Regelung einer Abwasseranlage

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Hallo Leute, um keinen neuen Thread anzufangen häng ich mal hier an:

Es soll ein Durchluß geregelt werden.

Das einzige Stellglied ist ein mit einem Elektromotor angetriebener "Schieber".

Als Ansteuerung gibt es lediglich "Auffahren" und "Zufahren" , außerdem könnte man die Stellung des Schiebers über ein Analogsignal rückführen.

Der Druck des Mediums varriert zw. 0.2 und 0,8 bar, je nachdem wie hoch im "Quelltank" das Wasser steht. (Unter 2m wird der Schieber geschlossen)
Der Durchfluß wird über einen IDM gemessen und sollte etwa 80m³ in der Stunde betragen, leichte Abweichungen(+-5m³) wären unkritisch.

Bin etwas irritiert weil ich ja nur 2 Digitalausgänge brauche, statt einem Anlaogsignal. :confused:


Welche Art Regler verwende ich da am besten? SPS ist ein S7-300!

Beste Grüße
Michael
 
Wenn der Schieber eine Stellungsrückmeldung hat, könntest du das mittels eines PI(D)-Reglers für die Höhenstandsregelung, und eines 3-Punkt-Positionsreglers für die Schiebersteuerung umsetzen.
D.h. der Höhenstandsregler gibt eine Sollstellung für den Schieber aus (0..100%) und der Positionsregler fährt dann durch Ansteuern der Auf/Zu-Signale den Schieber so, dass diese Position erreicht wird.

Oder du nimmst den CONT_S Regler aus der Siemens Bibliothek, der gibt direkt Steuersignale zum Öffnen/Schließen aus.
 
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Die Füllstandshöhe soll nicht geregelt werden.
Allerdings sollte sie eine Gewisse, einstellbare Höhe nicht unterschreiten. Das sollte kein Problem sein.

Wichtig ist hier wirklich nur der Durchfluß der aus diesem Tank abfließt. Es handelt sich um Abwasser das über einen Siebrechen läuft.
Hier soll der Durchfluß gleichmäßig und nicht zu hoch sein.
Sonst geht der Siebrechen über, und das nächste Becken ebenso. :rolleyes:

Alles schon dagewesen. Momentan ist der Schieber nämlich auf eine fixe Position gestellt.
Das funktioniert logischerweise so richtig überhaupt nicht. ;)

Werde mir die besagten Regler mal durchlesen! Danke!
 
Ein neuer Thread wäre gerechtfertigt – aber egal…

Füllstandshöhe und Durchfluss zu regeln, wird nicht möglich sein!
Es kann halt immer nur so viel abfließen, wie zugeflossen ist.
Wenn im Schnitt 100m³/h zufließen, müssen auch wieder 100m³/h abfließen.

Einzig die Änderungsgeschwindigkeit kann man bremsen, was wohl auch beabsichtigt wird.
-> Füllstand regeln (auf 50%) mit gewisser Trägheit bedeutet, dass Sprünge im Zulauf geglättet werden.
 
Deswegen soll ja auch nur der Durchfluß geregelt werden. ;)

Der Füllstand vom vorgeschalteten Behälter ist nicht relevant. Im Mittel ist ein Abfluß von 80-90m³/h ausreichend ohne das es zum Überlauf kommt!

Wie gesagt, mir säfe nur wichtig welchen Regler ich am besten verwende.

Der Durchfluß reagiert auch ziemlich träge auf Änderungen der Schieberstellung. Leider ist der IDM erst hinter dem Siebrechen montiert.
Das verzögert die Sache etwas.

Der Schieberantrieb ist auch relativ langsam. Es könnte also recht leicht passieren das sich die Regelung aufschwingt.
 
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Du könntest auch selber einen 3-Punkt Schrittregler programmieren, der dann mit festen Fahrzeiten arbeitet. Der CONT_S führt da nämlich ein internes Eigenleben.
Also grob gesagt:
Soll-/Ist-Abweichung berechnen (e).
- Wenn e > Grenzwert für Zeit x (Durchfluss zu gering), dann Schieber Stellsignal öffnen für y Sekunden geben
- Wenn e < Grenzwert für Zeit x (Durchfluss zu hoch), dann Schieber Stellsignal schließen für y Sekunden geben

Nachdem ein Stellsignal ausgegeben wurde, läuft eine Wartezeit ab (z.B. 5 Minuten), nach der der nächste Befehl ausgegeben wird. Damit wird nach der Änderung abgewartet bis sich ein neuer stabiler Zustand einstellt.
 
Betriebselektriker28 schrieb:
Deswegen soll ja auch nur der Durchfluß geregelt werden. ;)

Der Füllstand vom vorgeschalteten Behälter ist nicht relevant. Im Mittel ist ein Abfluß von 80-90m³/h ausreichend ohne das es zum Überlauf kommt!
Zum Vergrößern anklicken....

Das wird sicher nicht funktionieren – du kannst nur den Füllstand regeln!
Wenn du den Durchfluss regelst, wird dein Puffer bei leicht größerem Durchfluss überlaufen, oder bei geringfügig kleinerem Durchfluss leer werden.

Die zusätzliche Totzeit, durch die Messung entfernt von der Wirkstelle, sorgt für weitere Probleme!

Ist im Pufferbehälter keine Füllstandsmessung vorhanden oder nachrüstbar?
 
lilli schrieb:
Das wird sicher nicht funktionieren – du kannst nur den Füllstand regeln!
Wenn du den Durchfluss regelst, wird dein Puffer bei leicht größerem Durchfluss überlaufen, oder bei geringfügig kleinerem Durchfluss leer werden.

Die zusätzliche Totzeit, durch die Messung entfernt von der Wirkstelle, sorgt für weitere Probleme!
Zum Vergrößern anklicken....

Das ist bei Abwasserbehandlungsanlagen aber nicht unüblich. D.h. die Behandlungsanlage kann maximal x m³/h verarbeiten. Vorgeschaltet gibt es einen Pufferbehälter / Regenüberlaufbecken o.Ä.
Durchfluss zur Behandlungsanlage wird begrenzt, wenn mehr kommt wird der Pufferspeicher befüllt, wenn Pufferspeicher voll dann läuft er über (so vorgesehen). Bei Regenüberlaufbecken wird dann ungeklärt in einen Fluss abgeleitet.
Bringt ja nichts wenn du dann die Behandlungsanlage überflutest, die ist dann erst recht kaputt / Biologie treibt ab etc.
 
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Thomas_v2.1 schrieb:
Du könntest auch selber einen 3-Punkt Schrittregler programmieren, der dann mit festen Fahrzeiten arbeitet. Der CONT_S führt da nämlich ein internes Eigenleben.
Also grob gesagt:
Soll-/Ist-Abweichung berechnen (e).
- Wenn e > Grenzwert für Zeit x (Durchfluss zu gering), dann Schieber Stellsignal öffnen für y Sekunden geben
- Wenn e < Grenzwert für Zeit x (Durchfluss zu hoch), dann Schieber Stellsignal schließen für y Sekunden geben

Nachdem ein Stellsignal ausgegeben wurde, läuft eine Wartezeit ab (z.B. 5 Minuten), nach der der nächste Befehl ausgegeben wird. Damit wird nach der Änderung abgewartet bis sich ein neuer stabiler Zustand einstellt.
Zum Vergrößern anklicken....

An sowas in der Art dachte ich auch schon. Ist ja prinzipiell nicht so schwer zu realisieren. ;)

Edit: Und danke für das klarstellen von Sinn und Unsinn der Füllstandsregelung/Durchflußregelung.
Es ist genauso wie du schreibst! *ACK*
 
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Betriebselektriker28 schrieb:
An sowas in der Art dachte ich auch schon. Ist ja prinzipiell nicht so schwer zu realisieren. ;)
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Ich habe auch schonmal ein bestehendes Programm von einem CONT_S auf so eine Schrittregelung umgestellt, um eben einfach diese Wartezeit zwischen den Fahrzeiten eingebaut zu bekommen. Und zusätzlich die festen Verstellzeiten, denn der CONT_S berechnet sich die Verfahrzeit aus der Regeldifferenz. D.h. wenn die Abweichung groß ist, dann fährt er den Schieber auch entsprechend lange auf/zu. Bei Regelstrecken mit großer Totzeit ist das aber nichts.
 
Ja das war eben auch meine Befürchtung...das ich das mit einem vorgegebenen Regler eventuell nicht geregelt bekomme.
Eventuell mit hoher Integrationszeit und kleiner Verstärkung.

Kleine Vorgeschichte:

Es hat wohl schon jemand versucht das zu regeln und ist kläglich gescheitert. Die Aussage war damals das es keine Stellungsrückmeldung vom Schieber gab. Hab aber ehrlich gesagt noch nicht recht kapiert wofür ich die brauchen sollte...

Ich denke wenn ich da stufenweise den Schieber öffne/schließe und dann abwarte, wieder nachregle usw sollte das recht problemlos sein. Werde dann noch eine einstellbare Toleranz einbauen, damit der nicht dauernd auf und zu fährt. Fertig.

Werde mir das nächste Woche genauer ansehen und wollte mir vorher ein wenig Input dazu holen. Bin schon gespannt wie das bisherige Programm dazu aussieht. :cool:
 
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Soll das bedeuten, der Durchfluss ist bei viel und bei wenig Wasser immer gleich groß?
Das kann ich mir beim besten Willen nicht vorstellen!

Ist es nicht eher so, dass sich für den Prozess die Durchflussänderung nur langsam und in bestimmten Bereichen ändern darf?

Klar, irgendwo ist die Kapazitätsgrenze. Bei zu viel Wasser ist die Anlage überlastet und muss einen Teil überlaufen lassen…
 
lilli schrieb:
Soll das bedeuten, der Durchfluss ist bei viel und bei wenig Wasser immer gleich groß?
Das kann ich mir beim besten Willen nicht vorstellen!

Ist es nicht eher so, dass sich für den Prozess die Durchflussänderung nur langsam und in bestimmten Bereichen ändern darf?

Klar, irgendwo ist die Kapazitätsgrenze. Bei zu viel Wasser ist die Anlage überlastet und muss einen Teil überlaufen lassen…
Zum Vergrößern anklicken....

Doch, genauso soll das sein. Lediglich bei einem gewissen unterem Pegel im Pufferbehälter(~2m) soll der Schieber zumachen und wieder etwas aufspiegeln. ;)
 
Mit Stellungsrückmeldung ist immer schöner. Dann könntest du das Prinzip von mir oben beibehalten, und anstelle dass du den Impuls für Zeit x rausgibst, veränderst du die Sollstellung um +/- y Prozent, und gibst den Stellungssollwert dann auf den Positionsregler für den Schieber.

Hängt davon ab wie schnell und genau du regeln musst. Gerade bei einem Siebrechen kommt hinzu, dass dieser höchstwahrscheinlich wenn verschmutzt eine Reinigungsfahrt macht, und danach wieder viel durchlässt.
D.h. vorher macht dein Schieber immer weiter auf weil sich der Rechen zusetzt, dieser macht eine Reinigungsfahrt und dann ist der Schieber viel zu weit offen. Dann dauert es mit der Regelung natürlich entsprechend lange bis der Schieber wieder zugefahren hat. Wenn du ein Signal vom Rechen bekommst, könntest du dann den Schieber bei einer Reinigungsfahrt automatisch auf Position x (z.B. 20%) fahren, und von dort wieder weiterregeln. Da muss man kreativ sein, und das hängt auch immer von der Anlage ab was da funktioniert.
 
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So hatte heute endlich Zeit mich mit der Regelung auseinanderzusetzen.
Gestern musste erst mal eine Analogkarte dazugesteckt und die Stellungsrückmeldung verkabelt/kalibiriert werden.



Dann habe ich mir den bisherigen Regelbaustein angesehen. Hier wurde mit 2 Cont_s Reglern gearbeitet und einigen Merkern ala "Wenn durchfluß über XX, dann nicht mehr öffnen" "Wenn Tank über Level X dann Regler 2" usw...hat aber leider nie so recht funktioniert.

Hab letzendlich alles rausgeschmissen und von vorne angefangen. ;)

Im Prinzip recht einfach.

Hab einen Cont_C genommen (PI), den Reglerausgang abgerundet und mit dem abgerundeten Istwert vom Schieber verglichen.

Wenn der Istwert vom Schieber nicht gleich dem Sollwert ist wird der Schieber entsprechend geöffnet oder geschlossen. Arbeitet jetzt also fast wie ein analoges Regelventil.

Zusätzlich wird der Regler bei unterschreiten eines Einstellbaren Tanklevels deaktiviert und beim Reaktiveren gleichzeitig zurück gesetzt. Ich denke das werde ich eventuell noch anders Lösen...Einfach den Sollwert auf 0 schreiben z.b.

Das ganze hat fast auf Anhieb perfekt funktioniert, manchmal hat man eben Glück. :ROFLMAO:

Leider habe ich Anfangs nicht daran gedacht den Regler zurückzusetzen... Dann ist der Schieber nach Reaktivierung gleich mal fast komplett aufgefahren und hat eine kleine Siebtrommelüberschwemmung verursacht. :rolleyes:


Auf jeden Fall vielen Dank für die vielen guten Tips!

Schönes Wochenende!
 
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