TIA Regelventil korrigiert ständig den Stellwert

uweschwarz

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Hallo, ich arbeite mit einer S7 1513-1 PN und TIA Portal V17. Mit eurer Hilfe habe ich meinen ersten Siemens Regler in Betrieb gesetzt und hoffe nun auf weitere Hilfe.

Wir haben ein Y-Stück (Eingang DN 65, Ausgang 1+2 DN25). In jedem der Rohre DN 25 sitzt ein Proportionalventil von Bürckert. Vor dem Y-Stück sitzt ein Gebläse, welches mittels ausgangsseitigem Drucksensor über einen FU den Druck möglichst stabil hält.

Ich habe für die Ventile je einen PIDCompact V2 genutzt und mit Hilfe der Funktion Nachoptimierung auch ganz gute Regelparameter ermitteln können. Dadurch, dass der Druck ein wenig schwankt (+/- 5mbar bei 500 mbar Sollwert) und der Regler des Gebläses immer ein wenig nachstellt, ist auch der Durchfluss nicht ganz konstant (<+/- 1 cbm/h) (+ Signalinstabilität). Als Folge öffnet und schließt das Magnetventil für die Steuerluft des Regelventils nahezu permanent. Intuitiv würde ich die Schaltspiele des Magnetventils gerne auf ein notwendiges Maß reduzieren.
Aber vielleicht ist das gar nicht notwendig?

Abgesehen davon würde ich gerne wissen, wie ihr das lösen würdet.

Mein Ideen dazu:
1. Einsatz eines Cont_C statt eines PID Compact V2

Ich verstehe den Begriff "Totzone" so dass, bei einer Totzone von z.B. 1% eine Regelabweichung von bis zu 1% vom Sollwert keine Korrektur des Stellwertes ausgegeben wird. Habe ich das richtig verstanden?
Die Regeldifferenz wird über eine Totzone geführt. Der Eingang "Totzonenbreite" bestimmt die Größe der Totzone.
DEADB_W >= 0.0 (%) oder eine physikalische Größe 1)
2. Einsatz eines Filter PT1 (für den Istwert) dessen Ausgang dann als Input für den PID Compact verwendet wird
3. PT1 Glied mit Cont_C

Vielen Dank schon mal für die Antworten.

VG Uwe
 
OP
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uweschwarz

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Keine Antworten? Woran liegts? Ich hoffe, ich habe niemanden verärgert. Wenn ja, wäre ich für einen Hinweis dankbar.
 

dekuika

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Wir haben ein Y-Stück (Eingang DN 65, Ausgang 1+2 DN25). In jedem der Rohre DN 25 sitzt ein Proportionalventil von Bürckert. Vor dem Y-Stück sitzt ein Gebläse, welches mittels ausgangsseitigem Drucksensor über einen FU den Druck möglichst stabil hält.

Wo genau sitzt der Drucksensor und wie stabil ist der Eingangsdruck?
 

Thomas_v2.1

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Mach am Besten mal eine Skizze davon. Vermutlich beeinflussen sich die beiden Regelstrecken der beiden Ventile gegenseitig. Wenn das eine etwas schließt, kommt dadurch automatisch mehr Luft auf das andere; öffnen das eine, bekommt die andere Seite dadurch weniger auch wenn das Ventil gleich bleibt.
 

dekuika

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Und das Gebläse regelt auch noch. Besser wäre es, erstmal einen stabilen Ausgangsüberdruck zu schaffen, der nicht einbricht.(Druckregler)
 
OP
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uweschwarz

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Hier die Skizze
1669271843273.png

Die Regelstrecken beeinflussen sich mit Sicherheit. Darum soll am Anfang den Regelventilen nur ein fester Stellwert vorgegeben werden. Grundsätzlich soll es aber auch die Möglichkeit geben, beide Regler (Druckregelung für Gebläse + Durchflussregelung für die Stellventile) zu aktivieren. Außerdem gibt es noch die Idee es vice versa zu machen. Also Durchflussregelung Gebläse + Druckregelung Stellventile. Aber das steht im Moment nicht zur Debatte.

Das beschriebene Verhalten stellt sich ein, wenn ein Ventil 100% geöffnet ist und das andere Ventil sowie das Gebläse geregelt wird.

Der Ausgangsdruck des Gebläses ist, trotzdem es ein Drehkolbengebläse ist, relativ stabil.
 

dekuika

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Wir haben bei uns auch ein Roots-Gebläse im Einsatz. Dabei fahren wir mit einem Überdruck bis zu den Verbrauchern, der über ein Abblasventil konstant gehalten wird. Dieses ist so bemessen, dass der Druck selbst bei geschlossenen Verbrauchern stabil bleibt. Das Gebläse ist so eingestellt, dass der Druck auch bei vollem Luftdurchsatz (alle Ventile offen) gleich bleibt. Damit hat man einen stabilen Druck. Dann sollten sich die Proportionalventile auch nicht mehr gegenseitig beeinflussen. Das Abblasventil sollte so dicht wie möglich bei den Verbrauchern liegen.
Im Moment regelt Dein FU den Druck vom Gebläse, die Ventile öffnen, der Druck sinkt und der FU regelt den Druck nach. Daraufhin müssen die Ventile wieder schließen. Das ist ein ewiger Kreislauf. (gegenseitige Beeinflussung)
 
OP
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uweschwarz

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Ich hatte wohl vergessen zu erwähnen, dass das Sicherheitsventil nach dem Gebläse durch ein Überströmventil mit (Rück)Einspeisung auf die Saugseite des Gebläses ersetzt werden wird. Sorry.
Es könnte also sein, dass sich die ganze Angelegenheit so stark beruhigt, dass ich den Regler mit Totband gar nicht brauche?
Hatte ich gar nicht mehr auf dem Schirm, klingt aber sehr logisch.
In 14 Tagen ist das Überströmventil eingebaut und wir werden die ersten Tests machen können ... ich bin gespannt.
Das Abblasventil sollte so dicht wie möglich bei den Verbrauchern liegen.
Was meinst du mit Verbrauchern? Die Komponenten, die nach den Regelventilen den Volumenstrom "verbrauchen"?
 

dekuika

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Was meinst du mit Verbrauchern? Die Komponenten, die nach den Regelventilen den Volumenstrom "verbrauchen"?
Die Regelventile. Je weiter das Überströmventil von diesen entfernt ist, desto träger wird das Ganze. Besonders wenn die Leitung einen zu kleinen Querschnitt hat, die Entfernung zum Gebläse zu lang ist und/oder viele Bögen vorhanden sind.

Edit: Alternativ könnte man, wie @Ludewig schon schrieb, einen ausreichend dimensionierten Druckspeicher dazwischenbauen, diesen mit genügend Überdruck betreiben und direkt vor das Y-Stück einen Druckminderer setzen. Der muss aber auch groß genug sein, so dass bei maximaler Öffnung der Regelventile der Druck nicht abfällt.
 
OP
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uweschwarz

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Je weiter das Überströmventil von diesen entfernt ist, desto träger wird das Ganze.
Oh, Oh das wird ja ganz schön defizil. Das Überströmventil sitzt recht nahe am Gebläse ... Wir haben 3 dieser Stoffstromaufteilungen aber nur ein Gebläse und ein Überströmventil. Das Ganze ist zwar nahezu drucklos, aber dafür sind die Entfernungen zwischen Gebläse und den einzelnen Reglerpaaren sehr verschieden. Für die Umsetzung der Idee mit den Behältern könnte es zu spät sein. Vielleicht kann man 3 Überströmventile in der Nähe der Reglerpaare anstatt eines in der Nähe des Gebläses einsetzen? Am Ende wird es wohl darauf hinauslaufen, dass mit Versuch und Irrtum die richtigen Stellwerte der Regelventile manuell ermittelt werden und wir dann mit einer Art Rezept arbeiten. Das Gebläse hält dann nur den Druck stabil.
 

PN/DP

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Bevor das hier Raketenwissenschaft wird, hast Du mal mit der Totzone gespielt und mal einen Wert eingestellt, z.B. 3.0%?
Um wieviel ändert sich die Differenz Istwert zu Sollwert, wenn das Magnetventil des Stellventils "klappert"?

Harald
 

Thomas_v2.1

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Für die Variante wo Gebläse und Ventile auf den Druck regeln sollen, würde ich überlegen die Leitung mit dem höheren Druck als Istwert für den Gebläseregler zu verwenden, und dieses Ventil dann fest auf 100% zu betreiben. Und die andere Strecke kann dann ggf. eingedrosselt werden. Das hast du möglichst wenig Drosselverluste an den Ventilen, fährst das Gebläse nur so hoch wie nötig, und das Problem mit der gegenseitigen Beeinflussung reduziert sich auch. Eine Umschaltung der Führungsstrecke muss dann noch hinzukommen. Wenn die Strecke vom Gebläse zum letzten Druckwert zu lang ist, könnte hier auch eine Kaskade zum Einsatz kommen. Ich habe schon einmal eine Gasregelstrecke von 5 km Länge so umgesetzt, d.h. Gasgebläse, 5 km Leitung, Druckmessung, Verbraucher.
 
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