Forum: Mechanik, Gehäuse, Werkzeug Hilfe bei PID Regelung von einem Volumenstrom


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von Marc (Gast)


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Hallo Leute

Ich sitzte gerade in "meinem" Unilabor und möchte den Volumenstrom eines 
Wasserkreislaufs regeln.

Dazu habe ich ein sehr teures Volumenstrommessgerät (MID von Krone),
welches mir einen Strom von 0-20mA proportional zum Volumenstrom 
ausgibt.
Der Messzyklus (Abtastrate?) liegt im Bereich von etwa einer Sekunde,
zumindest aktualsiert das Display auf dem MID so schnell.

Gesteuert werden soll eine Wilo Pumpe, welches über eine Spannung von 
0-10V angesprochen wird.

Der verbaute Regler ist folgender: Wachtendorf UR4848

Produkt:
https://www.wachendorff-prozesstechnik.de/produktgruppen/einbaumessgeraete-und-pid-regler/produkte/temperatur-und-prozessregler/universalregler-wachendorff/universal-pid-regler-ur4848/

Anleitung:
https://www.wachendorff-prozesstechnik.de/produktgruppen/einbaumessgeraete-und-pid-regler/produkte/temperatur-und-prozessregler/universalregler-wachendorff/universal-pid-regler-ur4848/#collapse102

Prinzipiell "funktioniert" der Regelkreis auch.
Also der Regler misst den Volumenstrom und gibt ein Signal an die Pumpe.
Nur ist der Regler so schnell, dass die Pumpe nicht hinterher kommt.
Das ist natürlich völlig nachvollziehbar, daher glaube ich, dass es eine 
sehr einfache Lösung für dieses Problem geben wird.

Konkrete Frage:
Was muss in den Parametern (Anleitung S.55) geändert werden, damit der 
Regler die Trägheit der Pumpe berücksichtigt?

Danke für eure Hilfe!
Ich habe versucht mein Problem so umfassend wie möglich zu erklären,
wenn noch Informationen fehlen, sagt es bitte.

MfG Marc

von Dieter W. (dds5)


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Erste Maßnahme bei schwingendem Regelkreis ist immer eine Reduzierung 
der Verstärkung, also Xp erhöhen (bzw, Kp verringern).

Den D-Anteil kann man auch erst mal abschalten. Das verlängert zwar die 
Einschwingzeit, vermindert aber auch die Schwingneigung.

von Henrik V. (henrik_v)


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Mal Autotune versucht?
Regelungstechnik ist bei mir jetzt mehr als 20 Jahre her ...

von Marc (Gast)


Angehängte Dateien:

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Autotune hat ca 30 Minuten lang den Kreis schwingen lassen
und zwar ziemlich periodisch.
Dann hab ich es ausgestellt.

Meine Regelungstechnikvorlesung ist zwar noch nicht lange her,
aber da haben wir NIE eine Regler praktisch eingestellt.
Immer nur Übertragungsfunktionen berechnet.
Das hilft mir jetzt beim ersten Praxiseinsatz auch nicht...

Im Anhang mal ein Bild der ganzen Parameter.
Die Einzigen, die ich verändert habe, sind 1 und 2.

von Marc (Gast)


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edit: Zykuszeit (21) habe ich, genauso wie Abtastfrequenz (55) schon mal 
testweise hochgesetzt, aber ohne Veränderung der Regelverhaltens.

von Bastian W. (jackfrost)


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Bei Volumenstrom kannst du auch nen reinen I-Regler nehmen oder wenn das 
nicht geht bei deinem den P Anteil sehr klein machen.

Wie stark schwingt dein System. Wie hoch ist der Sollwert ? Was macht 
der Stellgrad ?


Gruß JackFrost

von Der Andere (Gast)


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Unter Punkt 57 gibt es eine PID auto-tuning funktion. Hast du in der 
Doku mal nachgesehen was es damit auf sich hat und das ggf. mal 
ausprobiert?

Marc schrieb:
> edit: Zykuszeit (21) habe ich, genauso wie Abtastfrequenz (55) schon mal
> testweise hochgesetzt

Wild rumprobieren ist definitiv keine wissenschaftliche Vorgehensweis.
Nur du weisst welche Abtastfrequenz das System zulässt und Sinn macht 
und die solltest du dann einstellen und beibehalten. Denn bei jeder 
Änderung der Abtastfrequenz ändern sich alle Reglerparamter (und das 
weiss ich obwohl meine Regelungstechnikvorlesungen schon 30 Jahre her 
sind)

von Sebastian L. (sebastian_l72)


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ist es ein offenes System oder ein Kreislauf?
Wenn Kreislauf: Wieviel Luft ist noch in der Anlage?
Wieviel Masse bewegst du?
Wieviel Förderhöhe brauchst du?
Wie Druckstabil ist die Anlage?
Wie schnell willst du / musst du regeln?
Hast du nur einen Kreis oder auch Stränge. Strangregierung dynamisch 
oder statisch?
Hast du die Pumpenkennlinie schon zur Hand?

und warum reicht dir die pumpeneigene Konstantvolumenstromregulierung 
nicht?

Das Messglied und der Regler sind 3 bis 4 Grössenordnungen schneller als 
deine Pumpe und Anlage. Du bewegst träge Massen. Die Kommutation der 
Pumpe ist ebenfalls träge.

zunächst D Glied abschalten. Schnelle Pumpenleistungsänderungen machen 
Kavitation.

P sanft anstellen Kp ca. 1,3 bis 1,5
ein wenig I,  ca 180 sek.
Sprungantwort 0-10-0 aufzeichnen.
Sprungantwort 5-10-5 aufzeichnen.
Sprungantworten anschauen, evt posten.
und ja das sind ein paar Stunden Arbeit. Loop tuning ist eine Kunst. 
Jeder mittelgrosse Heiz- oder Kühlkreis muss getunt werden. Kaputte 
Pumpen tauschen ist Handwerk, kann jeder HSLKer und freut den Händler.

Die Pumpe ist ein fieses PT1 Glied. Dynamische Strangrelierungsventile 
machen Resonanzen. Druckstösse zerlegen dir die Rohranlage. Wenn du zu 
scharf regelst schwingt das wie Hölle und die Pumpe stirbt razfaz an 
Kavitation.
Viel Spass

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