TIA PID-Temp - Temperatur als Output

[joachim93]

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Hallo zusammen,

ich würde gerne meinen Kühler mit dem PID-Temp regeln (habe iene 1516-3 PN/DP).
Der Temperatursensor im Reaktor kann eine Temperatur von 0 bis 70°C erfassen, das Öl in meinem Kühler Werte von -50 bis +105°C annehmen.
Der Reaktor hat außen einen Mantel der vom Öl des Kühlers durchströmt wird.

Mein Problem ist, dass ich meinem Kühler nur seine Solltemperatur vorgeben kann, der Regler aber nur %-Werte ausgibt, also von 0 bis 100% kühlen und 0 bis 100% heizen.
Weiß jemand ob man auch eine Temperatur als Ausgabewert bekommen kann oder hat eine Idee wie man das am besten umrechnen könnte?

Danke!!

 

[Staubsauger]

Wenn du deinem Kühler eine Solltemperatur vorgeben musst, steckt doch der Regler im Kühler, oder?
Wenn du eine Temperatur hast und auch wieder eine ausgeben möchtest, was genau soll dein Regler tun?

Oder verstehe ich da was falsch?

 

[Nost]

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Skalier doch einfach 0-100% in -50°C...105°C um.

 

[Plan_B]

Skalier doch einfach

Knoten im Kopf.
Was hat der Reglerausgang mit ner Temperatur für eine Beziehung?
Sicher kann man DeltaT×kp als °C darstellen, aber welchen Sinn hat dies?

 

[Blockmove]

Knoten im Kopf.
Was hat der Reglerausgang mit ner Temperatur für eine Beziehung?
Sicher kann man DeltaT×kp als °C darstellen, aber welchen Sinn hat dies?

Wahrscheinlich ist die Solltemperatur des Kühlers einfach die Stellgröße. Auf nix anderes als z.B. eine Mischerstellung.
Da habe ich auch schon anstelle der üblichen 0-100% mal 0-90° Winkelstellung erlebt.

 

[cycon]

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Du kannst im Tia-Portal den Norm_X Baustein verwenden und dir damit deine Solltemperatur von -50-105°C in 0-100% umwandeln.
Hier ein Beispiel:










Oder habe ich deine Fragestellung falsch verstanden?

 

[joachim93]

Wenn du deinem Kühler eine Solltemperatur vorgeben musst, steckt doch der Regler im Kühler, oder?
Wenn du eine Temperatur hast und auch wieder eine ausgeben möchtest, was genau soll dein Regler tun?

Oder verstehe ich da was falsch?

Der Kühler hat auch einen Sensor der die Badtemperatur des Öls misst, das ist richtig.
Ein weiterer Temperatursensor steckt aber in der Flüssigkeit die IM Reaktor ist.

Der Temperatursensor selbst ist nicht mit dem Kühler verbunden, nur mit der CPU. Und die CPU wiederum auch mit dem Kühler.

Skalier doch einfach 0-100% in -50°C...105°C um.

Da der Kühler nicht nur Kühlen sondern auch heizen kann und ich daher zwei %-Ausgabewerte von PID-temp erhalte eher schlecht?

Knoten im Kopf.
Was hat der Reglerausgang mit ner Temperatur für eine Beziehung?
Sicher kann man DeltaT×kp als °C darstellen, aber welchen Sinn hat dies?

Dass ich dem Kühler nur seine Solltemperatur vorgeben kann. Klar könnte ich ihm auch einfach den Setpoint direkt geben, aber der Gedanke wäre, dass wenn bei einer z.B. exothermen Reaktion die Temperatur im Reaktor schnell ansteigt, der Temperatursensor IM Reaktor das schneller erfasst als dass sich die Temperatur der Öls ändert (zeitverzögert). Der Temperatursensor erfasst es also, gibt es an die CPU, die daraufhin eine entsprechende Solltemperatur an den Kühler geben soll, welcher wiederum der Temperaturänderung so schon früher entgegensteuern kann.

Ich hoffe ich konnte das so verständlich erklären

 

[Heinileini]

Da der Kühler nicht nur Kühlen sondern auch heizen kann und ich daher zwei %-Ausgabewerte von PID-temp erhalte eher schlecht?

Ja sag mal, geht's noch? Was wolltest Du uns denn noch alles verschweigen?

Zwei Ausgabewerte? Das dürfte wohl ein einziger Wert sein, der positiv oder negativ werden kann.

... aber der Gedanke wäre, dass wenn bei einer z.B. exothermen Reaktion die Temperatur im Reaktor schnell ansteigt, ...

Huch!???

Ich hoffe ich konnte das so verständlich erklären

Heisst das, Du hast jetzt keine weiteren Überraschungen für uns im Ärmel?

Dass Du Deinem Kühler einen TemperaturWert als SollWert vorgeben sollst, sollte Dich nicht weiter stören.
Aber stör Dich bitte auch nicht daran, wenn Dein "übergeordneter" Regler dem Regler Deines Kühlers einen stärker schwankenden Sollwert vorgeben sollte, als Du erwarten würdest.

 

[joachim93]

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Nein keine weiteren Überraschungen, das wars.
Der PID-Temp gibt für eine Temperaturregelung, bei der sowohl heizen als auch kühlen möglich ist, sowohl einen Heizwert in % als auch einen Kühlwert in % aus.
Oder macht es mehr Sinn den PID-Regler nur auf Heizen einzustellen - dann bekommt man nur einen Heizwert in %?
Meiner Meinung nach aber nicht, da falls der gewünschte Wert unterhalb des Istwertes liegt, der Wert einfach 0% wäre?!

Was wäre denn dein Lösungsvorschlag? Kann leider keinen rauslesen?

 

[Heinileini]

Nein keine weiteren Überraschungen, das wars.

Der PID-Temp gibt für eine Temperaturregelung, bei der sowohl heizen als auch kühlen möglich ist, sowohl einen Heizwert in % als auch einen Kühlwert in % aus.

Das ist durchaus Praxis-nah und absolut okay. Je nach Anwendung hat man ja oft den Fall, dass entweder nur aktiv geheizt oder nur aktiv gekühlt wird, während das Kühlen durch Nicht-Heizen bzw. das Heizen durch Nicht-Kühlen realisiert wird.
Die getrennten Werte für Heizen und Kühlen kann man aber dennoch als einen einzigen Wert auffassen, der z.B. bei positiven Werten "Heizen" bedeutet und bei negativen Werten "Kühlen". Es ist lediglich ein kleiner Service seitens des Reglers, wenn er diese Aufspaltung beinhaltet, die man auch problemlos selbst vornehmen könnte.

Oder macht es mehr Sinn den PID-Regler nur auf Heizen einzustellen - dann bekommt man nur einen Heizwert in %?

Eigentlich gibt es am Regler nix entsprechendes einzustellen. Gibt er z.B. einen negativen Stellwert aus und man kann nicht aktiv kühlen, dann tut man nix ausser zu warten, bis der Stellwert wieder positiv wird und man wieder heizt.

Meiner Meinung nach aber nicht, da falls der gewünschte Wert unterhalb des Istwertes liegt, der Wert einfach 0% wäre?!

Anscheinend hast Du ja die Möglichkeit, aktiv zu heizen und aktiv zu kühlen. Vermutlich wird auch erwartet, dass Du von beiden Möglichkeiten Gebrauch machst.
Zu bedenken wäre aber auch, dass der EnergieVerbrauch durch abwechselndes Heizen und Kühlen enorm ansteigen kann, insbesondere, wenn die Regelung recht "nervös" auf kleine Änderungen reagiert. Unbedingt Hysterese einplanen!

Was wäre denn dein Lösungsvorschlag? Kann leider keinen rauslesen?

Ich wäre zunächst mal gaaanz vorsichtig bezüglich evtl. exothermer Reaktionen.
Ansonsten: wie bereits gesagt, nicht daran stören, wenn der Eingangswert des Kühlers eine Temperatur ist. Das kann man auch als mehr oder weniger heizen bzw. mehr oder weniger kühlen interpretieren.

 

[joachim93]

Danke dir!
Aber wie komme ich denn nun von den %-Werten (oder %-Wert) des Reglers auf den Eingangswert der Temperatur für den Kühler?

 

[NBerger]

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Denkst du da nicht zu kompliziert?

Brauchst du nicht einfach nur die Solltemperatur auf deinen Kühler legen und fertig?

 

[Heinileini]

Danke dir!
Aber wie komme ich denn nun von den %-Werten (oder %-Wert) des Reglers auf den Eingangswert der Temperatur für den Kühler?

Zunächstmal könntest Du Deine zwei ProzentAngaben zu einer zusammenfassen, z.B. die Ausgabe für Heizen positiv und die Ausgabe für Kühlen negativ. Ich gehe mal davon aus, dass diese beiden AusgabeWerte nicht gleichzeitig ungleich Null werden?

Jetzt kommt das Schwierigere. Du müsstest noch eine Differenz zu einem "neutralen TemperaturWert" bilden, so dass ein positives Ergebnis zum Heizen und ein negatives Ergebnis zum Kühlen führt.

 

[Plan_B]

Ich versteh es immer noch nicht.
An den Ausgang eines Reglers gehört ein Stellglied, für das 0-100% resp. auf den Weg skaliert mm oder Grad rauskommen.
Ausnahme: kaskadierte Regler, wo der erste den Sollwert für den zweiten berechnet.

Das wiederum kann man über die Formel deltaT × kp + offset runterrechnen. Dann käme aus dem Leitregler ein passender Temperaturwert für den Folgeregler.
Zumindest bin ich in der Vergangenheit so vorgegangen, wenn so ein Fall anlag.

Bei manch fertigen Bausteinen muss man dazu aber noch die Max/Min Begrenzung für den Ausgang anpassen, die ggf auf 0/100 steht.
Ohne Prozesskenntnisse könnte ich jz nix weiter dazu anmerken.

 

[Oberchefe]

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Das hier ist ein typischer Fall von kaskadiertem Regler. Nur dass sonst üblicherweise beide Regler in einer SPS sind.

SIOS

support.industry.siemens.com

 

[Heinileini]

Ich versteh es immer noch nicht.
An den Ausgang eines Reglers gehört ein Stellglied, für das 0-100% resp. auf den Weg skaliert mm oder Grad rauskommen.

Ja, ganz genau. Siehe weiter unten.

Ausnahme: kaskadierte Regler, wo der erste den Sollwert für den zweiten berechnet.

Das hier ist ein typischer Fall von kaskadiertem Regler. Nur dass sonst üblicherweise beide Regler in einer SPS sind.

I.A. beabsichtigt man eine bessere Regelung durch die Kaskadierung zu erreichen.
In der hiesigen Anwendung stellt die Kaskadierung eher eine Einschränkung bzw. Erschwernis der Betrachtung dar.
Erster Umweg: die Aufteilung auf Heizen und Kühlen.
Zweiter Umweg: der Missbrauch der TemperaturVorgabe für den "Kühler" anstelle einer "konventionellen" Stellgrösse.
Über den TemperaturSollwertEingang des Kühlers sollte zu beeinflussen sein, ob mehr oder weniger geheizt bzw. gekühlt werden soll.
Aber man wird dafür ein wenig "tricksen" müssen. Die Vorgabe in Prozent der Heiz- bzw. KühlLeistung mutet jedenfalls etwas neutraler und gewohnter an, als ein WorkAround, das erst noch "erarbeitet" werden muss und über das wir hier z.Z. eigentlich nur spekulieren können.

Bei manch fertigen Bausteinen muss man dazu aber noch die Max/Min Begrenzung für den Ausgang anpassen, die ggf auf 0/100 steht.

Ob solche Begrenzungen im Regler bereits vorgesehen sind oder nicht, ist eigentlich egal. Aber man sollte sich schon überlegen, ggfs so etwas nachzustricken. Ob und wenn ja welche "Übersteuerungen" vorkommen können und welche Auswirkungen sie haben könn[t]en, sollte man vorab bereits klären oder zumindest grob einschätzen können.

Ohne Prozesskenntnisse könnte ich jz nix weiter dazu anmerken.

Hat Dir der Weihnachtsmann wieder keine neue GlasKugel gebracht? Schnüff. Mir leider auch nicht.

 

[Plan_B]

Hat Dir der Weihnachtsmann wieder keine neue GlasKugel gebracht?

Doch. Siehe Avatar
Aber den informationsschwangeren Nebel hab ich noch nicht gesehen.

Was ich oben beschrieben hab, ist kein Workaround, sondern simples 1x1 das so ach funktioniert.
Meine Solaranlage rechnet auf die Art die Kollektorsolltemperatur für eine bestimmte Vor-/Rücklaufdifferenz aus, die bei mir die eigentliche Führungsgrösse ist. Stellglied ganz hinten ist dann die Pumpendrehzahl.

 

[Heinileini]

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Doch. Siehe Avatar

Congratulations! Jetzt, wo Du es sagst, sehe ich tatsächlich auch die GlasKugel!

Was ich oben beschrieben hab, ist kein Workaround, sondern simples 1x1 das so ach funktioniert.

Mit WorkAround hatte ich nicht etwas gemeint, das Du beschrieben hast, sondern die noch fällige Manipulation, die die StellGrösse an den TemperaturEingang des Kühlers anpassen soll.

Meine Solaranlage rechnet auf die Art die Kollektorsolltemperatur für eine bestimmte Vor-/Rücklaufdifferenz aus, die bei mir die eigentliche Führungsgrösse ist. Stellglied ganz hinten ist dann die Pumpendrehzahl.

Das kann ich jetzt auf die Schnelle nicht ganz nachvollziehen, aber Du machst mir Hoffnung, dass wir beide dieses WorkAround nicht als total unmöglich einschätzen.

 

[Onkel Dagobert]

... Gibt er z.B. einen negativen Stellwert aus und man kann nicht aktiv kühlen, dann tut man nix ausser zu warten ...

Heinileini, mit Verlaub, wäre das dann nicht ein offener Regelkreis?

 

[Heinileini]

Heinileini, mit Verlaub, wäre das dann nicht ein offener Regelkreis?

Halb offen, sozusagen?
Ist doch ganz normal, wenn nur in einer Richtung geregelt und in der anderen Richtung schlicht und einfach nur gewartet wird, dass irgendwelche geheimnisvollen "RückstellKräfte" genau das bewirken, was der Regler nicht aktiv beeinflussen kann.
Z.B. das Abkühlen in einer kühleren Umgebung. Wenn die Heizung z.B. nur heizen kann und man auf Klimatisierung verzichtet.
Es betrifft ja entweder nur den positiven oder nur den negativen Bereich der StellGrösse. Einer davon wird geregelt und der Regelkreis ist insofern nicht offen, aber der andere Bereich der StellGrösse kann dann durchaus offen sein, womit der Regler dann regelt und regelt, aber die Bemühungen gehen sozusagen ins Leere, weil die StellGrösse nichts gezielt umsetzen kann.