwert: Durchflußwert als Sollwert für den MFC

Der Maximalwert der Stellgröße sollte bei 100% liegen, der Minimalwert dort, wo es gerade noch nicht strömt (falls es eine Totzone gibt oder der MFC nicht mehr richtig kalibriert ist).

Der Effekt: mit geringer werdender Regelabweichung wird der Durchfluß geringer und die Menge läßt sich genauer dosieren, außerdem werden Störgrößen (hier Druckschwankungen) ausgeglichen.

Eine bleibende Regelabweichung tritt nicht auf - die Strecke hat ja wunderbares I-Verhalten.

 

[Jens_Ohm]

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Danke

Vielen Dank Peter,
das ist die Richtung die ich gesucht habe. Manchmal sieht man den Wald vor lauter Bäumen nicht.

Jens