TIA 3-Komponenten Regelung

[Onkel Dagobert]

... Von der abgegebenen Dampfmenge wird die zugeführte Speisewassermenge (entsprechend normiert) abgezogen und die Differenz an die Störaufschaltung (Disturbance) gelegt...

Mich hatte diese Aussage gestört. Man kann ja unmöglich die zugeführte Speisewassermenge (Stellgröße) als Störgröße auf den Füllstandsregler aufschalten. Anhand der Skizze geht es aber offensichtlich um eine Kaskadenregelung (Füllstand / Zufluss), was wiederum in Ordnung ist.

 

[sps_klassik]

Der Trick dieser Schaltung ist halt das der Sollwert hier mit 50% durch die Dampfabnahme und den Füllstandskorrekturregler immer auf Null gezogen werden soll.
Sobald das aus dem Lot gerät, wird Wasser mehr oder weniger nach gespeist.
Man kann auch schreiben.A=Reglerausgang Füllstand+Dampfmenge(F)-50%(Sollwert).
Im Gleichgewicht statisch =0.

 

[Heiko_R]

Ah, ok, verstanden!
Danke.

 

[sps_klassik]

Interessant ist auch das der P-Regler in 3 Komponentenreglung ein reiner P-Regler ist.
Wird dann auf 1 Komponentenregelung(Füllstandsregelung) umgeschaltet wirs ein PI-Regler.

 

[de vliegende hollander]

Die Kessel werden i.d.R. mit Erdgas, Heizöl, manchmal auch mit Gruben- oder Biogas befeuert.
Die Druckregelung ist meistens recht gut. Außer es gibt stark schwankende Abnahmen

Das ist schon mal hilfreich. Nicht ein Müllfeuer oder Biomasse die der kesselleistung hoch und runterfahren lässt.

Ich steuere gar nichts.Ich bin nur verfahrenstechnisch interessiert.
Theoretiker sozusagen.

Ich bin der Praktiker. Programmieren, In betriebsetzer. Also brauch einen VerfahrentechnischeTheoretiker.
Ich kann halt auf laufende Steuerungen die In Betrieb sind zurück greifen.

Der TÜV kommt bei jeder IBN vorbei. Dem reicht es aber, wenn der/die Brenner bei Wassermangel abschalten. Es hat noch nie jemand nach einer Beschreibung des Regelkreises gefragt.

Ja, das meine ich mit Kesselschutz

Wir haben meistens Großwasserraumkessel. Das Regelschema scheint von einem Wasserrohrkessel zu sein.
Dort ist die Regelung noch um einiges komplexer. Erst recht, wenn noch ein Überhitzer und eine Turbine hinten dran hängt. Hatten wir auch schon.

Die Turbinenjungs fangen an zu schreien wenn du Wasser mitschickst

 

[sps_klassik]

Der Ausschnitt ist ja nur von der Trommel.Überhitzer ist genauso ein Kackregelung.
Das kann man mit einer P-PI-Kaskade regeln.
Das wird in dem Buch auch schön erklärt.Der Hauptregler hat keinen I-Anteil.Wie das geht ist ein raffinierter Trick.

 

[Onkel Dagobert]

... Wie das geht ist ein raffinierter Trick.

Ja, so ein P-Regler ist schon unglaublich raffiniert .

Aber was hat es mit den 50% auf sich? Links, wo E1 ansteht, werden 50% addiert und von rechts kommen die 50%, die wieder subtrahiert werden.

 

[Onkel Dagobert]

Regel und Rechenschaltungen in der Prozessautomatisierung(K.Breckner.)
Oldenbourg Verlag.

Dieses Buch ist aber mal sehr interessant.
Inhaltsverzeichnis

 

[sps_klassik]

Habe ich auch erst nachdenken müssen.Die mbar messung wird so eingestellt das sie 50% rausspuckt wenn der Füllstand 50% ist als gewuenschter Sollwert.
Gehtd drunter gibts eine Abweichung oder Drüber kommt eben die Regelabweichung nach unten oder oben drauf.Bei -50% auf der rechten Seite ist Null.Füllstand passt.Kommt keine Dampfabnahme/zunahme ergibt das Konstruk Null.Das Ventil ist zu.
Jede Abweichung im Füllstand oder eine Dampfabnahme/zunahme lässt das Ventil sofort auf oder zufahren.
Das sieht man am delta X*Kp+50.Ist der Füllstand 50% und ich ziehe wieder 50% ab, bin ich im Lot.
Wird Dampf abgenommen bestimmt dann nur die Dampfabnahme die Ventilöffnung.Im Grunde ist es eine ganz einfache Steuerung.

 

[sps_klassik]

Die P-PI-Kaskade ist äussert genial.Jeder der schon einmal einen PI-PI-Kaskadenregler eingestellt hat weiss wie aufwendig das ist.
Breckener hat den I-Anteil im Hauptregler eliminiert.Er hat die Regler viel stabiler gemacht und braucht auch keine Strkturmumschaltungen.
Das Bsp. hier ist von einem Autoklaven.Man beachte den Hauptregler und was er auf den Ausgang draufschaltet.
Die Prüfungsfrage ist hier, was er damit bezweckt.

 

[sps_klassik]

Der Trick hier ist das der dass das Heizmedium auf den Ausgang des Hauptreglers aufgeschaltet wird,
Die bleibende Regelabweichung verschwindet und der I-Anteil des HR kann entfallen.
Wieso geht das?Weil Heizmedium und beheitztes Produkt temperaturmessung aufeinanderzulaufen.
Der Mann ist echt raffiniert.Aus einer PI-PI-Kaskade wird eine P-PI-Kaskade.

 

[ducati]

Dieses Buch ist aber mal sehr interessant.
Inhaltsverzeichnis

hat da schon jemand auf den einschlägigen Downloadseiten für Fachbücher nen Link gefunden?

 

[Onkel Dagobert]

Die P-PI-Kaskade ist äussert genial.Jeder der schon einmal einen PI-PI-Kaskadenregler eingestellt hat weiss wie aufwendig das ist.
Breckener hat den I-Anteil im Hauptregler eliminiert...

Naja, also soo weltbewegend ist das nun wirklich nicht. Wie aufändig es ist, eine solche Regelung stabil hin zu bekommen, ist vor allem von der Regelstrecke und von den Störgrößen abhängig, sowie von einer korrekten Auslegung der Stellglieder. In der Regel wird es durch eine Kaskadenregelung entschieden einfacher, da die Regelkreise und Zeitkonstanten kleiner werden. Zudem begrenzt man die unterlagerte Regelgröße zwischen einen Minwert und einen Maxwert, wordurch man nochmals Spielraum und Stabilität gwinnt. Verschiebt man mit dem Sollwert des Führungswertes die Grenzwerte des Folgereglers, hat man noch mal Land gewonnen (dort wo es möglich ist).

Der Trick hier ist das der dass das Heizmedium auf den Ausgang des Hauptreglers aufgeschaltet wird,
Die bleibende Regelabweichung verschwindet und der I-Anteil des HR kann entfallen.
Wieso geht das?Weil Heizmedium und beheitztes Produkt temperaturmessung aufeinanderzulaufen.
Der Mann ist echt raffiniert.Aus einer PI-PI-Kaskade wird eine P-PI-Kaskade.

Ok, das wird mir jetzt für eine Weile durch den Kopf gehen (müssen). Wenn es fruchtet wird sich mir die Frage stellen, ob das am Ende wirklich einfacher ist, als ein Führungs-Regler mit I-Anteil. Worin besteht der Vorteil? Auch diese Rückführung muss mindestens durch einen Faktor parametriert werden, für diesen ich erst einmal gar keinen Ansatz hätte. Ich denke, dieser Faktor ist positiv und hebt den Sollwert des Folgereglers an, bis der Sollwert des P-Führungsreglers erreicht ist. Folglich müsste dieser Faktor >1 sein? Und beim Kühlen ist er <1 um den Sollwert abzusenken?

 

[sps_klassik]

Du hast 2 miteinander verwobenen Regler.Die Reglerverstärkung vom unterlagerten Regler wird voll durchgegeben.
Also ich habe da andere Erfahrungen.Dieses Regelprinzip hat sich unzähligen Anwendungen bewährt.

 

[sps_klassik]

Das ist reine Software.Du schaltest einfach auf den y-Ausgang die Hilfsgroesse drauf.
Die Hilfsgroesse simuliert den I-Anteil.Es gibt auch Beispiele im Buch wo sie das verzoegert draufschalten, dann
musst du das einstellen.Aber es ist unkritischer weil du die Reglerverstärkung nicht mitnimmst.

 

[Onkel Dagobert]

...Die Reglerverstärkung vom unterlagerten Regler wird voll durchgegeben..

...Aber es ist unkritischer weil du die Reglerverstärkung nicht mitnimmst.

Das finde ich schon mal sehr sympathisch .

 

[knarf]

Hallo,
wie oben schon erwähnt, handelt es sich bei der Trommelwasserstandsregelung um eine Regelstrecke mit Allpaß-Verhalten. Der Füllstand verhält sich im ersten Moment immer genau verkehrt herum wie vermutet. Wasser rein = Füllstand sinkt kurzzeitig.
Dampf raus = Füllstand steigt kurzzeitig.
Um dieses Verhalten in den Griff zu bekommen, gibt es die Dreikomponenten-Regelung. Es wird hiermit ein Gleichgewicht zwischen dem zufließenden Speisewasser und dem abfließenden Dampf realisiert und der eigentliche Füllstand in der Trommel wirkt korrigierend. Für die eigentliche Realisierung gibt es mehrere Möglichkeiten wie z.B. im Breckner Buch . Wichtig ist noch, daß bei einer hydrostatischen Füllstandsmessung des Trommelwasserstandes eine Dichtekorrektur erfolgen muß. Über eine Druckmessung in der Trommel kannst Du die Dichte an der Sattdampflinie über das Mollier-Diagramm bestimmen. Ich kann demnächst einmal eine Realisierung der Trommelwasserstandsregelung von mir in einer Allen-Bradley SPS einstellen.

Gruß Frank

 

[de vliegende hollander]

Gleich die korrekte Meßtechnik und HoockUp einsetzen.

 

[sps_klassik]

Im Breckner Buch ist dafür ein noch ein Kondensatgefäß angebracht.Dem widmet er noch ein ganzes Kapitel.
Wie du schreibst, berechnet er dann mithilfe dieser Wasserdampftafel dann auch die Dichte des Wassers und des Dampfes.