Step 7 Hilfe bei einem Projekt

paulo78

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Hallo,

Ich habe vor eine Lüfter Steuerung für einen Klärbecken zu modernisieren. Momentan laufen dort drei Lüfter gesteuert über Schütze in Verbindung mit einem O2 Sensor.
Modernisierung Idee:
Das Ganze soll nun an eine SPS, der O2 Wert wird ein gelesen werden und dann Werden die Lüfter über jeweils drei Frequenz Umrichter Angesteuert. Je nachdem wie viel Sauerstoff benötigt wird abhängig vom O2 wert werden 1, 2 oder alle drei Lüfter geschaltet.Habt ihr einen Vorschlag oder eine Idee wie man das am einfachsten programmieren kann?
 
Hallo Paulo

Ich würde es so einfach wie möglich gestalten. Wenn O2 Grenzwert unterschritten dann Lüfter 1 einschalten. Sollte der Grenzwert nach einem Zeitwert nicht überschritten werden, dann Lüfter 2 einschalten usw.
Ausserdem würde ich mehr O2 als du brauchst zuführen (Nachlaufzeit), damit du nicht ständiges ein und ausschalten der Lüfter hast.

Gruss NoPro

Edith: Falls dir dein O2 Sensor einen Analogwert liefert, kannst du dir auch die Zeit sparen und kannst je nach Trend des O2 Werts mehr oder weniger Lüfter zuschalten, ist wahrscheinlich eleganter.
 
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Hallo,

Das sind ja schon mal gute Ideen. Danke schonmal.
Ja der O2 Sensor liefert 4...20mA.
Die Umrichter soll vermutlich auch über 3xAO angesteuert werden.(Steht noch nicht fest)
Die Idee ist damit die individuellen Lüfter auch nochmal in der Leistung gesteigert oder gesenkt werden können. (Energie einsparen)

Ich überlege gerade ob es sowas nicht schon gibt? Es kann ja nicht sein das ich der erste bin der sowas Steuern will. Das wurde bestimmt schon tausendfach gemacht.

Überlege auch ob der FB 58 PID Controller dafür her halten kann?
 
Zuletzt bearbeitet:
In dem Falle würde ich alle Ventilatoren mit dem gleichen Sollwert beaufschlagen und einfach von 0...100% regeln.
Der PID-Controller kann dafür herhalten, aber vermutlich nur als P oder PI konfiguriert. Wenn PI, dann wenig P und viel I. Nur so als Idee.
PI machts einfacher, weil der Förderstrom des Ventis wohl nicht proportional zur Drehzahl ist. Bevor Du die Kennlinie nachbildest bist Du mit PI schneller fertig :ROFLMAO:.

Geht natürlich auch als (überschneidende) Kaskade, also die 100% des Reglers auf die drei Ventilatoren aufteilen.
 
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.. Geht natürlich auch als (überschneidende) Kaskade, also die 100% des Reglers auf die drei Ventilatoren aufteilen.
Das ist in Verbindung mit einem PI-Regler vermutlich die effektivste Lösung. Wenn man vorort ohnehin schon eine geeignete Steuerung hat, würde ich es so angehen. Ansonsten wird die vorgeschlagene Spar-Variante von Oliver (#3) wahrscheinlich auch ausreichend sein.
 
Könnte wahrscheinlich auch mit der Intelligenz der FU erledigt werden.

Istwert vom Sensor an alle FU (ev. über Trennverstärker)

Sollwert als 0-10V über ein Poti (ev. auch über Trennverstärker) an alle FU

den Rest kann dann meist der FU selber.
 
Ich glaube, mache FUs können solcher Kaskaden-Sachen auch unter sich ausmachen. Ich persönlich habe allerdings mit solchen Projektierungen immer ein Verständnisproblem. Gewöhnlich habe ich dann aber auch eine übergeordnete SPS, mit der es dann für mich wieder einfacher wird.
 
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Mit entsprechenden FU's geht das mit Sicherheit auch mit deren interner Logik. Als Steuerung - selbst mit Kaskadenregelung - sollte eigentlich eine Logo ausreichen.
Von daher würde ich vermutlich garnicht über eine ausgefeilte FU-Logik nachdenken und auf die LOGO setzen.
Natürlich würde ich das in einem Testprojekt eruieren bevor ich in Hardware investiere. Der Einstieg in diesen Vorschlag war die oben genannte Analogansteuerung. Ist diese feine Regelung denn notwendig? Sofern der Prozess mit der dreistufigen Regelung auskommt wäre diese natürlich die günstigste Lösung. Die Energieeinsparung durch den Einsatz von FU's ist abzuwägen gegen die Investition. Über welche Ventilatorengröße reden wir?
 
Nochmal danke für die interessante Unterhaltung hier. Das mit den FU‘s nur zu machen ist auch eine Idee. Aber die SPS gibt es schon auf der Baustelle eine benutze CPU 1215C von wo anderes übrig geblieben. Die soll dafür her halten.
Die Lüfter oder eher Gebläse würde ich die nennen das sind jeweils 15KW Motoren. Da in dem Klärbecken nur ein O2 Sensor drin ist frage ich mich sowieso wie genau das wirklich am Ende aussieht mit dem O2 Gehalt im Wasser.

Die Energie Einsparung ist der Hauptgrund für die Modernisierung. Momentan laufen die Motoren voll hoch und die Kontrolle des ganze Prozesses ist schwierig. Deshalb findet man bisher oft das die Anlage auf Handbetrieb steht und die Lüfter permanent laufen.

Das Problem kommt noch hinzu das in einem Anerobic Prozess Zuviel Sauerstoff kontraproduktiv ist. Deshalb gibt es dort auch abgestimmte „ideal werte“ wo der Prozess am besten läuft. Permanente Sauerstoff Zufuhr muss deshalb bei der Modernisierung auch mit abgestellt werden. Die Anlage soll wieder Automatisch laufen.
 
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Dann sollen die Gebläse wohl diese Luftsprudelsache im Becken machen?
Das würde für ordentlich Verwirbelung im Becken sorgen. In Verbindung mit einer ordentlichen Mittelwertbildung sollte da mit einem Sensor ein ganz brauchbarer Meßwert entstehen.
 
Hallo zusammen,

das ganze nennt sich Belebung. Auf jeden Fall sollte man FUs verwenden.
Wir haben das bei uns mit PI-Reglern und Grenzwerten umgesetzt. Wenn ein Gebläse die 50Hz erreicht hat, wird das zweite zugeschaltet und die Frequenz halbiert. Wenn beide die 50Hz erreicht haben wird gedrittelt. Zurück geht es umgekehrt. Die Regelung sollte den O2-Wert recht genau halten um eine effiziente Reinigungsleistung zu erreichen. Die Umschaltpunkte sind noch mit einstellbaren Hysteresen und einstellbaren Zeitgliedern ausgeführt.
Das Einstellen der Regler wird einiges an Zeit in Anspruch nehmen.

Gruß
Klaus
 
Ergibt Sinn. Die Gebläse arbeiten sicherlich auf eine gemeinsame Druckleitung. Da sollten alle mit der gleichen Drehzahl laufen, sofern es sich um Strömungspumpen handelt. Bei Verdrängerpumpen wär der Punkt nicht so kritisch.
 
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nur so als Idee:
FU/Pumpen-Einheit "Abschaltbar" schalten können.
Falls eine Einheit defekt ist, soll das verbleibende damit arbeiten können.

also z.b,
nur FU 1 + 3
nur 1 + 2
nur 2 + 3
oder nur einer , falls 2 defekt sind
Fehlermeldung, falls alle abgeschaltet sind !
 
Hallo zusammen,

die Gebläse (Drehkolbengebläse) arbeiten auf eine Leitung. Eine Vertauschung ist auch realisiert. Im Winter laufen meist nur zwei von drei. Durch die Kälte ändert sich die Biologie im Becken und der Sauerstoffbedarf ist nicht so hoch wie im Sommer. Fehlermeldungen sollte alles ausgewertet werden was verfügbar ist. Die Belebung ist ein sehr wichtiger Teil einer Kläranlage. Längere Ausfallzeiten sind inakzeptabel.

Gruß
Klaus
 
Man kann die Ventilatoren schon in einer Kaskade betreiben. Dann muss man aber wissen mit welchem Wert die Ventilatoren starten müssen um z.B. einen Ventilator mit 100% in der Leistung zu ersetzen. Die Ventilatorkennlinie ist üblicherweise ja keine Gerade.

Ausserdem sollte man ja dann auch über einen Betriebsstundenausgleich nachdenken. Und eine Störumschaltung mit diversen Szenarien.
 
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Die Förderkennlinie von Drehkolbengebläsen ist annähernd eine Gerade. Ich würde eine Sauerstoffregelung als PI-Regler programmieren, und an die Stellgröße des Reglerausgangs eine Stufenschaltung / Störvertauschung der Gebläse anbinden. Diese Stufenschaltung setzt den Reglerausgang 0..100% in die Gebläsestufen um, z.B. ab x ein Gebläse, ab y zwei Gebläse usw.
Wenn Kennlinen der Gebläse vorliegen, dann kannst du den optimalen Umschaltpunkt aus den Kennlinen ablesen. Wenn alle Gebläse gleich sind ist das einfach, wenn unterschiedlich müssen ein paar mehr Bedingungen beachtet werden.
 
Drehkolbengebläse sind Verdrängermaschinen und können in der Kaskade problemlos mit unterschiedlichen Drehzahlen/Fördermengen betrieben werden.
Der Hinweis auf die nicht gerade Kennlinie bezieht sich auf Strömungsmaschinen wie z.B. ebenfalls theoretisch geeignete und billigere Seitenkanalverdichter.
@paulo78 hat aber dazu noch keine Angabe gemacht.

Der Hinweis vom Klärmolch ist ebenfalls wertvoll: Was an Störmeldungen zu erfassen ist sollte unbedingt ausgewertet werden. Mir fällt als wichtige Kenngröße die Verdichtungsendtemperatur ein, weil sich da schon frühzeitig Wartungsbedarf ankündigt. Ebenfalls wichtig: Differenzdruck am Ansaugfilter.

Schlussendlich die Grundlastwechselschaltung wie von vollmi angesprochen. Sehr wichtig um geplante Wartungen in ein vorhersagbares Zeitfenster zu schieben und zu bündeln.
 
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Hallo zusammen,

die bei uns verbauten Drehkolbengebläse haben diverse Sicherheitsschalter, Öldruck, Ölstand, Temperatur, Fremdlüfter etc. und vom Hersteller festgelegte Spezifikationen die eingehalten werden müssen,
z.B Wiedereinschaltsperre 60 Sek. und max. Änderung der Sollwertfrequenz von 1Hz/sek. min Frequenz 20Hz Max. Frequenz 50Hz.
Den Druck der Leitung sollte man ebenfalls überwachen um ein Abblasen der mechanischen Sicherheitsventile zu vermeiden. (Abschaltung/Reduzierung Drehzahl) und eine Störung zu melden.
Die verschiedenen Szenarien bei Ausfall diverser Messungen z.B. sind auch zu beachten.
Wir regeln nach NO4 Wert, bei Ausfall der Messung nach Zeit/Pause. Bei Ausfall der O2-Messung 2 Gebläse auf Vollast. Zwangsbelüftung über Zeitraum x wenn die NO4-Belastung zu niedrig ist.
Zwangspause über Zeitraum X um eine Denitrifikation zu erreichen.
Alle Parameter sind einstellbar um einen optimalen Betrieb sicherzustellen.

Gruß
Klaus
 
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