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Thema: Regelung hybrider Kühltürme Siemens Standart PID Regler

  1. #1
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    Hallo Zusammen: Hab eine regelungstechnisch nicht ganz so triviale Aufgabe zu lösen. Bin über jeden Beitrag Dankbar!

    Aufgabe ist die Regelung hybrider Kühltürme mittels eines Siemens Standard PID Reglers. Ein hybrider Kühlturm hat die Eigenschaft das man ihn sowohl nass (Wasser und Luftgekühlt) als auch trocken (nur Luft gekühlt ) fahren kann. Grund: Wasser Einsparung. Die Hardware eines solchen Kühlturms besteht aus einem FU der die Ventilatoren Regelt und eine Luftklappe die das Einströhmen der Luft regelt. Entweder geht die Luft durch das Trockene Coil (Klappe ganz offen) oder durch das nasse Coil (Klappe ganz zu) zwischen beiden Endpunkten lassen sich die Klappen mittels 4-20mA Signal regeln.

    Das Komplizierte an der Sache ist, das die Klappe sich sehr Träge bewegt, und es nur einen Endlagenschalter gibt für den Fall das die Klappe ganz zu ist. Von ganz zu bis ganz auf dauert es ca. 2 min und ich weiß nun nicht ob es möglich ist einen PID Regler so zu parametrieren das der Stellwert des Reglers die wirkliche Position der Klappe nicht überholt und der Regler trotzdem den Prozess in den Griff bekommt .

    Damit sich Klappe und FU nicht in die Quere kommen wollte ich beide mit individuellen Reglern und unterschiedliche SP steuern, so dass erst wenn der FU auf 100% ist und der SP immer noch nicht erreicht ist die Regelung der Klappe einsetzt.

    Danke für Tipps, und weitere Anregungen!
    Geändert von SPSGreenhorn (31.05.2010 um 15:38 Uhr)
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  2. #2
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    Hallo,

    hybride Kühltürme kenne ich und habe sie auch schon geregelt. Allerdings gab es in meinen Fällen keine Klappe für "trocken/naß". Die Austrittstemperatur wurde nur über die Drehzahl der Ventilatoren geregelt. Den Aufbau mit der Klappe kenne ich also nicht. Ist es wirklich sinnvoll, Wasser zu sparen? Wäre Strom sparen durch adiabatische Kühlung nicht effektiver?

    Nun ja, wenn es tatsächlich so sein soll, dann würde ich die Austrittstemperatur mit einem Regler regeln und dessen Stellgrad in zwei Sequenzen aufteilen. Mit der ersten (0..50%) müßten die Ventilatoren angesteuert werden, mit der zweiten die Klappe (50..100%). Der PI-Regler muß natürlich so parametriert werden, daß es nicht zum Schwingen kommt. Wenn der Kühlturm einen Puffer speist, sollte das mit der Klappenlaufzeit auch kein Problem sein.

    Alternativ wäre auch eine Umschaltung der Klappe denkbar.(?) Dann müßten zur Umschaltung Schwellwerte gebildet werden, z.Bsp. Y>95% Umschaltung auf naß, Y<5% Umschaltung auf trocken. Der volle Stellgrad (0..100%) müßte dann auf die Ventilatoren wirken. Auf dem ersten Blick würde mir diese Variante besser gefallen.

    Was du auch beachten solltest ist eine Begrenzung des Sollwertes. Bei trockener Kühlung muß der Sollwert mindestens um x Kelvin über der Aussentemperatur liegen, bei nasser Kühlung x Kelvin über der Feuchtkugeltemperatur bzw. über der Kühlgrenze. Ist das nicht der Fall, wird der Regler u.U. bis 100% öffnen, obwohl der Sollwert rein physikalisch nie erreicht werden kann. Dieser Fall tritt ein, wenn zum Bsp. im Sommer 30°C Außentemperatur herrschen, der Sollwert bei 22°C und die Kühlgrenze bei 24°C liegen. Dazu müsstest du die Temperatur und die relative Feuchte der Außenluft messen, und daraus die Kühlgrenze ermitteln.

    Viel Spaß!

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

  3. #3
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    Hallo Onkel,
    erstmal danke für die schnelle Antwort!

    Der Grund für das Wasser sparen ist der, die Anlage steht in Portugal bei Porto, dort sind die Wasserkosten sehr hoch und es ist deshalb rentabler Wasser als Strom zu sparen.

    Das Stellgrad eines Reglers in zwei Sequenzen aufzuteilen hab ich noch nie gemacht, wahrscheinlich müsste man dann dem Regler im ersten Stellgrad 0-50% andere Parameter zu wiesen als im zweiten. Um es mir zu vereinfachen hab ich dann gleich zwei Regler erstellt mit nah bei einander liegenden aber unterschiedlichen SPs.

    Noch eine Erläuterung, da ich sehe du bist profi

    Es handelt sich nicht direkt um Kühltürme sondern um Kondensatoren die Hochdruck-Ammoniak verflüssigen. Geregelt wird ein Druck am Austritt einer Destillationskolonne dieser sollte nach Möglichkeit konstant sein und hängt natürlich davon ab wie schnell das in die Kondensatoren strömende Gas verflüssigt und in einen Sammler fließt. Aus diesem Grund ist die Außentemperatur und Feuchtkugeltemperatur unwichtig, es geht wie gesagt nur darum einen Druck zu regeln und dabei so lang wie möglich mit offenen Klappen (trocken) zu fahren.

    Wenn ich dich richtig verstanden habe, bedeutet es sobald der Regler der Klappen nicht mehr Schwingt ist die "Regelgeschwindigkeit" auch gleich der Klappengeschwindigkeit?

    Gruß, ein weiteres Greenhorn..
    Geändert von SPSGreenhorn (01.06.2010 um 09:15 Uhr)

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