Regelung von 3 und mehr Durchflüsse (Durchflussteiler)

[Timbo]

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Ich habe dein System noch immer nicht ganz verstanden.
Was mir auch fehlt ist die Angabe welche Situation ist zu vermeiden. zu geringer Durchfluss? zu hoher Durchfluss?

Du wirst auch sehen wenn du die Durchflüsse änderst wird im Zulauf auch etwas passieren.
Eventuell hilft es dir wenn du prozentual rechnest.

Allerdings wird eine Änderung alle 5 min das Ganze nicht stabiler machen.

Eine Skizze und eine Beschreibung der Anlage hilft. Die Anzahl der Abgänge ist nachrangig wenn man schon mal die Funktion geklärt hat.

 

[Timbo]

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...

Nichts gegen dich, aber wir verstehen das System nicht was du realisieren möchtest. daher die berechtigte Frage.

 

[xEs1710]

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Nach oben hin bis zu 10 Stränge. Alle Stränge haben unterschiedliche "Verbraucher" - benötigen unterschiedlich viel Leistung. Diese Leistung kann variieren - so auch der Durchfluss.

 

[Mecha2211]

Wie blackpeat in #16 schon schrieb, wie soll das gehen?
Zu jedem Zeitpunkt muss doch gelten
Qkonst -( Qsoll1+Qsoll2+Qsoll3+....+Qsoll n)=0

 

[Blockmove]

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'.

Welche Sollgröße kommt von außen? Solldurchfluss gesamt oder Solldurchfluss DF1,DF2 und DF3 oder Leitungsdruck?
Oder anders gefragt: Was bestimmt das Verhältnis DF1 - DF2 - DF3?

 

[xEs1710]

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Welche Sollgröße kommt von außen? Solldurchfluss gesamt oder Solldurchfluss DF1,DF2 und DF3 oder Leitungsdruck?
Oder anders gefragt: Was bestimmt das Verhältnis DF1 - DF2 - DF3?

Die benötigte Leistung. Die vorhandene Leistung (Zulauf) wird auf die verschiedenen Stränge verteilt.

Wie blackpeat in #16 schon schrieb, wie soll das gehen?
Zu jedem Zeitpunkt muss doch gelten
Qkonst -( Qsoll1+Qsoll2+Qsoll3+....+Qsoll n)=0

Das ist ja korrekt und passt ja auch.

Jetzt sollen die Durchflüsse z.B. so sein:
Qsoll1= 354l/h
Qsoll2=450l/h
Qsoll3=196l/h

30 Minuten später evtl. so:
Qsoll1= 270l/h
Qsoll2=500l/h
Qsoll3=230l/h

Nur alle Ventile einfach frei regeln lassen führt zu einem schlechten Ergebnis. Alle würden sich gegenseitig behindern. Weiter noch das Problem mit -> 1 Ventil soll dabei immer komplett offen sein. Welches Ventil soll offen sein? -> Dieses, womit alle Durchflüsse erreicht werden.

 

[blackpeat]

Dein Zulauf ist also Konstant und die Summe der Sollwerte ergibt auch immer die Zulauf Menge?

 

[xEs1710]

Dein Zulauf ist also Konstant und die Summe der Sollwerte ergibt auch immer die Zulauf Menge?

Jap.

 

[Watchcat]

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Hmmm....

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);

Wenn man den Zulauf konstant lässt, kann nicht einfach irgendein Ventil auf 100% fahren. Das würde doch voraussetzen, dass andere Stränge mehr abnehmen, damit der Sollwert in dem Strang mit den 100% Ventil gehalten wird. Oder sehe ich das falsch?

 

[xEs1710]

Hmmm....

Wenn man den Zulauf konstant lässt, kann nicht einfach irgendein Ventil auf 100% fahren. Das würde doch voraussetzen, dass andere Stränge mehr abnehmen, damit der Sollwert in dem Strang mit den 100% Ventil gehalten wird. Oder sehe ich das falsch?

Es gibt ja in jedem Strang einen Sollwert der erreicht werden soll.

Mind. 1 Ventil soll dabei auf 100% stehen, da man davon ausgeht, dass so der maximal niedrigste Anlagendruck bei gleichzeitig richtigem Durchfluss erreicht wird.

 

[Watchcat]

Könntest du den Durchfluss am Zulauf auch regeln?
Wenn die Durchflussregelung für Stang 1 einen Stellwert von 87% ausgibt, könntest du dann den Stellwert auf 100% setzten und die Differenz an Durchfluss in l/h zwischen den 100% und 87% berechnen und am Zulauf abziehen.

 

[xEs1710]

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Könntest du den Durchfluss am Zulauf auch regeln?
Wenn die Durchflussregelung für Stang 1 einen Stellwert von 87% ausgibt, könntest du dann den Stellwert auf 100% setzten und die Differenz an Durchfluss in l/h zwischen den 100% und 87% berechnen und am Zulauf abziehen.

Zulauf ist und bleibt konstant.

Die benötigte Leistung. Die vorhandene Leistung (Zulauf) wird auf die verschiedenen Stränge verteilt.

Das ist ja korrekt und passt ja auch.

Jetzt sollen die Durchflüsse z.B. so sein:
Qsoll1= 354l/h
Qsoll2=450l/h
Qsoll3=196l/h

30 Minuten später evtl. so:
Qsoll1= 270l/h
Qsoll2=500l/h
Qsoll3=230l/h

Nur alle Ventile einfach frei regeln lassen führt zu einem schlechten Ergebnis. Alle würden sich gegenseitig behindern. Weiter noch das Problem mit -> 1 Ventil soll dabei immer komplett offen sein. Welches Ventil soll offen sein? -> Dieses, womit alle Durchflüsse erreicht werden.

Hier siehst du was erreicht werden soll mit Qsoll1..3

 

[Blockmove]

Es gibt ja in jedem Strang einen Sollwert der erreicht werden soll.

Also ist der Sollwert pro Abgang nur ein Minimalwert.

 

[xEs1710]

Also ist der Sollwert pro Abgang nur ein Minimalwert.

Nein, der Zielwert. Dieser Wert soll +-3% erreicht werden.

 

[Watchcat]

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Mal angenommen du nimmst den Strang der am nächtsen an seinem QstrangMax (maximaler Druchfluss Strang) ist und fährst ihn auf 100%, dann würden die anderen Regler wieder versuchen auf ihren QStrangSoll zu regeln und wegen der höheren Abnahme des anderen Stranges auch selbst ihren Stellwert erhöhen. Wenn die anderen Stänge es im realen System wieder auf ihren QstrangSoll schaffen, dann ist auch der Durchfluss für den 100%-Strang wieder ok (wenn "Qzulauf = Qstrang1 + Qstrang2 +n " und "Qzulauf = konstant").

Soweit einverstanden?

Wie sind sich das aber im realen System verhällt kann ich schwer einschätzen. Am besten langsam auf die 100% fahren.

 

[Holzmichl]

Grundsätzliche Fragen zum gewünschten Ablauf:

Was passiert, wenn Du Strang 1 zwangsmäßig auf 100% gesetzt hast und Strang 3 durch die Regelung auf 100% geht und seinen eigentlichen Sollwert nicht erreicht, da der Durchfluss gesamt zu wenig ist.
Wenn Du Strang 1 dann automatisch regeln lässt und dieser auf z.B. 60% einregelt und dann der Durchfluss auf Strang 3 ebenfalls zu hoch wird und wieder zurückregeln würde - wie soll dein Verhalten sein?

Nächster Fall:
Alle Stränge würden laut Sollwert bei 90% laufen. Ein Strang wird auf 100% manuell gesetzt, was bewirkt, dass auf den restlichen Strängen die Leistung nicht erreicht wird.

Hintergrund: Ich glaube hier schwingt sich relativ schnell alles mögliche auf, wenn die Sollleistung im Zulauf tatsächlich benötigt wird.

 

[xEs1710]

Mal angenommen du nimmst den Strang der am nächtsen an seinem QstrangMax (maximaler Druchfluss Strang) ist und fährst ihn auf 100%, dann würden die anderen Regler wieder versuchen auf ihren QStrangSoll zu regeln und wegen der höheren Abnahme des anderen Stranges auch selbst ihren Stellwert erhöhen. Wenn die anderen Stänge es im realen System wieder auf ihren QstrangSoll schaffen, dann ist auch der Durchfluss für den 100%-Strang wieder ok (wenn "Qzulauf = Qstrang1 + Qstrang2 +n " und "Qzulauf = konstant").

Soweit einverstanden?

Wie sind sich das aber im realen System verhällt kann ich schwer einschätzen. Am besten langsam auf die 100% fahren.

Grundsätzliche Fragen zum gewünschten Ablauf:

Was passiert, wenn Du Strang 1 zwangsmäßig auf 100% gesetzt hast und Strang 3 durch die Regelung auf 100% geht und seinen eigentlichen Sollwert nicht erreicht, da der Durchfluss gesamt zu wenig ist.
Wenn Du Strang 1 dann automatisch regeln lässt und dieser auf z.B. 60% einregelt und dann der Durchfluss auf Strang 3 ebenfalls zu hoch wird und wieder zurückregeln würde - wie soll dein Verhalten sein?

Nächster Fall:
Alle Stränge würden laut Sollwert bei 90% laufen. Ein Strang wird auf 100% manuell gesetzt, was bewirkt, dass auf den restlichen Strängen die Leistung nicht erreicht wird.

Hintergrund: Ich glaube hier schwingt sich relativ schnell alles mögliche auf, wenn die Sollleistung im Zulauf tatsächlich benötigt wird.

Ich zitiere mal direkt beide. Ich kann nicht einfach "irgendein" Ventil auf 100% setzen und die anderen nachregeln lassen. Im schlimmsten Fall sollen 10 Ventile gleichzeitig regeln. Das schaukelt sich nur auf.

Ich baue mir gerade eine Simulation auf. Ich schätze es wird in folgende Richtung gehen:
Welcher Istwert ist am weitesten vom Sollwert entfernt? (Positiv wie negativ) Dieses Ventil wird dann gefahren bis ein anderes Ventil eine größere Differenz zwischen Soll- und Istwert aufweist. Dieses wird dann geregelt. Es hat also immer nur 1 Ventil die Freigabe zu regeln.

Irgendwann sind alle Ventile im Sollbereich (inkl. Totzone), aber noch nicht unbedingt 1 Ventil auf 100%. Wenn dieser Fall eintritt, werden alle aktiven Ventile um 1% angehoben. Dadurch entstehen neue Differenzen und das System "schaukelt" sich weiter hoch, bis 1 Ventil die 100% hat und alle im Sollbereich sind.

 

[Holzmichl]

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Irgendwann sind alle Ventile im Sollbereich (inkl. Totzone), aber noch nicht unbedingt 1 Ventil auf 100%. Wenn dieser Fall eintritt, werden alle aktiven Ventile um 1% angehoben. Dadurch entstehen neue Differenzen und das System "schaukelt" sich weiter hoch, bis 1 Ventil die 100% hat und alle im Sollbereich sind.

Und wann entsteht der Fall, dass wieder nach unten geregelt wird?
Bzw was passiert, wenn die Anforderung der Stränge größer als die Zuleitung ist?

Alle Stränge würden laut Sollwert bei 90% laufen. Ein Strang wird auf 100% manuell gesetzt, was bewirkt, dass auf den restlichen Strängen die Leistung nicht erreicht wird.

 

[Blockmove]

Also ist der Sollwert pro Abgang nur ein Minimalwert.

Nein, der Zielwert. Dieser Wert soll +-3% erreicht werden.

Und wie soll das funktionieren, wenn der Zulauf konstant bleiben soll?

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%

Also zumindest ein Abgang muss doch in der Lage sein, die Überschussmenge aufzunehmen.
Anders ergibt doch dein Beispiel keinen rechten Sinn.
Deine Prozentangaben entsprechen dem Öffnungsgrad der Ventil und somit dem offenen Querschnitt.
Beispiel 1 sind also 217 Einheiten und Beispiel 2 sind 265 Einheiten.
Beide würden funktionieren, aber Beispiel 2 wäre besser. Der Zulauf wäre aber bei beiden gleich.

Wir reden hier von normalen Flussigkeiten?

 

[xEs1710]

Und wann entsteht der Fall, dass wieder nach unten geregelt wird?
Bzw was passiert, wenn die Anforderung der Stränge größer als die Zuleitung ist?

Das passiert nicht. Der Zulauf gibt die max mögliche Leistung vor und diese wird nur verteilt.

Und wie soll das funktionieren, wenn der Zulauf konstant bleiben soll?



Also zumindest ein Abgang muss doch in der Lage sein, die Überschussmenge aufzunehmen.
Anders ergibt doch dein Beispiel keinen rechten Sinn.
Deine Prozentangaben entsprechen dem Öffnungsgrad der Ventil und somit dem offenen Querschnitt.
Beispiel 1 sind also 217 Einheiten und Beispiel 2 sind 265 Einheiten.
Beide würden funktionieren, aber Beispiel 2 wäre besser. Der Zulauf wäre aber bei beiden gleich.

Wir reden hier von normalen Flussigkeiten?

Der Zulauf wird an anderer Stelle geregelt. Das ist aber ja nicht mein beschriebenes Problem
Je mehr Einheiten, desto besser.

Ja von 98% Wasser. ;-)