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Thema: Ansteuerung mehrerer Heizelemente (Heizstäbe)

  1. #1
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    Hallo Leute,

    ich muss demnächst eine Heizung ausprogrammieren ich habe folgende Heizelemente :

    Heizpatrone A 12 kW direkt zuschaltbar
    Heizpatrone B 12 kW direkt zuschaltbar
    Heizpatrone C 12 kW mit Halbleiterschütz
    Heizpatrone D 12 kW mit Halbleiterschütz

    wie würdet ihr mit einem PID (FB58 ?) die Elemente ansteuern ?
    Ich hatte mir es so gedacht :

    75-100% = A+B=1 / C=100% D=takten
    50-75% = A+B=1 / D=takten
    25-50% = A=1 / C=takten (Wechselweise A&B)
    0-25% = C=takten

    oder habt ihr einen bessere Idee ?

    Steuerung ist eine S7-300

    Gruss Wälder
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    Zitieren Zitieren Ansteuerung mehrerer Heizelemente (Heizstäbe)  

  2. #2
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    Zitat Zitat von Waelder Beitrag anzeigen
    75-100% = A+B=1 / C=100% D=takten
    50-75% = A+B=1 / D=takten
    25-50% = A=1 / C=takten (Wechselweise A&B)
    0-25% = C=takten
    Jo, find ich gut. Und das Takten quasistetig als PWM mit vielleicht 10-20 Sekunden Periodendauer.

    Gruß.

  3. Folgender Benutzer sagt Danke zu ducati für den nützlichen Beitrag:

    Waelder (26.11.2013)

  4. #3
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    Zitat Zitat von Waelder Beitrag anzeigen
    75-100% = A+B=1 / C=100% D=takten
    50-75% = A+B=1 / D=takten
    25-50% = A=1 / C=takten (Wechselweise A&B)
    0-25% = C=takten
    Hallo,

    da hast du aber den Nachteil, dass wenn dein Stellwert um 50 % herum schwankt ständig Schütz B ein- bzw. ausgeschaltet wird.
    Für den Bereich um 25% herum gilt dasselbe für Schütz A.

    Ich würde hier eine Hysterese einbauen.
    Wenn dein Stellwert bei 0% beginnt bis 50% nur mit den SSR regeln. Sowie du drüber kommst erstes Schütz einschalten und den Rest gleichmäßig auf die SSR verteilen. Kommst du über 75%: 2. Schütz ein. Abfallen tut das 2. Schütz dann erst wieder wenn du unter 50% kommst und das 1. Schütz wenn du unter 25% kommst.

    Zur Verdeutlichung:
    Beide Schütze aus - Regelbereich 0-50%
    Ein Schütz An - Regelbereich 25-75%
    Beide Schütze An - Regelbereich 50-100%
    Geändert von Joerg123 (26.11.2013 um 10:06 Uhr)

  5. Folgender Benutzer sagt Danke zu Joerg123 für den nützlichen Beitrag:

    Waelder (26.11.2013)

  6. #4
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    Hallo Waelder,

    die Schaltung der Heizpatronen sieht nach einer Grundlastschaltung aus.
    Das beste Regelergebnis bei so einer Schaltung habe ich bis jetzt durch die Grundlastvorgabe erhalten. Kapitel 6.1

    Gruß Per
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    Zitieren Zitieren Grundlastschaltung  

  7. #5
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    Zitat Zitat von Per Beitrag anzeigen
    Das beste Regelergebnis bei so einer Schaltung habe ich bis jetzt durch die Grundlastvorgabe erhalten.
    Ja klar, wenn ich den PID noch um eine Vorsteuerung oder/und eine Störgrößenaufschaltung erweitere, habe ich auch eine bessere Regelgüte. Nur ob das geht oder Sinn macht, hängt davon ab was Waelder machen will, bzw. wie die Regelstrecke aussieht.

    Aus dem Ausgangspost kann ich nicht herauslesen, dass es eine "Grundlast" also eine ständig benötigte Heizleistung gibt. Es ging nur um die Aufteilung der einzelnen Heizstäbe auf das Reglersignal. Und da hat Jörg123 recht, ne Hysterese braucht man.

    Nichts desto trotz kann man natürlich schauen, ob man aus irgendeinem Prozesssignal eine benötigte Grundlast ableiten könnte.

    Gruß.

    PS: die Doku von Jumo find ich ganz gut und anschaulich/verständlich erklärt
    Geändert von ducati (27.11.2013 um 10:33 Uhr)

  8. #6
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    75-100% = A+B=1 / C=100% D=takten
    50-75% = A=1 / C=100% / D=takten
    25-50% = A=1 ODER C=100% / D=takten
    0-25% = C=takten

    Bei y wird > als 50% A einschalten
    Bei y wird < als 50% C auschalten
    Geändert von borromeus (27.11.2013 um 11:09 Uhr)

  9. #7
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    Ich würde es anders machen.

    • Reglerausgang y=0..100%
    • Freigabe für 1. Stufe bei 5% Ein, bei 0% Aus
    • Freigabe für 2. Stufe bei 90% Ein, bei 10% Aus, Beruhigungszeit starten
    • Freigabe für 3. Stufe bei 90% Ein, bei 10% Aus, Beruhigungszeit starten
    • Freigabe für 4. Stufe bei 90% Ein, bei 10% Aus, Beruhigungszeit starten


    • C und D mit den ersten beiden Stufen freigeben (mit Führungswechsel nach Betriebsstunden und mit Störumschaltung)
    • A und B mit den letzten beiden Stufen freigeben (mit Führungswechsel nach Betriebsstunden und mit Störumschaltung)


    Wichtig ist hierbei, bei jedem Stufenwechsel eine Beruhigungszeit zu starten. Während dieser Zeit darf kein weiterer Wechsel erfolgen. C und D erhalten mit ihrer Freigabe direkt das Stellsignal des Reglers (eventuell auch über eine Rampe führen). Die Regelabweichungen die beim Zu- oder Abschalten entstehen, regelt der Regler aus. Die Beruhigungszeit muß mindestens so groß sein, dass das Stellsignal des Reglers nach Ablauf dieser Zeit wieder zwischen 10% und 90% liegt. Ich meine, ich hätte die Nachstellzeit des Reglers dafür verwendet, oder das Doppelte der Nachstellzeit. Dieses Prinzip habe ich schon oft eingesetzt, u.a. bei Druckregelungen (Pumpen), Kühltürmen und Heiz-Kesselfolgen.

    Beim PWM-Signal kann man ruhig im ms-Bereich probieren (quasi-analog).
    Geändert von Onkel Dagobert (27.11.2013 um 22:22 Uhr) Grund: Titel ergänzt
    Es gibt viel mehr Leute, die freiwillig aufgeben, als solche, die echt scheitern.
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    Zitieren Zitieren .. wie eine Gangschaltung  

  10. #8
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    Zitat Zitat von Onkel Dagobert Beitrag anzeigen
    Die Regelabweichungen die beim Zu- oder Abschalten entstehen, regelt der Regler aus.
    Jo, aber die Abweichungen sind doch schon um einiges höher als bei der ersten Variante von Waelder... Du schaltest ja die vollen 12 KW dazu, und wartest das der Regler das PWM reduziert. Bei der Variante von Waelder wird das PWM sofort beim Zuschalten einer neuen Stufe reduziert.
    Welchen Vorteil siehst Du bei Deiner Variante gegenüber der von Waelder (incl. Hysterese)?

    Gruß.

    Gruß.

  11. #9
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    Hallo ducati,

    ich habe lediglich beschrieben, wie ich es machen würde, bzw. wie ich es bei vergleichbaren Regelungen schon gemacht habe. Wie auch immer man es umsetzt, beim Umschalten wird es immer Regelabweichungen geben. Bei welcher Variante diese höher oder niedriger ist, ist aus meiner Sicht fraglich. Bei meiner Variante behält der Regler immer Kontakt zur Regelstrecke, d.h. der Einfluß auf C bzw. D wird zu keinem Zeitpunkt unterbrochen. Dadurch stellt das Schalten von A oder B für den Regler "nur" eine Störgröße da, welche unterbrechungsfrei und kontinuierlich mit C und D ausgeregelt wird. Diese Störgröße könnte man sogar auf den Regler aufschalten, falls er diese Funktion unterstützt. Nach Waelders Variante verliert der Regler beim Umschalten kurzzeitig den Einfluß auf die Regelstrecke, was sehr leicht zum Schwingen führen kann. Man müßte also die Hysterese viel höher ansetzen als gedacht, was wiederum zu einem Zweipunktverhalten führen wird. Bei meiner Variante gibt es diesen Effekt nicht, da der Anstieg des Stellsignals in Folge des Umschaltens seine Richtung ändert. Es ergibt sich lediglich ein "gutartiges" Überschwingen.

    @Waelder
    Warum sind A und B eigentlich nicht auch mit Halbleiterschützen ausgestattet?


    Gruß, Onkel
    Geändert von Onkel Dagobert (28.11.2013 um 22:39 Uhr)
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  12. Folgender Benutzer sagt Danke zu Onkel Dagobert für den nützlichen Beitrag:

    ducati (29.11.2013)

  13. #10
    Avatar von Waelder
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    @Onkel
    Das ist ein Umbau, ich verwende die bereits bestehende Heizungsanlage mit eben dieser Konstellation.
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