Step 7 Wasserpumpenregelung

[Felix82]

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Hallo zusammen,

ich sitze jetzt schon ein paar Tage vor der Anlage und bekomme den Regler nicht ruhig eingestellt.

Die Anlage hat 2 Becken.
Von Becken 1 soll das Wasser mit einem variablen Druck in Becken 2 umgepumpt werden.
Von Becken 2 fließt das Wasser anschließend zurück ins Becken 1.

Die Pumpe wird mit einem Frequenzumrichter gesteuert. (Micromaster 420)
Die Sollwertvorgabe für den FU erfolgt analog.

In der SPS (314-1AG13-0AB0) benutz ich den FB41.
Dieser ist als PI-Regler projektiert.
Der FB41 wird über den OB35 aufgerufen.
Die Zykluszeit liegt zwischen 20 und 69ms.

Mit beginn des Regelprozesses fängt der Regler auch gleich an zu schwingen.

Kp = 0.1
Ti = 30s
Cycle = 100ms (entspricht Ausfürhzeit vom OB35)

Hochlauf- und Bremsrampe sind auf 30 Sekunden eingestellt.
Wenn ich die Rampen noch flacher mache, dann wird der Regler ein bisschen ruhiger. Das ist ja aber nicht so wirklich im Sinne des Erfinders.

Hat jemand noch einen Tip für mich wie ich die Regelung stabilisieren kann und der Regler nicht so stark schwingt?


Gruß Felix

 

[FvE]

Du kennst Dich aber schon in den Grundlagen der Reglungstechnik aus?
Brauchst Du denn solche Rampen am FU?

Stell die mal auf den Minimumwert, und mach die Zeit für I grösser

 

[Felix82]

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Die Rampen wurden aus der Not heraus so hoch gesetzt.
Ich hab die Rampen auch schon auf 5sec gehabt.

Dann schwingt die Regelung wie verrückt.
Es kommt zu Schwingungen im Bereich bis +-50%

Ti hab ich schon auf 600s erhöht und es wird nicht ruhiger.
Es macht eher den Eindruck als wenn das garkeine Wirkung hätte.

 

[ducati]

Die Rampen wurden aus der Not heraus so hoch gesetzt.

Jo, das machen viele so, ist aber nicht die Lösung. Die Rampe am FU ist zum Begrenzen des Stromes beim Hoch/Runterfahren. Also stell die mal wieder auf 5 sek oder so.

Dann schwingt die Regelung wie verrückt.
Es kommt zu Schwingungen im Bereich bis +-50%

Faustformel: wenns schwingt Kp verkleinern. Vielleicht so 0.01 (vorausgesetzt sonst ist alles ok in der SPS/Anlage)

Zum Verstehen: Faustformelverfahren bei Wikipedia.

Gruß.

 

[FvE]

Die Rampen wurden aus der Not heraus so hoch gesetzt.
Ich hab die Rampen auch schon auf 5sec gehabt.

Dann schwingt die Regelung wie verrückt.
Es kommt zu Schwingungen im Bereich bis +-50%

Ti hab ich schon auf 600s erhöht und es wird nicht ruhiger.
Es macht eher den Eindruck als wenn das garkeine Wirkung hätte.

Du hast aber den I-Anteil schon aktiviert?

 

[Eliot]

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Da schließ ich mich FvE an, I-Anteil aktiviert? Am besten poste mal die kompletten Parameter vom Reglerbaustein... Kp erstmal ganz klein ansetzen, dann langsam damit hoch bis das ganze anfängt zu schwingen, dann halt ein bissl zurück. Dann hast du schonmal eine grobe Richtung. Ansonsten Sprungantwort etc., bigt da viele Möglichkeiten...

 

[Felix82]

Habe Kp auf 0.01 reduziert und jetzt passt es... Es scheint mir sehr gering zu sein, aber dann ist das so.

 

[ducati]

Warum sollte es schwingen wenn der I-Anteil inaktiv ist? Das leuchtet mir nicht ein.

Gruß.

 

[ducati]

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Habe Kp auf 0.01 reduziert und jetzt passt es... Es scheint mir sehr gering zu sein, aber dann ist das so.

Je nach Übertragungsfaktor der Regelstrecke oder auch Skalierung der Analogwerte können da auch noch viel kleinere Werte vorkommen. Es gibt nicht umsonst Einstellverfahren für Regler. Oder man hat genug Erfahrung und einen gutmütigen Prozess, dann macht man das nach Bauchgefühl.

Gruß.

 

[Eliot]

I-Anteil hat nichts mit schwingen zu tun bezog sich eher auf die Aussage

Es macht eher den Eindruck als wenn das garkeine Wirkung hätte.

würd ich mal sagen...

 

[ducati]

I-Anteil hat nichts mit schwingen zu tun bezog sich eher auf die Aussage

Es macht eher den Eindruck als wenn das garkeine Wirkung hätte.

würd ich mal sagen...

Jo, naja wenns schwingt merkt man auch keinen Unterschied ob ich für Tn 30s oder 600s einstelle. Höchstens wenn ich Tn auf 1s stelle merke ich, dass es noch mehr schwingt...

Gruß.

 

[Onkel Dagobert]

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Hallo Felix,

natürlich kenne ich deine Regelstrecke nicht. Aber irgendwie scheinen deine Parameter völlig daneben zu liegen. Ich habe mal in meinem Programmen nachgesehen, was ich bei ähnlichen Regelungen eingestellt habe.

Bsp. 1: GAIN:=15.0; TI:=T#2s
Bsp. 2: GAIN:=40.0; TI:=T#10s

Beispiel 1 ist eine Druckregelung mit Differenzdruckmessung direkt über der Pumpe.
Beispiel 2 ist eine "Schlechtpunktregelung". Bei dieser wird der Leitungsdruck am Ende eine 200m langen Versorgungsleitung gemessen und geregelt.

Die Rampe am FU möglichst klein einstellen (3s)!

Nachstellzeiten von 30s oder gar 600s sind viel zu groß. So träge ist eine Druckregelung niemals.


Gruß, Onkel

 

[ducati]

Hallo Felix,

natürlich kenne ich deine Regelstrecke nicht. Aber irgendwie scheinen deine Parameter völlig daneben zu liegen. Ich habe mal in meinem Programmen nachgesehen, was ich bei ähnlichen Regelungen eingestellt habe.

Bsp. 1: GAIN:=15.0; TI:=T#2s
Bsp. 2: GAIN:=40.0; TI:=T#10s

Beispiel 1 ist eine Druckregelung mit Differenzdruckmessung direkt über der Pumpe.
Beispiel 2 ist eine "Schlechtpunktregelung". Bei dieser wird der Leitungsdruck am Ende eine 200m langen Versorgungsleitung gemessen und geregelt.

Die Rampe am FU möglichst klein einstellen (3s)!

Nachstellzeiten von 30s oder gar 600s sind viel zu groß. So träge ist eine Druckregelung niemals.


Gruß, Onkel

Für den Tn stimme ich dir zu, da sind 30s sicherlich für eine Druckregelung etwas groß. Aber zu GAIN kann man wirklich nix sagen, wenn Du z.B. als Einheit bar verwendest und der TE mbar würden da bei gleicher Regelstrecke schonmal ein Unterschied von Faktor 1000 im GAIN liegen...

Wenn mans richtig machen will: Sprungantwort der Strecke aufnehmen -> Übertragungsverhalten/Koeffizienten der Regelstrecke bestimmen -> Reglerparameter berechnen (nach CHR oder Ziegler/Nichols oder sonstwas), dabei Struktur des Reglers beachten.

Wie gesagt, bei unkritischen Anlagen, gutmütiger Regelstrecke und Erfahrung geht auch Einstellen nach Gefühl. (wenns nicht schwingt und schnell genug reichts oft aus)

Gruß.

 

[Onkel Dagobert]

Stimmt natürlich. Bei meinen Beispielen regle ich Drücke in [bar].

Gruß, Onkel

 

[FvE]

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http://www.chemgapedia.de/vsengine/...regelung/grundlagen/regler/pi_ctrl.vscml.html

Lest mal den letzten Abschnitt

 

[Felix82]

Also der I-Anteil war schon aktiviert.

Bei der Regelung soll im mbar Bereich geregelt werden. 500-2000 mbar.
Leider habe ich noch nicht so die Erfahrungen mit Reglern.

Im Vergleich zu vorher ist der Regler mittlerweile ziemlich ruhig geworden.

Folgende Werte sind jetzt eingestellt
kp = 0,01
Ti = 15s

 

[ducati]

wenn Du z.B. als Einheit bar verwendest und der TE mbar

meine hellseherischen Fähigkeiten werden immer besser...

Gruß.

 

[JOHKU]

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Hallo zusammen,

ich sitze jetzt schon ein paar Tage vor der Anlage und bekomme den Regler nicht ruhig eingestellt.

Die Anlage hat 2 Becken.
Von Becken 1 soll das Wasser mit einem variablen Druck in Becken 2 umgepumpt werden.
Von Becken 2 fließt das Wasser anschließend zurück ins Becken 1.

Die Pumpe wird mit einem Frequenzumrichter gesteuert. (Micromaster 420)
Die Sollwertvorgabe für den FU erfolgt analog.

In der SPS (314-1AG13-0AB0) benutz ich den FB41.
Dieser ist als PI-Regler projektiert.
Der FB41 wird über den OB35 aufgerufen.
Die Zykluszeit liegt zwischen 20 und 69ms.

Mit beginn des Regelprozesses fängt der Regler auch gleich an zu schwingen.

Kp = 0.1
Ti = 30s
Cycle = 100ms (entspricht Ausfürhzeit vom OB35)

Hochlauf- und Bremsrampe sind auf 30 Sekunden eingestellt.
Wenn ich die Rampen noch flacher mache, dann wird der Regler ein bisschen ruhiger. Das ist ja aber nicht so wirklich im Sinne des Erfinders.

Hat jemand noch einen Tip für mich wie ich die Regelung stabilisieren kann und der Regler nicht so stark schwingt?


Gruß Felix

Sorry dass ich mich erst so spät einmische
Was wird hier eigentlich geregelt? Druck oder Level?
Bei der Levelregelung handelt es sich um eine integrierende Strecke und hier sollten nur einfache P-Regler zum Einsatz kommen. Den I Anteil realisiert das Becken.
Handelt es sich um eine Kaskadenregelung Level über Druck?
Könntest Du, ein einfaches Regelschemata posten?
Gruß

 

[borromeus]

Ich vermute mal, dass der TE den Differenzdruck der beiden Becken regeln soll (auf deutsch den Niveauunterschied).
Die Nachstellzeit ist also von der Fördermenge der Pumpe im Verhältnis zum Volumen jeses einzelnen Beckens abhängig.

Wenn meine Vermutung stimmt realisiert man das wie folgt (wenn nicht brauchst Du nicht weiterlesen):
zuerst reiner P-Regler mit Arbeitspunkt. Wenn Du Deinen Messbereich in % skalierst würde ich mal eine Verstärkung von kp=5 nehmen und einen Arbeitspunkt von 50%.
Dieser Regler regelt das Niveau mal in einem vernünftigen Bereich (vorausgesetzt die Pumpe kann mehr Menge als von der Rücklaufleitung daher kommen kann).
Dann kannst Du mit dem kp noch ein bisschen rumspielen. Wenn Du meinst das Optimum gefunden zu haben stellst Du eine Nachstellzeit ein (ich würde das kp vorher um ca 20% verringern).
Eine Nachstellzeit wird in dem Fall im zig-Sekundenbereich bzw darüber liegen (Minuten), eben, wie oben gesagt ist das von den Volumina und der Förderleistung der Pumpe abhängig.

Volumen Becken 1?
Volumen Becken 2?
Leistung der Pumpe?

Edit: hat man eine Ahnung wie viel von der Rücklaufleitung daherkommt? Ist es ein Rohr (Querschnitt)? Wie lange ist das Rohr? Wieviel Grad hat das Wasser maximal?