Schüttgut-Durchsatzerfassung - Istwert-Verzögerung - Ersatzwertaufschaltung

[ThoFas]

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Guten Morgen geehrte Mitforende,
ich würde gerne hier meine Gedankengänge schildern mit mehreren Optionen um zu erfahren ob ihr das auch so machen würdet.

Ich habe hier ein System das Granulat kontinuierlich über ein Wägezellensystem, das Gewicht misst um daraus den Durchsatz abzuleiten.
Mal angenommen der Trichter in dem sich das Granulat befindet hat eine aktuelle masse von 10kg und nach einer Zeit von 10s eine masse von 5kg.
Der Durchsatz wäre dann 5kg pro 10s bzw. 1800kg/h.
Nun kommen wir zur Problematik.
Wenn kleine Zeiten gewählt werden um die Differenz zu bilden und somit den Durchsatz zu berechnen, wird der Durchsatz natürlich ungenau.
Wenn die Zeiten zu lange sind, muss man auf den Wert warten was für die Anwendung unbrauchbar wäre.

Meine Idee - Option 1:
Der Antrieb der den Fluss des Granulates steuert, hat als Rückmeldung einen Encoder. Man könnte per Dreisatz die Werte vom Encoder in Relation setzten mit einem Durchsatzwert der genau ermittelt wurde um dann einen "Ersatzwert" aufzuschalten bis genug Zeit verstrichen ist um dann die "genaueren" Werte zu übernehmen.
Allerdings gibt es da weitere Faktoren die den Durchfluss des Granulates behindern würden, wodurch kein perfekt lineares Verhalten wiedergespiegelt werden würde. Somit wäre der Dreisatz nicht optimal nutzbar.

Meine Idee - Option 2:
Ein Mapping erstellen für alle messbaren Faktoren die dann für die Ersatzwertaufschaltung genutzt werden können. Aber da kann man dann gleich Machine Learning Systeme nutzen worin ich momentan nicht gewandelt bin.

Wie würdet ihr mit sowas umgehen?

LG ThoFas

 

[Ing_Lupo]

Hallo

google mal nach gravimetrisches und volumetrisches Dosieren. Ich denke das suchst Du.

 

[Botimperator]

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Ne Schüttguterfassung mit machine learning?
The future is now, old man.

Wenn kleine Zeiten gewählt werden um die Differenz zu bilden und somit den Durchsatz zu berechnen, wird der Durchsatz natürlich ungenau.
Wenn die Zeiten zu lange sind, muss man auf den Wert warten was für die Anwendung unbrauchbar wäre.

Wie genau brauchst du es denn?

Ich kenne das meistens so, dass du die bewerteten Zeitfenster an den Prozess anpassen musst (also Option 1).
Das kannst du dann noch weiter optimieren, indem du mehrere sehr kurze Zeitfenster bewertest und über diese dann einen Mittelwert bildest.
Und/Oder den Istwert des Durchsatzes beim Start mit theoretischen Werten entsprechend vorbelegen und die über die Gewichtsdifferenz ermittelten Werte dann nach dem Ablauf deines ersten Berwertungsintervalls aktualisieren.

Im Endeffekt wird es immer eine Hochrechnung sein, die mal mehr oder weniger stimmt.
Zumindest wenn dein Bewertungsfenster für den Durchsatz in kg/h kürzer als eine Stunde ist

Der Antrieb der den Fluss des Granulates steuert, hat als Rückmeldung einen Encoder.

Ich nehme an, du förderst dementsprechend mit einer Förderschnecke, nicht mit Vibration oder ähnlichem?

google mal nach gravimetrisches und volumetrisches Dosieren. Ich denke das suchst Du.

Er bezieht sich ja auf Gewicht, also gravimetrisches Dosieren.

 

[PN/DP]

Kann das Wägesystem den Durchsatz nicht selbst liefern?

 

[ThoFas]

gravimetrisches dosieren ist ein sehr gutes Stichwort. Danke für den Begriff und somit der Möglichkeit weitere Recherchen anzustellen.

eine Förderschnecke ist im Spiel, genau.

das Wägesystem gibt nur das Gewicht zurück. Die Auswertung über meine eigene Steuerung funktioniert ganz gut, nur wenn der Durchsatz verändert wird, sind die Werte für die erste vergangene Minute nicht zu gebrauchen.

Danke für eure Anregungen.
Ich schaue mal in Richtung gravimetrisches dosieren.

 

[Ing_Lupo]

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Hallo

wenn Du die Stellwertänderung zur Sollmengenänderung weißt kannst den Stellwert entsprechend vorgeben (Verhältnisregler) . Und dann mit dem gemessenen Gewicht nachregeln.

z.B.: 10 % mehr Gewicht -> 7 % Stellwert an Schnecke - warten - Gewichtsdifferenz prüfen evtl. nachregeln.

 

[ThoFas]

Hallo

wenn Du die Stellwertänderung zur Sollmengenänderung weißt kannst den Stellwert entsprechend vorgeben (Verhältnisregler) . Und dann mit dem gemessenen Gewicht nachregeln.

z.B.: 10 % mehr Gewicht -> 7 % Stellwert an Schnecke - warten - Gewichtsdifferenz prüfen evtl. nachregeln.

über den Stellwert gehen. Auch eine nette Idee. Ein Versuch ist es wert.

 

[Botimperator]

das Wägesystem gibt nur das Gewicht zurück. Die Auswertung über meine eigene Steuerung funktioniert ganz gut, nur wenn der Durchsatz verändert wird, sind die Werte für die erste vergangene Minute nicht zu gebrauchen.

Also der Klassiker
Das lässt sich recht einfach lösen indem du deine bisher ermittelte Förderrate mit der theoretischen Förderrate für die neue Schneckengegschwindigkeit vorbelegst.
Du kannst paralell immer mitrechnen wie viel Fördermenge (kg) du pro Schneckenumdrehung ausgibst.
Beim Geschwindigkeitswechsel kannst du diesen Wert mit der neuen Schneckengeschwindigkeit auf die neue Förderrate (kg/h) zurückrechnen und deinen Istwert vorbelegen & diesen dann mit gemessenen Werten aktualisieren, sobald diese brauchbar erfasst sind.

 

[ThoFas]

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Also der Klassiker
Das lässt sich recht einfach lösen indem du deine bisher ermittelte Förderrate mit der theoretischen Förderrate für die neue Schneckengegschwindigkeit vorbelegst.
Du kannst paralell immer mitrechnen wie viel Fördermenge (kg) du pro Schneckenumdrehung ausgibst.
Beim Geschwindigkeitswechsel kannst du diesen Wert mit der neuen Schneckengeschwindigkeit auf die neue Förderrate (kg/h) zurückrechnen und deinen Istwert vorbelegen & diesen dann mit gemessenen Werten aktualisieren, sobald diese brauchbar erfasst sind.

du meinst eine Tabelle im Hintergrund aufbauen lassen wie:

Durchsatz sicher erfasst [kg/h]	Sollwertvorgabe [%]
120	100
60	50
90	75
...	...

 

[Ing_Lupo]

Das ist dann der erste Schritt.

Um das zu verfeinern kannst Du im Regelbetrieb den Faktor mitschreiben und autom. anpassen -> dynamische Sollwertkurve.

 

[Botimperator]

du meinst eine Tabelle im Hintergrund aufbauen lassen wie:

Nicht unbedingt eine Tabelle, das wäre schon wieder viel zu kompliziert für den Anfang.

Du kannst beim Umschalten der Geschwindigkeit einmal folgende Rechnung machen:
FörderrateAlt(Kg/h) / [ SchneckengeschwindigkeitAlt(U/min) * 60 ] = FördermengeJeSchneckenumdrehung
FördermengeJeSchneckenumdrehung * [ SchneckengeschwindigkeitNeu(U/min) * 60 ] = FörderrateNeu(kg/h)

Mit FörderrateNeu(kg/h) belegst du deine Ist-Förderrate vor, wartest bis das erste Bewertungs-Zeitfenster mit der neuen Drehzahl abgelaufen ist (ggf. Frequenzumrichter-Rampen berücksichtigen!) & aktualisierst dann deinen Istwert mit gemessenen Daten.

 

[ThoFas]

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ja okay. Kann dir folgen. Bin sehr gespannt wie sich das ganze unter realen Bedingungen anwenden lässt

 

[sps_klassik]

Das mit diesem Behälter ist mir noch nicht klar.
Der muss ja auch befüllt werden.Selbst wenn du jetzt einen Messzyklus hast, kann ja da wieder reingefördert werden.
Dann verändert sich auch wieder das absolute Gewicht.
Zudem ist die Frage wie wird der befüllt?Der Zulauf zu dem Behälter muss ja mit der Entnahme irgendwie im Gleichstand stehen.
Wenn der Zulauf/Ablauf halbwegs zusammenpasst, könnte man ja einfach mit der Schnecke den Füllstand konstant halten.
Du schreibst ja hier von einem kontinuierlichen Prozess und nicht von einem Chargenprozesss.
Vielleicht kapiere ich das nicht, aber für micht ist das so erstmal nicht verständlich.

 

[sps_klassik]

Ein Chargenprozess wäre klar.Siehe dem Gekripsel hier.
Wenn jetzt auf der anderen Seite ebenfalls ein Puffer ist, kann man so wenn die Zeiten ausreichend sind, eine
relativ genaue Dosierung erreichen.Die entsprechenden Zeiten sind dann halt das begrenzende zeitliche Moment.
Das entleeren der Schnecke ein praktischer Wert den man ausprobieren muss.
Die anderen Zeiten bei einer Auflösung von einer Sekunde(asynchron) müssten dann ausreichen.Man hätte dann einen Sekundenzähler im jeweiligen Schritt al Bsp.
Durch angeben der Befüll und Entleergewichte und einer zeitliche Eingabe für das entleeren der Schnecke, könnte man das ganze parametrierbar machen.Am Ende jeder Charge hat man die geförderte menge mit besagten Ungenauigkeiten.
Es ist klar das Befüllen und Entleeren nicht gleichzeitig gehen.Die Ausgabe des Durchsatzes wird dann am Ende des Schrittes der Schneckenentleerung errechnet und bleibt dann 1 Zyklus stehen.

 

[sps_klassik]

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das befüllen gehört natürlich nicht in die Rechnung für den Durchsatz.Sorry.
Es wird für die Gesamtdauer der Charge benötigt.