LOGO Wasser Temperatur Regelung Logo!8

[Ignaz010]

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Guten Abend Allerseits

Ich habe eine Steuerung für einen Grossen Wassertank Gebaut, bei dem die Temperatur sehr genau stimmen sollte. (+-0.1 Grad)

Ich fahre mit einem PT100 über einen Messumformer und danach mit 0-10V auf die Logo. Das Regelventiel hat einen Stellantrieb, der sich langsam öffnet wenn er Spannung auf einem Draht hat und langsam schliesst wenn er Spannung auf dem anderen Draht hat.
in der Logo gehe ich mit dem Signal auf einen PI-Regler und danach auf einen PWM anschliessend je auf eine Einschaltverzögerung. Der PI-Regler ist momentahn auf Regelverstärkung 99 und Integralzeit 2400 Eingestellt und die Zeitverzögerung Wärmer ist 5ms und Kälter 200ms und der PWM ist auf 4 Sekunden eingestellt.
So hat es am besten funktioniert als ich es Installiert habe, wahr damit 4 Stunden beschäftigt, denn ein geänderter Wert bedeutet 15-25 Minuten warten was passiert.
Nun habe ich das Problem, dass die Temperatur zu hoch fährt, dann fängt die Temperatur wider an zu sinken, wenn die Temperatur sinkt, gibt mir der PI-Regler einen Wert von 98 raus, was durch den PWM und den langsamen Stellantrieb sozusagen nichts ist. Mit einer kleineren Regelverstärkung gibt der PI-Regler noch einen kleineren Wert raus.
Wenn der Ist-Wert 0,1 Grad unter den Sollwert fällt, gibt der PI-Regler einen Wert von 198 (mit kürzerer Integralzeit Tick er natürlich schneller nach oben), umso kälter es wird umso höher der Wert.
Nun das Problem ist, dass er dass die Wärme vom Plattentauscher seine volle Wirkung erst zeigt wenn die Temperatur 0,5 Grad zu niedrig ist, danach steigt die Temperatur relativ schnell an, der Regler macht zu und das ganze Überhitzt um 0,5 Grad.
Lange Rede kurzer Sinn, wie kann ich Einstellen das mir der PI-Regler einen höheren Wert rausgibt wen die Temperatur zu fallen beginnt?

Gruss Ignaz010

 

[nofx]

Hallo,

wie groß ist denn Dein großer Behälter?

Welche Solltemperatur willst Du erreichen?

Ist ein Rührwerk im Behälter vorhanden? Wenn nein, Du bist dir über den Temparaturgradienten in einer stehenden ruhenden Flüssigkeitssäule im Klaren?
Falls doch ein Rührwerk drinnen ist, welches Gas steht oberhalb der Flüssigkeit? Wie löst es sich im Medium?

Im groben gesagt, eine T-Regelung auf 0,1°C in einem großen Tank ist ein heikles Unterfangen und nur schwer umsetzbar. (Aussage eines Profs. der Uni Münster, FB Chemie).

Wer hat denn diese Vorgaben und vor allem aus welchem Grund erstellt?

Praktikabel sind Temp.-Schwankungen von +- 0,5°C.

Gruß

 

[Ignaz010]

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Ganz genau weiss ich es nicht, aber ca. 4m x 1m x 1m
53°C

Die Flüssigkeit ist Wasser und oberhalb ist Luft, der Behälter ist ein Unisoliertes Edelstahlbecken. Ein Gebläse drückt Luft in die unteren schiechten des Wassers um es zu mischen.

Das mit den 0,1°C ist einfach mein Ziel.

Die +-0,5°C habe ich bereits erreicht

Nun stellt sich die Frage ob ich mit meinen Einstellungen auf dem richtigen weg bin oder nicht?

 

[RedCali]

welchen Temperaturbereich erfasst du denn mit dem PT100 und dem Umformer?
Die logo hat bei den AI einen Wertebereich von 0-1000, je nach Wertebereich des Umformers erreicht man die 0,1° noch nicht mal.....

ich finde auch +-0,5° Schwankungsbreite erst mal ohne deine genau Applikation zu kennen nicht schlecht

VG
Bastian

 

[Ignaz010]

0-100°C

Wie gesagt ist es nur mein Persöndliches Ziel.

 

[Heinileini]

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Ich sehe zwei bis drei grundsätzliche Probleme:
1. Die Auflösung ist bei TemperaturMessungen mit einem Pt-irgendwas - zumindest beim direkten Anschluss an einer AnalogEingangsKarte - oft viel geringer, als man sich vorstellt. Du hast einen MessUmforner dazwischengeschaltet - dadurch könnte dieses Problem (etwas) entschärft sein. Sagt die Doku des Umformers irgendetwas zu diesem Thema?
Ich habe leider nicht gefunden, mit welcher Auflösung der AD-Wandler der Logo arbeitet.
2. Für meinen Geschmack (d.h. ich weiss, dass viele es nicht so sehen) fehlt der D-Anteil. Der PI-Regler der Logo ist eben kein PID-Regler.
Der D-Anteil kann dem Überschwingen entgegenwirken.
3. Die Zeiten für das Aufheizen und das Abkühlen sind vermutlich sehr unterschiedlich, wodurch sich das Überschwingen wohl beim Aufheizen heftiger bemerkbar macht als beim Abkühlen. Wie sehr stört denn die Luft, die zum Mischen ins Wasser gedrückt wird? Mischt sie sich kontinuierlich ein oder wird sie an- und ausgeschaltet?

Ich finde, mit den ±0,5 K, die Du bereits erreicht hast, kannst Du schon recht zufrieden sein.
±0,5 K sind - bezogen auf 326 K - immerhin ±0,15% und das sieht doch gar nicht so übel aus!!!

PS:

Die logo hat bei den AI einen Wertebereich von 0-1000

Stimmt - das hatte ich wohl auch gefunden - und nicht drauf reagiert.​

Ist wirklich nicht so toll hochauflösend. Da ist man schon sehr auf die Mithilfe eines MessUmformers angewiesen.

 

[RedCali]

die Logo hat 10 bit, stellt aber nur 0-1000 zur Verfügung
4qm Wasser an der Auflösungsgrenze auf 0,1° genau regeln - ich habe da so meine zweifel das man das hin bekommt :-D

Mal ganz davon abgesehen ist die Temperatur im Behälter bestimmt nicht über das ganze Volumen homogen, möglicherweise macht schon eine andere Position des Aufnehmers das Ergebnis unbrauchbar

Wie Heinileini auch schon geschrieben hat, mit 0,5° wäre ich in der Konstellation mehr als zufrieden

 

[Heinileini]

4qm Wasser an der Auflösungsgrenze auf 0,1° genau regeln - ich habe da so meine zweifel das man das hin bekommt:-D

Mal ganz davon abgesehen ist die Temperatur im Behälter bestimmt nicht über das ganze Volumen homogen, möglicherweise macht schon eine andere Position des Aufnehmers das Ergebnis unbrauchbar.

​

Da muss man das Wasser so heftig umwälzen, dass man allein dadurch schon das Wasser aufheizt

PS:
Bei 100°C hat der Pt100 138,51 Ohm.
Man müsste den MessStrom so wählen, dass bei 100°C der SpannungsAbfall am Pt100 die Obergrenze 10 V erreicht.
Dass man im Bereich 0 K … 273 K gar nicht messen will, führt sehr schnell zu dem Irrtum, dass man diesen Bereich nicht berücksichtigen muss.
Er ist und bleibt vorhanden und "verschwendet" 73% des MessBereichs - solange die Spannung gegen Masse gemessen wird.
D.h. wir haben bei der Messung mit Stufen von mindestens 1/3 K zu kämpfen und damit ist die Einhaltung von ±0,5 K schon mehr, als man erwarten kann.

 

[Ignaz010]

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Ja die Luft läuft immer, Sprudelt die ganze Zeit wie stark kochendes Wasser^^ die Lufttemperatur ist um die 30 Grad, das Wasser wird etwa 0,1 Grad Kälter pro 4 Minuten.
Die Temperatur fällt ziemlich genau um 0,5 Grad und überschwingt um etwa 0,45 Grad und das nur weil die Temperatur zu spät anfängt zu Steigen und dann die Gespeicherte Wärme im Plattentauscher das Wasser um 0.8 Grad aufheizt.
Mit dem Messumformer und der Logo sollte ich eine Messgenauigkeit von fast 0,1 Grad haben.
Ich habe mir auch schon Überlegt anstelle des Reglers eine Mathematische Gleichung zu erstellen.

 

[nofx]

Hallo,

evtl den Pt100 gegen einen Pt1000 tauschen -> https://blog.wika.de/know-how/pt100-pt1000-oder-ntc-welches-messelement-ist-das-richtige/

Zwei-, drei- oder vierdrahtmessung? -> https://blog.wika.de/know-how/pt100-in-2-3-oder-4-leiter-schaltung/

Wie träge ist die Meßeinrichtung? Messfühler sitzen ja normalerweise in einer T-Messhülse, sprich zb. aufgebohrter Blindflansch DN25/20 mit Innengewinde wo die Meßsonde eingeschraubt ist. Findet ja eine Medientrennung zwischen der zu messenden Flüssigkeit und derjenigen die die Sonde umgibt statt.


Wenn vorhanden, mal mit ner Laserpistole o. dgl. die Oberflächentemperatur der Flüssigkeit zum Vergleich durch nen Schauglas oder offenen Stutzen messen.

Aber es grenzt eher an ein aussichtsloses Unterfangen...

Gruß

 

[Ignaz010]

Ich habe eine Dreileitermessung, daher ist der PT100 schon gut. Der PT100 ist ein Langer Stab der direkt im Wasser ist. Reverenzmessungen habe ich natürlich gemacht, da der Behälter gegen oben offen ist, habe ich natürlich das Wasser direkt gemessen.

 

[Heinileini]

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. . . und das nur weil die Temperatur zu spät anfängt zu Steigen und dann die gespeicherte Wärme im Plattentauscher das Wasser . . . aufheizt.

Ich habe mir auch schon Überlegt anstelle des Reglers eine Mathematische Gleichung zu erstellen.

Temperatur näher am PlattenTauscher messen?

Mit der mathematischen Gleichung realisierst Du dann vermutlich einen P-Regler?

 

[Ignaz010]

währ eine Überlegung Wert.
Dass währen dan genaue Anweisungen bei welcher Temperatur er was macht.

 

[nofx]

Hallo,

dann kannst dich ja auch empirisch dem Sollwert nähern, wenn ansonsten immer konstante Werte vorhanden sind.

Es kühlt um -0,5°C v. Sollwert ab und heizt 0,48°C über den Sollwert. Dann lasse den Platten-WT doch einfach mal die Hälfte der Zeit laufen und messe, welche T sich einstellt, usw. usf.

Gruß

 

[Ignaz010]

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Dass ist ja genau mein Problem, das ich es am PI-Regler nicht hinbekomme, dass er kürzer läuft

 

[nofx]

Ähm im Moment ist er doch auf 53°C eingestellt oder? Schaltet aber erst quasi bei 53,48°C??
Dann stelle ihn doch auf 52,8 ein und schaue, was passiert. Glaube nicht, dass das Problem im PI Bereich liegt, eher in der Trägheit der Messung etc.

 

[Ignaz010]

Dass bleibt dan ja bei den +-0,5°C, also wird es dann einfach 52,3 kalt und 53,3 Warm

 

[nofx]

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da gehe ich von zwei kreisläufen aus, einmal zum "erhitzen", ein mal zum "kühlen", also zwei Eingabe-Temperaturen.

Also bei 52,8 Platten-WT ausschalten, bei 52,5 einschalten.

 

[Ignaz010]

jetzt schaltet er ja eigentlich bei 52,8 ein fählt wegen der Trägheit auf 52,5 runter und ist bei 52,8 auch wieder ausgeschaltet.
Aber ja, eigentlich könnte ich zwei gegelungen Machen die ja nach Temperatur Aktiv sind. Werde ich Morgen oder Übermorgen mal ausprobieren.