Regelung von 3 und mehr Durchflüsse (Durchflussteiler)

[xEs1710]

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Hallo zusammen!
Ich stehe vor einem mittelschwerem Problem. Und zwar soll ich eine Ventilsteuerung programmieren, der die Durchflüsse über 3 und mehr (variabel) Wege korrekt verteilt.

Also: 1 großer Zulauf, der 3 und mehr Abzweigungen hat. In diesen Abzweigungen sind Ventile (0-100%) und Durchflussmesser (neuer Wert alle 3-5 Sekunden!). Der Zulauf ist erstmal konstant. Die Sollwerte in den Abzweigung sind variabel, in Summe aber immer gleich. Alle Abzweigungen haben einen unterschiedlichen Widerstand (=alle Ventile 100% offen ergeben unterschiedliche Durchflüsse) und 1 Ventil von allen Abzweigungen muss immer zu 100% geöffnet sein.

Mehr ist das nicht..

Man kann sich jetzt vorstellen, dass wenn man 1 Ventil fährt, sich der Durchfluss in den anderen Abzweigungen unterschiedlich ändert. Regel ich alle Ventile gleichzeitig, so findet das nie ein Ende.

Wie würdet Ihr hier vorgehen? Habt Ihr einen Ansatz?

Software TIA Portal V17, WinCC V17.

Vielen Dank vorab!

Beste Grüße Basti

 

[Timbo]

Hallo Basti,

wie genau muss der Durchfluss hinter den Ventilen geregelt werden?
Warum muss ein Ventil 100% offen sein?

Was für eine Anlage ist das überhaupt? Kühlwasser? Heizung?

Gruß tim

 

[xEs1710]

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Hallo Tim,

Ein Ventil soll zu 100% offen sein, sodass möglich geringe Gesamtwiderstände erreicht werden.

Schlecht wäre:
Ventil 1: 84%
Ventil 2: 65%
Ventil 3: 68%
...

Wenn z.B. auch funktionieren würde:
Ventil 1: 100%
Ventil 2: 81%
Ventil 3: 84%
...

Eine Totzone von 3%-5% wäre denkbar.

Danke ;-)

 

[Timbo]

Hallo Basti,

was für eine Anlge ist das?

 

[xEs1710]

Unterschiedlich. Mal Heizkreise, mal eine einfache Wasserverteilung, mal dies, mal das.

Die Verbraucher/Kunden/wer auch immer in den Abzweigung fordern unterschiedlich viel Wasser an.

 

[Timbo]

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Unterschiedlich. Mal Heizkreise, mal eine einfache Wasserverteilung, mal dies, mal das.

Die Verbraucher/Kunden/wer auch immer in den Abzweigung fordern unterschiedlich viel Wasser an.

Du musst eine Regelung der Heizkreise anders an gehen wie eine Wasserverteilung.
Bei Heizkreisen wird z.B. Ein Kreislauf oft nicht geregelt um sicher zu stellen das immer Durchfluss möglich ist. somit geht die Heizung nicht wegen überdruck in Störung. Hierfür wird oft der Flur oder Gäste WC genommen.

Bei der Wasservertielung verhält es sich anders. Hier darf in der Regel der durchfluss bei den einzelnen Strängen nicht unterschritten werden. Bei Kühlwasseranlagen wird das ganze oft Druck geregelt realisiert.

Wie du siehst alles unterschiedliche Ansätze.


Wenn du ohne diese Überlegungen daran gehen möchtest würde ich folgenden Weg gehen:

Ventil 1 --> 100% auf solange Ventil 2 oder Ventil 3 nicht größer 85% geöffnet sind. Sollte eines der Ventile über die 85% kommen muss Ventil 1 langsam schließen bis das max von 85% auf den anderen Ventilen wieder erreicht ist.
Ventil 2 und Ventil 3 --> Durchfluss Regelung mit z.B. 3% Totband und träge eingestellt.


Die Werte sind dann auf die jeweilige Anlage an zu passen.


Wie oben schon geschrieben kann ich das aber nicht für alle Anlagen empfehlen.

Gruß Tim

 

[xEs1710]

Moin Tim und danke für die Idee,

es ist tatsächlich so, dass in der Regel nur stumpf auf Soll- und Istwerte in den Strängen geschaut wird. Total egal was dahinter kommt.

Die Anzahl der Stränge variiert. Mal sind es 3, mal 7. Und diese können während des Betriebes auch einzeln deaktiviert werden. (Ventil ZU)

Die Idee, dass Ventil 1 den anderen entgegen kommt ist nicht gewünscht. Dieses Ventil soll so lange offen bleiben, wie die Durchfluss OK oder zu gering ist. Würde der Durchfluss Ventil 1 überschritten, so macht dieses zu -> bedeutet ein anderes Ventil wird zeitgleich zu wenig Durchfluss haben und öffnen.

Wenn die Ventilstellungen z.B. so aussehen:
Ventil 1: 97%
Ventil 2: 100%
Ventil 3: 17%
..
kann auch alles OK sein.

Sehen die Stellungen so aus:
Ventil 1: 67%
Ventil 2: 21%
Ventil 3: 73%
..
müsse man alle Ventile öffnen, sodass der Druck in den Leitungen möglichst niedrig ist (1 Ventil zu 100% offen; alle Durchflüsse OK)

Also ich mache keine Ventilstellung abhängig von anderen Stellungen. Am Ende muss immer mindestens 1 Ventil zu 100% geöffnet sein. Das ist natürlich nicht immer Ventil 1.

 

[blackpeat]

Hast du denn in jedem Strang eine Durchflussmessung oder nur im Zulauf?

 

[xEs1710]

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Hast du denn in jedem Strang eine Durchflussmessung oder nur im Zulauf?

In jedem Strang.

 

[Blockmove]

Mal ganz blöd gefragt:
Wenn die Forderung besteht, dass ein Ventil 100% offen sein muss, brauchst du dann überhaupt eine Regelung oder reicht da eine Steuerung (simple Sollwertvorgabe)?

 

[xEs1710]

Die Sollwerte in den Strängen ändern sich ständig. Also grob alle 5 Minuten, sodass nachkorrigiert werden muss.

Wie sehe so eine Steuerung aus? Einfach grob über Schleifen: Wenn zu gering, mach auf. Wenn zu viel, mach zu?

 

[Timbo]

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ich verstehe die Anforderung nicht.
Ist zu kleiner Durchfluss zum Nachteil?
Ist zu großer Durchfluss zum Nachteil?
Was ist in dem Strang in dem das Ventil zu 100% geöffnet ist? dort ist der Durchfluss egal

Alle 5 Min die Ventile auf eine neue Größe zu setzen ist ja kein Problem aber worauf ist hier zu achten?

Am besten ist mal eine Skizze und Erklärung welche Parameter zwingend einzuhalten sind.

 

[xEs1710]

Hallo Timbo,

es soll eine Soll- zu Istwert Regelung stattfinden. Zu niedriger oder zu hoher Durchfluss soll ausgeregelt werden. Totzone 3%-5%.

Der Durchfluss wird doch nur über die verschiedenen Leitungswiderstände beeinflusst. Nochmal das Beispiel von eben:

Möglichkeit 1:
Ventil 1: 84%
Ventil 2: 65%
Ventil 3: 68%

Möglichkeit 2:
Ventil 1: 100%
Ventil 2: 81%
Ventil 3: 84%

Bei beiden Möglichkeiten können die Durchflüsse genau richtig sein, nur dass bei 'Möglichkeit 2' der Leitungsdruck niedriger ausfallen würde als bei 'Möglichkeit 1'.

 

[Plan_B]

Die Anforderungen beissen sich irgendwie. Da die Strecken über einen gemeinsamen Zulauf verbunden sind, kommt es zwangsläufig zu gegenseitiger Beeinflussung. Es sei denn, der Vordruck wird auch geregelt, dann ergibt die Forderung nach min 1x 100% Sinn.

 

[xEs1710]

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Jap. Nehmen wir an der Zulauf wird konstant auf 1000l/h gehalten.

Diese 1000l/h sollen jetzt aufgeteilt werden. Möglichst schnell - mit dem Ziel irgendwann alle ausgeregelt zu haben und ein Ventil 100% offen.

 

[blackpeat]

Wenn aber gesamt nur 800 l/h benötigt werden kann man ja nicht irgendwas auf 100% drehen. Dann ist irgendwo zuviel Durchfluss.

 

[Heinileini]

Wie sehe so eine Steuerung aus? Einfach grob über Schleifen: Wenn zu gering, mach auf. Wenn zu viel, mach zu?

Wo wird denn gemessen, ob "zu gering" oder "zu viel"? Wenn hinter den StellGliedern, dann ist auch dies eine Regelung.

 

[xEs1710]

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Wenn aber gesamt nur 800 l/h benötigt werden kann man ja nicht irgendwas auf 100% drehen. Dann ist irgendwo zuviel Durchfluss

Okay. Nochmal anders: Der Zulauf gibt eine beliebige Menge Wasser durch. Alle Stränge messen nun einen Durchfluss - die Summe aller Stränge ist der Durchfluss im Zulauf.

Dieser wird konstant gehalten und soll in den unterschiedlichen Strängen verteilt werden. SW_Durchfluss_Strang_1 = Durchfluss_Zulauf * Faktor_Strang_1 / Summe(Faktor_Strang_1 .. n);

Wo wird denn gemessen, ob "zu gering" oder "zu viel"? Wenn hinter den StellGliedern, dann ist auch dies eine Regelung.

Jap, es wird im Strang gemessen, direkt am Stellglied.

Die Frage: Wie regle ich das am besten wenn ich auch mal 10 Stränge habe?

 

[Mecha2211]

Ist das eine praktische Fragestellung? Oder eher Schul/Uniaufgabe?

 

[xEs1710]

Ist das eine praktische Fragestellung? Oder eher Schul/Uniaufgabe?

Das ist tatsächlich eine praktische Fragestellung. Wieso kommst du auf Schulaufgabe? Wenn es dir zu einfach vorkommt, so wäre ich für einen Gedankenanstoss sehr dankbar...