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Thema: Erfahrung mit 2 Regelung in Reihe? Druckregelung + Volumenstromregelung

  1. #1
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    Hallo Zusammen,

    ich habe folgendes Szenario beim Kunden:

    In einer Leitung befindet sich ein druckgeregelte Pumpe und ein volumengeregeltes Regelventil. Das ganze gleich 3 mal für 3 Linien die dann miteinander vermischt werden.
    Eingesetzt wird der SFC41 Regler von den S7-Standardbausteinen.

    Meine Sorge ist, ob sich so eine Regelstrecke überhaupt gut einstellen lassen kann, da ja Druck und Volumenstrom voneinander abhängig sind.
    (Volumenstrom steigt, Regelventil fährt zu -> Druck steigt, Pumpe läuft langsamer und umgekehrt)

    Vielleicht hat ja einer von euch schon positive Erfahrung mit so einer Regelstrecke gemacht und kann mir seine Vorgehensweise schildern.

    Leider habe ich für die Einstellung der Regler mit realen Bedingungen einen Batch von ca. 8h. Danach wird ein neuer Ansatz in unbestimmter Zeit erfolgen. Da sich das Projekt in Nigeria befindet, wäre es beim 1. mal am besten.

    Die Druckregelung wird benötigt, weil die Pumpe aus einem 30m hohen Tank saugen und natürlich die Förderleistung der Pumpe sehr stark schwankt. Es soll dabei helfen, das die Regelventile einen genauere Volumenstrom einstellen können.

    Falls jemand positive oder negative Erfahrungen gemacht hat, oder jemand mir eine Hilfe geben kann, wäre ich dankbar.

    Viele Grüße
    Zitieren Zitieren Erfahrung mit 2 Regelung in Reihe? Druckregelung + Volumenstromregelung  

  2. #2
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    Hallo Dragonfire,
    eines verstehe ich nicht, warum läuft die Pumpe bei steigenden Druck langsamer? Normalerweise funktioniert die Regelung der Pumpe mit dem Ventil und einen Druckaufnehmer nach dem Ventil schon in Abhängigkeit von der Menge. Bei einer Regelpumpe geht diese bei erreichen vom Druck in der Menge zurück bzw in Nullhub. (Radial-Axialkolbenpumpe) Bei steigenden Solldruck wird die Menge begrenzt und umgekehrt.



    [quote=Dragonfire;129448]Hallo Zusammen,


    Meine Sorge ist, ob sich so eine Regelstrecke überhaupt gut einstellen lassen kann, da ja Druck und Volumenstrom voneinander abhängig sind.
    (Volumenstrom steigt, Regelventil fährt zu -> Druck steigt, Pumpe läuft langsamer und umgekehrt)

  3. #3
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    Nach meiner Meinung hätte das Ganze nur dann eine Chance zu funktionieren, wenn die Förderpumpe im Umlauf arbeitet und das Regel-Ventil niemals die volle Förderleistung der Pumpe abnehmen kann.
    Allerdings, wenn du mit mehreren Ventilen in einen neuen Kreis einspeist, dann bestimmt der in dem Kreis schon vorhandene Druck, wieviel du durchsteuern kannst.
    Ich hatte so einen Fall mal bei einem Kunden, der 2 Flüssigkeiten auf die Weise vermischen wollte. Das Mischungs-Verhältnis wurde dabei auch durch den Gegendruck der 2. Komponente und nicht nur durch die Öffnung des Misch-Ventils bestimmt. Wenn es dir da auf ein bestimmtest Mischungs-Verhältnis ankommt hat das wenig mit Regeln, sondern mehr mit Steuern zu tun ...

    Falls ich mit meiner Auffassung der Aufgabe total daneben liegen sollte, dann wäre vielleicht eine Skizze des Systems auch nicht schlecht für Weiteres ...

    Gruß
    LL

  4. #4
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    Zitat Zitat von Dragonfire Beitrag anzeigen
    Die Druckregelung wird benötigt, weil die Pumpe aus einem 30m hohen Tank saugen und natürlich die Förderleistung der Pumpe sehr stark schwankt. Es soll dabei helfen, das die Regelventile einen genauere Volumenstrom einstellen können.
    Viele Grüße
    Gleich vorweg, Erfahrung mit einem solchen Aufbau habe ich nicht, das hält mich aber nicht von einem Lösungsvorschlag ab.

    Die Volumenstromregelung muss rel. schnell eingestellt werden, so schnell wie es geht ohne zu schwingen. Die Druckregelung sollte dagegen eher träge sein. Da es nach Deiner Beschreibung sowieso nur auf die Fördermenge ankommt, sollte das kein Problem sein.

    Bei der Inbetriebnahme stellst Du erst den Volumenstromregler ein, die Pumpe läßt du dazu mit einem festen Drehzahlsollwert drehen. Erst wenn diese Regelung sauber funktioniert, stellst Du die Druckregelung ein. Bei einer Regelabweichung von 5 bis 10% sollte diese dann nicht mehr allzuviel tun.

    Für beide Regelungen sinnvolle Sollwerte einzustellen ist dann der nächste und meiner Meinung nach schwierigste Schritt. Da könnte ein Blick in die Kennlinie oder Rücksprache mit dem Pumpenhersteller weiterhelfen.

    Bis dann
    Slartibartfass

  5. #5
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    Hallo Dragonfire,

    Zitat Zitat von Dragonfire Beitrag anzeigen
    ..Meine Sorge ist, ob sich so eine Regelstrecke überhaupt gut einstellen lassen kann, da ja Druck und Volumenstrom voneinander abhängig sind.
    (Volumenstrom steigt, Regelventil fährt zu -> Druck steigt, Pumpe läuft langsamer und umgekehrt)...
    Wenn sich die Druckregelung schneller regeln lässt als die Volumenstromregelung, sollte es kein Problem sein. Im Normalfall sollte man davon ausgehen können.

    Zitat Zitat von Dragonfire Beitrag anzeigen
    ..Die Druckregelung wird benötigt, weil die Pumpe aus einem 30m hohen Tank saugen..
    Zum besseren Verständnis: Wo befinden sich die Pumpe und wo das Ventil, "oben" oder "unten"? Bei 30m Wasser(?)säule hast du einen Vor(?)druck von ca. 3bar. Der Betriebsdruck muss in jedem Fall höher liegen, ist wohl klar.

    Vorsehen würde ich in jedem Fall eine Sollwertführung entlang einer Rampe oder besser nach einer e-Funktion. Besonders beim Anfahren der Anlage könnte das sehr von Vorteil sein.


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

  6. #6
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    Die entscheidende Frage ist doch von Drachenfeuer noch nicht richtig beschrieben. Wie sieht es zwischen Pumpe und Regelventil aus?

    Ist dort ein Überdruckventil, eine Art Windkessel oder nur ein starres Stück Rohr.

    Zusätzlich ist LLs Frage relevant, ob es dahinter zum Rückstau kommen kann.

    Dann sehen wir weiter.

  7. #7
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    Zitat Zitat von Slartibartfass Beitrag anzeigen
    ..Die Volumenstromregelung muss rel. schnell eingestellt werden, so schnell wie es geht ohne zu schwingen. Die Druckregelung sollte dagegen eher träge sein..
    Oh, das ist ein krasser Widerspruch zu meiner Meinung. Wird das System dann nicht zwangsläufig schwingen? Nach meinem Verständnis wird dann keiner der beiden Regler stabil arbeiten.


    Gruß, Onkel


    Nachtrag:
    Der Druck wird doch direkt hinter der Pumpe, bzw. zwischen Pumpe und Regelventil gemessen???
    Eine Skizze wäre wirklich nicht schlecht.
    Geändert von Onkel Dagobert (07.04.2008 um 19:29 Uhr)
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    Henry Ford

  8. #8
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    Hallo Zusammen,

    danke für eure schnellen Antworten.

    @Ludewig
    Die entscheidende Frage ist doch von Drachenfeuer noch nicht richtig beschrieben. Wie sieht es zwischen Pumpe und Regelventil aus?

    Ist dort ein Überdruckventil, eine Art Windkessel oder nur ein starres Stück Rohr.

    Zusätzlich ist LLs Frage relevant, ob es dahinter zum Rückstau kommen kann.


    Zwischen Pumpe und Regelventil ist leider nur ein starres Rohr. Ein erhöhter Druck am Ausgang kann natürlich vorkommen. Ich werde Morgen ein Fließbild anhängen und wir können über wahrscheinliche verfahrenstechnische Schwachstellen diskutieren.

    @Onkel Dagobert
    Zum besseren Verständnis: Wo befinden sich die Pumpe und wo das Ventil, "oben" oder "unten"? Bei 30m Wasser(?)säule hast du einen Vor(?)druck von ca. 3bar. Der Betriebsdruck muss in jedem Fall höher liegen, ist wohl klar.

    Vorsehen würde ich in jedem Fall eine Sollwertführung entlang einer Rampe oder besser nach einer e-Funktion. Besonders beim Anfahren der Anlage könnte das sehr von Vorteil sein.


    Die Pumpe ist unten auf ähnlicher höhe wie das Regelventil das dahinter sitzt. Der Betriebsdruck ist wie du schon erkannt hast irgendwo zwischen 4-5 bar. Zusätzlich erschwert noch, das die ganze Schoße in einen anderen Tank von unten befüllt wird -> Gegendruck steigt mit Befüllung des Tankes. Zur Zeit ist noch nicht eingeplant, das die Füllhöhe der beiden Tanks der Regelung bekannt sind.

    @Slartibartfass
    Die Volumenstromregelung muss rel. schnell eingestellt werden, so schnell wie es geht ohne zu schwingen. Die Druckregelung sollte dagegen eher träge sein. Da es nach Deiner Beschreibung sowieso nur auf die Fördermenge ankommt, sollte das kein Problem sein.

    Dieser Vorschlag kam auch vom Kunden. Ich stelle es mir nur unheimlich schwierig vor über den ganzen Prozess funktionierende Reglerparameter zu finden.
    Ansonsten ist dein Vorschlag zur Zeit auch die wahrscheinlichste da der Volumenstrom für den Kunden sehr wichtig ist. Mein Wunsch wäre es die Pumpen zu steuern (am besten abhängig von Füllhöhe des Tanks) und das Regelventil alleine für den Volumenstrom als Regelung zu nutzen.

    @Larry Laffer
    Nach meiner Meinung hätte das Ganze nur dann eine Chance zu funktionieren, wenn die Förderpumpe im Umlauf arbeitet und das Regel-Ventil niemals die volle Förderleistung der Pumpe abnehmen kann.

    Ist leider nicht so. Morgen kann ich ein Fließschema anhängen.

    Nochmal Danke für eure Hilfe.

    p.s. wie fügt man ein Zitat ein... schäm

  9. #9
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    Zitat Zitat von Onkel Dagobert Beitrag anzeigen
    Oh, das ist ein krasser Widerspruch zu meiner Meinung. Wird das System dann nicht zwangsläufig schwingen? Nach meinem Verständnis wird dann keiner der beiden Regler stabil arbeiten.


    Gruß, Onkel


    Nachtrag:
    Der Druck wird doch direkt hinter der Pumpe, bzw. zwischen Pumpe und Regelventil gemessen???
    Eine Skizze wäre wirklich nicht schlecht.
    Hallo Onkel,

    genau da wird er gemessen. Und genau das mit dem Schwingen macht mir die Kopfschmerzen.

  10. #10
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    Ich kenn das ganze von Extruderanlagen

    Da hält der Extruder über Drehzahlregelung einen vorgegeben Drucksollwert

    Danach sitzt entweder ein Regelventil, eine Schmelzepumpe oder ein Bolzenregelsystem ....

    Das ganze muss so sein da der Extruder einen bestimmten Vordruck halten soll um zwecks Reibungswärme und Viskosität. Das nachgeschaltete Regelelement regelt den Ausstoß der Anlage..


    Habe mal so eine Anlage modernisiert ... ließ sich relativ gut einregeln ...

    FB58 verwendet zwecks Schreiberfunktion

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