Kaskadensteuerung Heizstäbe

shrimps

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Hallo Profis,
ich habe mir eine kleine Steuerung meines Heizstabes (3*2KW) via PID und PWM unter Twincat2 gebastelt.
Ich steuere die 6KW via eines Siemens 3RF2410-1AC45 und das läuft bisher ganz gut.
Momentan habe ich eine Taktung von 10..60s Puls/Pause.

Nun möchte ich die 3 Stäbe mittels 3 einzenen SSR ansteuern
(Nebenfrage: Wo ist der Unterschied zwischen einem 3RF2320-1AA02 und einem 3RF2120-1AA02 , beides Halbleiter ??)

Nun folgende Idee:
Ich nutze den PID für die Vorgabe und schalte / Takte dann stufenweise.
Beispielcode (DLE = Heizstab)
Code:
case pid of
0..4: nada
05..19: DLE1 anteilig pulsen
20..39: DLE1 immer an
...........DLE2 anteilig pulsen
40..90: DLE1, DLE2 immer an
...........DLE3 anteilig pulsen
90..100 ALLE AN
case_end
Habt ihr eine bessere Lösung ?
Ich vermute das der PID hier immer gestört wird weil ich ihm ja unterschiedliche Leistungen unterjuble ?!

LG
Shrimps
 
Ich vermute das der PID hier immer gestört wird weil ich ihm ja unterschiedliche Leistungen unterjuble ?!

Naja ... gestört sehr wahrscheinlich nicht ... aber ob er da noch sinnvoll regelt ...?
Ich habe aber deinen Ansatz noch nicht so richtig verstanden - willst du entsprechend des Wärmebedarfs die Heizstäbe mit ins Boot holen ? Das wäre dann doch eher ein (ggf. modifizierter) 2-Punkt-Regler.

Gruß
Larry
 
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Mit dem PID würde ich die erforderliche Heizleistung regeln - sprich 0...300%
An den Ausgang des PID dann kaskadiert drei PWM-Umformer, die dann also splittten und jeweils von 0...100; 101...200 und 201...300 die Stufen ansteuern. Also als Sequenz quasi.
 
Hallo Larry,

hallo wißnix,
Besten Dank für die Ideen.
@Larry: Sorry, ja klar, ich möchte die gesamte Heizlast verteilen.

@weißnix: Die Idee schaut gut aus, ich war auch schon mit 300% am Nachdenken bin aber da hängengeblieben :confused:

Demnach ist meine Idee mit den Cases brauchbar nur das ich ja 0-300% habe...

LG
Shrimps
 
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Hallo Shrimps,

.. Ich steuere die 6KW via eines Siemens 3RF2410-1AC45 und das läuft bisher ganz gut..
Gut!

.. Momentan habe ich eine Taktung von 10..60s Puls/Pause...
Das ginge auch wesentlich schneller. quasi analog.

.. Nun möchte ich die 3 Stäbe mittels 3 einzenen SSR ansteuern...
Aus regelungstechnischer Sicht sehe ich keinen Grund dafür. Mit einem vernünftigen PWM-Signal dosierst du doch schon die Leistung von nahezu 0% bis 100%.


Gruß, Onkel
 
Zuletzt bearbeitet:
Hallo Onkel,
Gib mir bitte einen Tipp in welchem Puls/ Pause Verhältnis ich den Stab takten darf. In anderen Foren hatten die davon abgeraten wegen Störungen im Netz ?!
LG Shrimps


Gesendet von meinem ONEPLUS A3003 mit Tapatalk
 
Ich hatte mal bei einer Temperaturregelung mit PWM-Signal eine Mindestpulslänge von 20ms eingestellt. Ich kann heute aber nicht mehr sagen, was für ein Halbleiterschütz beim Kunden eingebaut war. Ich war damals auch davon aus gegangen dass das Schütz etwas Eigenintelligenz besitzt. Die Regelung lief damit sehr stabil. Dein 3RF2410-1AC45 schaltet im Nulldurchgang. Netzstörungen enstehen dadurch überhaupt keine. Was man allerdings möglichst vermeiden sollte, ist Phasenanschnitt, oder so etwas, was die Sinusform des Stromes verändert. Dann enstehen Oberschwingungen und Blindleistung.

Ach so, den Tipp hatte ich vergessen. Versuche es einfach mal mit einer Mindespulslänge von 100ms und einer Periodendauer von 10s (ohne Gewähr). Was möglich ist, muss man einfach mal ein bisschen probieren. Das ist ja alles auch abhängig vom Aufbau der Regelstrecke, Wärmekapazität usw.
 
Zuletzt bearbeitet:
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Hat perfekt eingeschlagen :)
Dagobert, alles Richtig !, Danke...
Ich habe meinem Proggi mal beherzt 50ms/500ms gegeben und es fluppt sahnemäßig.
Das wäre demnach geschafft.

Nun die abhängige Frage der Installation:
Momentan steuere ich das SSR direkt aus meiner KL2408 an.
Lt. Datenblatt zieht das SSR nicht soviel, somit sollte es langfristig gehen...

ABER
Ich habe gelesen, das das SSR, wenn es mal hops geht, durchschlagen kann !
Dann würde ggf. meine Baugruppe bis zur SPS ebenfalls durchbrennen...
Ein Relais, wie ich wes vorher mit nem Schütz hatte, kommt ja wegen der Taktrate und Sound nicht mehr in Betracht.
Was kann man hier noch zum Schutz dazwischenschalten ?
Geht hier ggf. ein kleines SSR (24V/2A) , die netten schmalen Dinger von F*nder ?
Oder schlagen die dann auch noch durch...

Dann die nächste Frage:
Kann man anstelle des 3-phasigen 3rf2410-1ac45 auch 3 Stück 3RF2310-1AA02 1-phasige nehmen und die parallel ansteuern ?
Preislich ist es ggf. fast das gleiche, aber wenn einer hops geht habe ich immer noch eine Reihenschaltung zum pulsen...

Eure Meinung ?

Shrimps

BTW: Ich plane ein kleines Gehäuse für beide Teile (ggf. ein paar klemmen daneben und viel Luft drin !
Ich mache dort sicherheitshalber oben und unten Lüftungsschlitze reien, weil die ja saumäßig heiß werden !
Muss ich ggf. einen kleinen Venti einplanen oder reicht Zirkulationsluft ?
Umgebung ist ein Heizungskeller, welcher im Sommer max 20 Grad hat...
 
@GLT
Warum 300%? Weil das bei drei Stufen gleich klingelt. Natürlich kann man da jeden beliebigen Wert einsetzen.

@Shrimps
Einen Durchlag auf die ´Steuerspannung hatte ich beim SSR noch nie. Würde auch der Isolationsfestigkeit widersprechen. Im Kurzschlussfall mit zu langsamen Überstromschutz kann aber mal der Leistungszweig durchschlagen. Der bleibt dann leitend, also auf 100%. Aber wenn es Dir dann besser geht, dann nimm doch so ein Finder-Teil noch dazwischen ;)
 
Für doppelte Isolierung kann man auch Optokoppler zwischenschalten. Ich habe allerdings ebenfalls noch nie erlebt, daß ein Defekt eines SSR auf die Steuerseite durchschlägt.

Harald
 
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Hi Elektriker,
da war nur noch die Frage übrig ?

Dann die nächste Frage:
Kann man anstelle des 3-phasigen 3rf2410-1ac45 auch 3 Stück 3RF2310-1AA02 1-phasige nehmen und die parallel ansteuern ?
Preislich ist es ggf. fast das gleiche, aber wenn einer hops geht habe ich immer noch eine Reihenschaltung zum pulsen...

Eure Meinung ?

Shrimps
 
Natürlich kannst Du die parallel ansteuern.

Übrigens habe ich hier Maschinen, bei denen ich die SSR für die Heizungen seit >>5 Jahren nicht auswechseln musste - trotz gelegentlicher Kürzschlüsse in den Anschlussdrähten.
1. Immer Überdimensionieren
2. Immer auf adäquate Kühlung achten
3 Immer schnelle Sicherungen verwenden

Den von Dir angesprochenen Vorteil kann ich nachvollziehen. Deine Panik im Bezug auf SSR nicht. Für Wartungsarbeiten aber unbedingt eine Trennvorrichtung vorsehen: Ein ausgeschaltetes SSR bedeutet keineswegs Spannungsfreiheit.
 
Zuletzt bearbeitet:
Hmm,
auch wenn es nervig erscheint, es gibt auch SSR-Schütze mit 2-phasiger Erkennung und 3 Phasen:
3RF2420-1AB45
Demnach kann ich diesen auch einsetzen, habe halt auf einer Phase keine Erkennung was mir ja eigentlich ohne N Anschluss egal ist oder ?
Die sind noch einen Hauch günstiger...

Shrimps
 
Hallo weißnix,
Danke für den Link, war aufschlussreich.
Da mein Heizstab ein Stern ohne N ist, reichen ja 2 geschaltete Leiter !
Nun denn, auf ins Gefecht...

LG
Shrimps
 
Ich schlage hier mal einen Bogen zum Anfang :
Wenn du einen Stern ohne N hast dann kannst du die Heizungen (und deren Einschaltung) auch gar nicht verteilen ...

Gruß
Larry
 
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@Larry
Ich widerspreche.

1. Ist der Anschluss eines N wohl kein Problem am Sternpunkt.
2. Auch ohne N geht da was: Nimm eine Phase weg und es verbleibt eine Reihenschaltung von 2 Widerständen mit etwas verringerter Leistung, weil statt 230V nur noch 200 V über den Heizungen anstehen (Faktor ~1,3 bei der Einzelleistung).

Habe ich in der Vergangenheit so ähnlich für Ölbadheizungen umgesetzt, um die spezifische Flächenheizleistung runterzubringen. Hat was mit der Neigung zu Ölköhlebildung zu tun. Bei Wasser wäre die Verkalkungsneigung das äquivalent.
 
Zuletzt bearbeitet:
@WeißNix:
Wenn du immer 2 Heizungen an hast dann hast du Recht - was ist aber, wenn nur Eine davon geschaltet ist ...? (Stichwort : Verteilen)

@Shrimps:
Ich hätte da noch so eine Idee :
Könnte man die Heizungen auch im Dreieck betreiben ?
Wenn ja, dann würde es ggf auch schon reichen wenn du 2 Phasen dauerhaft durchschaltest und nur eine steuerst ...

Gruß
Larry
 
Hallo Profis,
ich habe mir eine kleine Steuerung meines Heizstabes (3*2KW) via PID und PWM unter Twincat2 gebastelt.
Ich steuere die 6KW via eines Siemens 3RF2410-1AC45 und das läuft bisher ganz gut.
Momentan habe ich eine Taktung von 10..60s Puls/Pause.

Nun möchte ich die 3 Stäbe mittels 3 einzenen SSR ansteuern
(Nebenfrage: Wo ist der Unterschied zwischen einem 3RF2320-1AA02 und einem 3RF2120-1AA02 , beides Halbleiter ??)

Nun folgende Idee:
Ich nutze den PID für die Vorgabe und schalte / Takte dann stufenweise.
Beispielcode (DLE = Heizstab)
Code:
case pid of
0..4: nada
05..19: DLE1 anteilig pulsen
20..39: DLE1 immer an
...........DLE2 anteilig pulsen
40..90: DLE1, DLE2 immer an
...........DLE3 anteilig pulsen
90..100 ALLE AN
case_end
Habt ihr eine bessere Lösung ?
Ich vermute das der PID hier immer gestört wird weil ich ihm ja unterschiedliche Leistungen unterjuble ?!

LG
Shrimps
Ich würde nur einen Heizstab genauer per PID und PWM aussteuern und die beiden anderen Heizstäbe je nach Überschuß fest zuschalten wenn die Leistung groß genug ist.
 
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