Step 7 Regelung mit dem FB41 aufbauen?

[Kaewien]

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Hallo liebes Forum,

ich versuche mich gerade mit dem Thema Regelung und merke, dass ich noch viel lernen muss.

Also folgende Ausgangssituation: Es ist ein Anmaischbehälter vorhanden dessen Dichte mit Salz verändert wird.
Bisher ist die Salzdosierung über ein Sollwert (U/min) händisch vorzunehmen.
Die Dichte wird alle paar Stunden ebenfalls händisch bestimmt.


Jetzt wird demnächst eine Dichtemessung von E&H eingebaut und die Dichte somit kontinuierlich bestimmt. Diese soll über einen analogen Eingang in der Steuerung eingelesen werden.
Meine Frage nun: Ist der FB41 die richtige Wahl um die Salzdosierung über einen analogen Ausgang in Abhängigkeit der Dichte anzusteuern?
Und was für einen Regler wäre sinnvoll? P, PI, PD, PID?

Gibt es eine verständliche Beschreibung um solch Regelalgorithmen zu verstehen?

Mit freundlichen Grüßen
Kevin

 

[de vliegende hollander]

Hallo Kevin,

Funktionsbeschreibungen vom Regler gibt es sehr viele online.
z.b.
https://de.wikipedia.org/wiki/Regler

Der FB41 CONT_C und eingestellt als PI ist denke ich ein gute Wahl um das Regelverhalten beim Erst Inbetriebnahme zu testen.

Ausser du hast ein 1200er SPS. Dann brauchst du der Compackt Regler.

Bram

 

[borromeus]

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Meine Frage nun: Ist der FB41 die richtige Wahl um die Salzdosierung über einen analogen Ausgang in Abhängigkeit der Dichte anzusteuern?

Ja- wahrscheinlich schon, siehe unten.

Und was für einen Regler wäre sinnvoll? P, PI, PD, PID?

Nun, das hängt davon ab wie Deine Anlage und Deine Regelstrecke "funktioniert".
Wir der Behälter befüllt und dann die Dichte gestellt und dann entleert? Oder wird ständig Flüssigkeit und Salz zugesetzt und gleichzeitig was entnommen?

Wie schnell löst sich das Salz?

Was hast Du für ein Stellorgan? Sprich wie kommt das Salz in den Behälter?



Wenn das nun ein Chargenbehälter ist, also wo eine Charge angemischt wird und danach entleert wird und das Salz schnell lösend ist wäre vielleicht auch ein einfacher Grenzwert ausreichend, da bräuchte man dann gar keine Regelung.

Wie Du siehst hängt die Antwort von der Anlagenphysik ab.

Gruß
Karl

 

[Kaewien]

Nun, das hängt davon ab wie Deine Anlage und Deine Regelstrecke "funktioniert".
Wir der Behälter befüllt und dann die Dichte gestellt und dann entleert? Oder wird ständig Flüssigkeit und Salz zugesetzt und gleichzeitig was entnommen?

Es ist ein circa 40m³ großer Vorlagenbehälter für einen Censor (Zentrifuge). Der Censor wird ständig mit circa 50m³/h aus dem Behälter beschickt. Die Ausschleusung des Censors wird in den Behälter zurückgeführt . Der Wasserstand ist unterschiedlich und schwankt recht stark - dieser wird händisch nachgefüllt.

Wie schnell löst sich das Salz?

Das ist jetzt doch schwer zu sagen für mich. Meines Erachtens nach dauert es vielleicht 5-15 Minuten.

Was hast Du für ein Stellorgan? Sprich wie kommt das Salz in den Behälter?

Das Salz wird mit eine kleine Förderschnecke ständig zugeführt und im Behälter eingerührt.


Alles im allem ist die ganze Salzgeschichte recht träge.

Ich verwende eine CPU 315-2DP

 

[borromeus]

Nun, ich würde das mal mit einem PI Regler probieren.
Wenn der Rücklauf vom Censor sehr salzhaltig ist könntest Du die Menge, falls bekannt, als Störgröße auf Deinen Regler aufschalten.
(Auch umgekehrt, wenn eine große Menge vom Censor kommt die eben kein Salz hat).
Der FB41 kann das.

Bedenke, dass Du aktiv nur mehr Salzkonzentration bewirken kannst und nur über die Zeit (Verdünnung) es wieder weniger wird. Das heisst es wird ein "schwacher" PI-Regler werden, Du kannst Dir ein Überschwingen, wie es bei einem Regler oft erwünscht ist nicht so reicht leisten.
(Wobei auch hier das Verhalten vorort zu beobachten wäre, wie schnell die Dichte sinkt wenn kein Salz zugeführt wird).

 

[FKJ]

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Hallo

Falls es Dir um eine verständliche Erklärung von Regelkreisen geht, schau mal hier.

http://www.jumo.de/de_DE/support/faq-weiterbildung/literatur/themen/regelungstechnik/FAS525.html

P.s. Find ich sehr gut gemacht.

 

[Kaewien]

Nun, ich würde das mal mit einem PI Regler probieren.
Wenn der Rücklauf vom Censor sehr salzhaltig ist könntest Du die Menge, falls bekannt, als Störgröße auf Deinen Regler aufschalten.
(Auch umgekehrt, wenn eine große Menge vom Censor kommt die eben kein Salz hat).
Der FB41 kann das.

Der Rücklauf ist eigentlich genauso salzhaltig wie die Maische selbst. Von dem Rücklauf wird auch das Wasser zur Dichtemessung genommen, weil dort keine Fremdkörper enthalten sind.

Die Schwankungen kommen hauptsächlich von dem Material, das dem Anmaischbehälter zugegeben wird. Je mehr Material, desto mehr Volumen bei gleicher Wassermenge und umgekehrt.
Ich habe darüber sinniert eine Füllstandregelung zu realisieren.

In was für eine Form wird die Störgröße aufgegeben und wie wird die bewertet?

Bedenke, dass Du aktiv nur mehr Salzkonzentration bewirken kannst und nur über die Zeit (Verdünnung) es wieder weniger wird. Das heisst es wird ein "schwacher" PI-Regler werden, Du kannst Dir ein Überschwingen, wie es bei einem Regler oft erwünscht ist nicht so reicht leisten.
(Wobei auch hier das Verhalten Vorort zu beobachten wäre, wie schnell die Dichte sinkt wenn kein Salz zugeführt wird).

Die Salzlösung sollte nach Möglichkeit doch recht konstant bleiben. Es ist im Prinzip ein normales Salz wie wir es kennen, welches halt nicht die Reinheit hat wie Speisesalz und etwas gröber ist. Es lässt sich schon mit der stetigen Dosierung gut lösen.

Du meinst ein PI-Regler wäre eine gute Variante? Weswegen? Warum sollte der Differential-Anteil raus?

Hallo


Falls es Dir um eine verständliche Erklärung von Regelkreisen geht, schau mal hier.


http://www.jumo.de/de_DE/support/faq-weiterbildung/literatur/themen/regelungstechnik/FAS525.html


P.s. Find ich sehr gut gemacht.

Danke, ich werde da mal reinschauen.

 

[borromeus]

Der Rücklauf ist eigentlich genauso salzhaltig wie die Maische selbst. Von dem Rücklauf wird auch das Wasser zur Dichtemessung genommen, weil dort keine Fremdkörper enthalten sind.

Wie lange bleibt das Medium im der Zentrifuge?
Wenn Du nur den Rücklauf misst werden dadurch entsprechende Totzeiten entstehen.
Das sollte man beim Entwurf des PI-Reglers berücksichtigen.

Sprich:
Du mischt Salz in den Vorlagebehälter, misst das Ergebnis aber erst wenn es von der Zentrifuge zurückgepumpt wird.
Ich hoffe da ist kein Behälter dazwischen. Zu lange Totzeiten lassen sich mit einem PI(D) Regler in der Regel nicht lösen.

Im Chemieanlagenbau haben wir in der Regel bei Niveaus P-Regler, der Rest sind PI- Regler.
PID-Regler sind die absolute Ausnahme. In deinem Fall sehe ich jedenfalls keinen Grund für einen PID- Regler.
Der Prozess, so wie beschrieben, schreit nach einem PI-Regler.

Wenn der Rücklauf dieselbe Dichte wie der Vorlauf hat und die Dichte ohnehin nur dort gemessen wird, gibt es keine Störgröße.

 

[Kaewien]

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Verzeihung, dass ich mich jetzt erst wieder melde.
Alle Kollegen sind zur Zeit krank und im Urlaub.

Wie lange bleibt das Medium im der Zentrifuge?
Wenn Du nur den Rücklauf misst werden dadurch entsprechende Totzeiten entstehen.
Das sollte man beim Entwurf des PI-Reglers berücksichtigen.

Die Lösung ist circa 10 Sekunden in der Zentrifuge. Grob geschätzt.

Also verstehe ich die Totzeit als die Zeit, die das Medium benötigt, um von der Mischstelle (Anmaischbehälter) bis zur eigentlichen Messung zu gelangen?

Ich hoffe da ist kein Behälter dazwischen. Zu lange Totzeiten lassen sich mit einem PI(D) Regler in der Regel nicht lösen.

Nein es ist kein Behälter dazwischen.
Was wäre eine zu große Totzeit?

Wenn der Rücklauf dieselbe Dichte wie der Vorlauf hat und die Dichte ohnehin nur dort gemessen wird, gibt es keine Störgröße.

Dann gibt es keine Störgröße.

Ich werde demnächst mal ein FB41 beschalten, wie ich es nun denke, dass es richtig ist und werde den mal zeigen.

Bis dahin schon mal vielen Dank!