Regelung von Wassertank

[freemanoh]

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Hallo,

ich stehe momentan vor dem Problem, das ich eine Regelung für den zufluss eines Wassertanks realisieren muss.
Ein bestimmtes Niveau soll bei hoher Dynamik gehalten werden.

Der Wassertank ist vorhanden und als Regler habe ich den FB41 (S7 300) beschalten.
Da ich keine Sprungantwort habe hänge ich jetzt an der Stelle die Regelparameter zu bestimmen.

Mit einem reinen P-Regler kann ich wegen der bleibenden Regelabweichung und der zu großen Trägheit nicht leben.
Nur wie bestimme/ermittle ich die richtige Tn/Ti ohne die Regelung zum überschwingen zu bringen?

Vielen Dank

 

[GLT]

Und wie funktioniert das ganze dann derzeit?

Da Du ja noch in der Inbetriebnahmephase steckst, sollte es doch möglich sein die Sprungantwort aufzuzeichnen.

 

[freemanoh]

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Inbetriebnahmephase ist richtig.

Wie kann ich die Sprungantwort aufzeichnen?

 

[GLT]

WinCC z.B. - wird sicher noch andere Möglichkeiten geben, aber bin leider nicht der Step7-Spezi.

Die von mir eingesetzten SPSen bzw. Inbetiebnahmetools haben einen Trendschreiber integriert für derlei Aufgaben.

 

[Thomas_v2.1]

Wenn du keine Visualisierung hast und die Strecke ausreichend träge ist: Bleistift und ein kariertes Blatt Papier und die Werte aufzeichnen.

Wenn du den Siemens FB41 hast, gibt es bei Step 7 noch ein (zwar etwas sparsames) Inbetriebnahmetool mit einem klitzekleinen Trend.
Zu finden ist das unter
Simatic -> Step 7 -> PID Control parametrieren.

Ich habe schonmal zur Inbetriebnahme im Projekt ein WinCC flexible Panel angelegt, und dort ein paarTrenddiagramme angelegt. Das Projekt habe ich dann auf meinem PG mit Anbindung an die SPS gestartet.

Zu deiner Regelstrecke:
Ich würde es bei einer Regelstrecke ohne Ausgleich mit einem PD-Regler probieren. Durch den dämpfenden D-Anteil kannst du den P-Anteil erhöhen und hast dann eine kleinere bleibende Regelabweichung.
PI(D) geht auch, nur musst du da beachten, dass mit dem integrierenden Anteil im Regler und dem in der Strecke ein instabiles System gebaut werden kann.

Bei der Verwendung von Faustformelverfahren muss man immer genau hinsehen, denn manche Einstellregeln gelten nur für Strecken mit Ausgleich.

 

[PN/DP]

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Empirische Dimensionierung von Regelkreisen

Hallo freemanoh,

vielleicht hilft Dir das hier weiter oder die dort beschriebenen Faustformelverfahren
Empirische Dimensionierung von Regelkreisen

Zum einfachen Erfassen der Regelgrößenverläufe habe ich mir auch schon mal ein WinCCflexible-Projekt
mit Trendkurven gemacht und die Runtime dann auf dem PG gestartet.

Gruß
Harald

 

[Onkel Dagobert]

Hallo freemanoh,

..Ein bestimmtes Niveau soll bei hoher Dynamik gehalten werden...

..Mit einem reinen P-Regler kann ich wegen der bleibenden Regelabweichung und der zu großen Trägheit nicht leben...

..Vielleicht aber doch. Versuche es doch mal mit einem reinen P-Regler, jedoch mit einer hohen Verstärkung. Die Regelabweichung bei hoher Verstärkung wird sehr gering. Das klassische Pedant zu deiner Beschreibung ist ein WC-Spülkasten.


Gruß, Onkel

 

[knarf]

Hallo,
ich bin auch der Meinung, daß Du es erst einmal mit einem reinen P-Regler versuchen solltest. Die bleibende Regelabweichung bei einem P-Regler berechnet sich wie folgt:

Bleibende Regelabweichung = 1 / (1+K vom offenen Kreis)


Das heißt je größer Dein K oder Gain ist umso kleiner ist Deine bleibende Regelabweichung. Zu groß darf der Gain aber auch nicht sein, denn sonst wird die Regelung instabil.

Als Faustformel für den Gain eines reinen P-Reglers bei I-Strecken(Füllstandsregler) lautet:

Gain = 100 / (Maximal erlaubter Level in % - Minimal erlaubter Level in %)




Dieser so erhaltene Wert gilt als Anhaltsgröße und wird bei Füllstandsregelungen in Behältern verwendet, wo es nicht so genau auf die Einhaltung eines Sollwertes darauf ankommt. Der Behälter dient als Puffer.
Diese Art von Füllstandsregelungen nennt man averaging level control.

Reine I-Regler dürfen nicht an I-Strecken verwendet werden, da Strukturinstabilität besteht. I-Regler bringt Phasengang von -90 grad und I-Strecke bringt Phasengang von -90 grad. Das macht zusammen -180 grad im Bode-Diagramm egal wo Deine Schnittfrequenz liegt.

Eine andere Möglichkeit ist, wenn Du eine andere Regelungstruktur nimmst, z.B. eine Dreikomponentenregelung. Hier regelst Du den Zulauf immer auf den gleichen Wert wie den Ablauf und der Füllstand wirkt nur noch korriegernd auf das Zulaufventil. Aus dem Füllstandsregler ist dann ein Durchflußregler geworden. Das setzt aber voraus, daß man die Durchflüsse vom Zulauf und vom Ablauf meßtechnisch erfaßt.

Gruß Frank

 

[freemanoh]

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Erst mal vielen Dank für Eure Antworten!

Ich bin heute leider nicht zum weiteren Testen gekommen.

Morgen gehts weiter .....