Step 7 Regler mit Split-Range

[hub]

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Wir haben einen PID-Regler für Heizen/Kühlen, der zwei in Reihe geschaltete Regelventile ansteuert.
Das Kühlventil arbeitet von 4-12mA und das Heizventil von 12-20mA.

Wir wollen das umstellen, dass jedes Ventil an einem eigenen Analogausgang (4-20mA) hängt und dass für Heizen und Kühlen getrennte Reglerparameter wirken.

Eine Lösung mit nur einem Regler geht eher nicht, weil wir in der Visualisierung ein Regler-Faceplate haben, welches weiterverwendet werden soll.

Bei zwei Reglern ist das Problem, dass Heizen und Kühlen nicht gleichzeitig laufen dürfen.

Ich habe mir einige Lösungen überlegt:

1.
Der kleinere Stellwert wird auf Null gesetzt.
Der größere Stellwert wird ausgegeben.

2.
Ein Sollwert/Istwert-Vergleicher steuert, welcher Stellwert ausgegeben wird und welcher Stellwert auf Null gesetzt wird.

3.
Der kleinere Stellwert wird vom Größeren subtrahiert und an das zugehörige Ventil ausgegeben.
Das zweite Ventil wird auf Null gesetzt.
(Meine bevorzugte Lösung)
Könnte einen stoßfreien Übergang zwischen Heizen und Kühlen ergeben, wenn beim Übergang beide Regler einen Stellwert ausgeben.


Was haltet ihr davon?
Gibt es noch (bessere) Alternativen?

 

[Morymmus]

Ich unterstelle mal, der bisherige PID ist Software und kein Hutschienen-Hardware-Bauteil.

Mit welchem System programmierst Du den Regler?
Du könntest doch auch nur einen PID verwenden - so wie jetzt auch, wenn ich Dich richtig verstanden habe - dessen Stellwert müsstest Du dann nur noch im positiven Fall skaliert auf Analogausgang 1 ausgeben, im negativen Fall auf Ausgang 2. Das lässt sich z.B. mit dem SEL-Baustein erledigen (Codesys) - einfach den Ausgang des Reglers auf größer (oder kleiner) 0 prüfen, wenn Bedingung erfüllt -> Reglerwert an Ausgang "durchreichen" sonst 0.

in etwa so (der Regler ist aus der Util.lib):

 

[hub]

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Geht leider nicht. Ich brauche getrennte Parameter.
Das Kühlen geht schneller, als das Heizen.

System ist Step7, SCL, CFC
Ist kein Problem. Programmieren kann ich das schon.

Es geht nur darum, welches Verfahren funktioniert, um gleichzeitiges Heizen/Kühlen zu verhindern.

 

[Morymmus]

Du könntest den zweiten Teil meiner Idee dazu übernehmen, also den Ausgang "Heizen" auswerten, ist dieser größer als ein bestimmter Schwellenwert (oder 0) wird der Ausgang kühlen nicht durchgereicht und umgekehrt. Da müsste man mit den Schwellenwerten mal ein bisschen spielen um den Übergang möglichst hübsch hinzubekommen

 

[borromeus]

Gibt es noch (bessere) Alternativen?

Weiss nicht!

Es ist die Frage ob Du wirklich 2 Regler brauchst- die Regelstrecke wird doch nicht so sehr anders sein, oder?
Dass das Kühlen schneller geht als das Heizen verstehe ich, da könntest Du eventuell den Stellwert beim Heizen über einen Polygonzug mit mehreren Stützpunkten anpassen.

zB Reglerausgang: -100%... +100%

-100% ... 0% Kühlen..... ganz normal
0% .... 100% Heizen (zB):
0%= 0% am Ausgang
10%= 20% am Ausgang
20%= 42% am Ausgang
30%= 68% am Ausgang
40%= 100% am Ausgang

Du kannst es auch linear machen indem Du einfach den Stellwert vom Regler mit einem Faktor beaufschlagst (beim Heizen, also über 0%).

Ich habe sehr viel Extruderheizungen programmiert.... da ist das vielleicht ähnlich: Elektroheizung und Kühlung mittel Verdunstung von Kühlwasser.
Das sind Puls/Pause Ansteuerungen wobei ein Zyklus 20s dauert und das Kühlventil mit dem Faktor 0,1 beaufschlagt wird. Sprich Heizung 100%=20s Thyristor ein, Kühlung 100%=2s Kühlventil auf.

 

[hub]

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Problem sind die unterschiedlichen Regelstrecken beim Heizen und Kühlen.
Dafür brauche ich zwei unterschiedliche PID-Parametersätze.
Im Regler-Faceplate kann ich aber nur einmal PID-Werte eingeben.

 

[borromeus]

OK, wie ist der Aufbau prozesstechnisch? Dampf, Kühlwasser? Nennweite?
Nur zur Info.
Deine Lösung 3 ist auf den ersten Blick eh ganz gut.

 

[hub]

@borromeus:

Sollte gehen.
Man muss halt immer berücksichtigen, dass sich Parameteränderungen auf beide Regelventile auswirken.
Ansonsten würde es so auch mit einem Regler gehen.

 

[hub]

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Es wird ein Reaktor auf Temperatur gehalten.
Heizen mit Dampf.
Kühlen mit Kälteanlage oder Kühlwasser (neues/altes Verfahren).
Nennweite dürfte DN25-50 sein.