Regelung von 3 und mehr Durchflüsse (Durchflussteiler)

[ducati]

Auf Volumenströme, Massenströme oder Strömungsgeschwindigkeiten zu regeln versuch ich nach Möglichkeit immer zu vermeiden. Bei den Sensoren sind so gut wie nie die Einlauf und Auslaufstrecken eingehalten... Das ist eh mehr Schätzen als Messen.
Hab hier grad nen Sensor, da fordert der Hersteller 45* Rohrdurchmesser als Einlaufstrecke nach Ventil/Drosselklappe...

 

[de vliegende hollander]

Ich habe mal als Retrofit eine BOGE mit Dampfturbine angetriebebe Turbokompresor in Betrieb gesetzt.
Das war eine schöne Aufgabe.
Sie hatte eine Grunddrehzahl und daoben sein Arbeitsbereich. Druckgeregeld. Ausregeln des Luftdrucks.

 

[xEs1710]

Da hab ich jetzt nix schlimmes in Erinnerung.
Bei meiner Anlage war die Geschwindigkeit des Ausregelns war auch sekundär.
Die Fördermengen in den 12 Brunnen wurden immer innerhalb von wenigen Sekunden ausgeregelt.
Die Mengenverteilung in den vier Kiesfilter hab ich relativ träge gemacht.
Nicht zuletzt auch weil so ein E-Schieber etwas Zeit benötigt seine Zielstellung zu erreichen.
Wenn ich mich recht entsinne, dann benötigten sie von 0% auf 100% ca. 20s.
Somit sollte ein Stellbefehl zuverlässig beendet werden bevor ein neuer Befehl kommt.
Auch das ganze System muss soviel Zeit haben, das es eine Chance hat zur Ruhe zu kommen.

Ich glaube es war so:
Stellbefehle werden erst ausgeführt, wenn die Zielposition ausserhalb der Hysterese von +-1% der aktuellen Stellung liegt. Das zusammen mit einem langsamen Regler hat dazu geführt, das die E-Schieber relativ selten bewegt wurden. Manchmal über Tage nur ein oder zwei mal.
Ausserdem hat es dafür gesorgt, das selten mehr als ein E-Schieber gleichzeitig bewegt wurde.

Auch hilfreich ist folgender Effekt:
Fliesst durch Kiesfilter 1 zu viel Wasser, so fliesst in den anderen Kiesfiltern zu wenig Wasser.
Beschliesst die Regelung den E-Schieber vor Kiesfilter 1 etwas zu schliessen, so fliesst anschliessend sofort auch etwas mehr durch die anderen drei Kiesfilter. Die Regelungen unterstützen sich also eher gegenseitig, als das sie sich stören.

Man muss bei der Inbetriebnahme etwas mit den Einstellmöglichkeiten ‚spielen‘, um eine stabile und optimale Regelung hinzubekommen.
(P-Anteil, I-Anteil, Hysterese Schieberstellung)

Okay super. Meine Ventile brauchen sogar 90 Sekunden. Alles sehr sehr träge.

Mein Problem bei den PI Reglern ist halt, dass ich die Inbetriebnahme gar nicht mache, sondern der Kunde. Und wenn der Bock hat aus 4 Strängen 20 zu machen, dass soll das möglichst einfach funktionieren. Und deshalb fahre ich immer nur maximal 1 Ventil zur gleichen Zeit und nutze eben auch den Effekt, dass sich alle gegenseitig unterstützen

 

[Heinileini]

Meine Ventile brauchen sogar 90 Sekunden. Alles sehr sehr träge.

Von Anschlag (0%) zu Anschlag (100%) 90 Sekunden?

Mein Problem bei den PI Reglern ist halt, dass ich die Inbetriebnahme gar nicht mache, sondern der Kunde. Und wenn der Bock hat aus 4 Strängen 20 zu machen, dass soll das möglichst einfach funktionieren. Und deshalb fahre ich immer nur maximal 1 Ventil zur gleichen Zeit und nutze eben auch den Effekt, dass sich alle gegenseitig unterstützen

Was heisst "deshalb fahre ich immer nur maximal 1 Ventil zur gleichen Zeit" konkret? Solange 1 der 20 Ventile in Bewegung ist, werden die StellGrössen der 19 übrigen Ventile festgehalten? Die 19 übrigen Regler regeln munter weiter, jedoch werden Änderungen der StellGrössen, die sich ergeben, nicht an die entsprechenden Ventile ausgegeben?

Die 90 s pro Ventil werden sicherlich nicht ständig bzw. eher ausnahmsweise ein Thema sein. Aber 20 bzw. 19 mal viele s entsprechend im ExtremFall (fast) 30 Minuten? Und die Mehrzahl der Regler sooo lange irgendwie an ihrer Tätigkeit zu hindern, das erscheint mir nicht wirklich im Interesse einer (oder mehrerer) Regelung(en) zu sein. Der 1 Regler, der jeweils nur wirksam werden kann, soll also, während er dann doch wirksam werden kann, den NachholBedarf von so vielen Minuten ausbügeln? Ich verstehe es nicht bzw. ich kann mir das nicht als hilfreich vorstellen, eine insgesamt brauchbare Regelung zu realisieren.

Solange Du mit nur 3 oder 4 Reglern bzw. Strängen arbeitest, mögen die negativen Effekte, die Du Dir einfängst, ja noch erträglich sein.
Aber wenn der Kunde wirklich eines Tages auf 20 Stränge ausbauen will?
Mir wäre es nicht geheuer, aus einem erfolgreichen Betrieb mit 3 Strängen auf ein ebenso gutes Verhalten mit 20 Strängen zu schliessen (zu "extrapolieren"), wenn wirklich immer nur die Regelung eines einzigen Stranges aktiv ist, während alle übrigen auf ihren Einsatz warten müssen.

Ich sehe auch nicht, wie unter diesen Umständen der "Effekt, dass sich alle gegenseitig unterstützen" genutzt werden soll oder kann, geschweige denn, überhaupt eintreten wird.

 

[Thomas_v2.1]

Je mehr Stränge es gibt, desto weniger gegenseitige Beeinflussung gibt es doch. Wenn du deine 1000 l/h auf 20 Stränge aufteilst, dann hat einer wenn es gleichmäßig aufgeteilt ist noch 50 l/h. Und selbst wenn dieser eine Strang dann komplett schließt, teilen sich diese zusätzlichen 50 l/h auf die anderen 19 Stränge mit dort +2,6 l/h auf.

 

[Heinileini]

Je mehr Stränge es gibt, desto weniger gegenseitige Beeinflussung gibt es doch.

Das sehe ich genauso. Es ist kein "Effekt, dass sich alle gegenseitig unterstützen", sondern der Effekt, dass eine Änderung in einem von vielen Strängen in den anderen Strängen nur entsprechend geringfügig - weil auf so viele Stränge verteilt - aus wirken wird.

 

[Plan_B]

@xEs1710
Da Du das ganze maximal adaptiv haben willst:

- wenn Du den Vordruck als Istwert hast, könntest Du so etwas wie einen MPP-Algo programmieren, der auf den niedrigsten Vordruck optimiert, bei dem noch alle Strangsollwerte eingehalten werden.

- ohne Vordruck kannst Du das analog aus den Stellwerten der Strangventile ableiten. Ist keines bei 100%, schaltest Du einen Störwert auf, der alle Strangventile um einen kleinen Betrag weiter öffnet. Und das repetiv, bis entweder die Strangsollwerte unterschritten oder ein Strang 100% Stellwert erreicht.

Das funzt IMHO aber nur schlecht, wenn Du immer nur ein Ventil fahren lässt.
Im Prinzip wiederhole ich aber nur, was ich viel weiter oben schon vorgeschlagen habe.

 

[xEs1710]

Von Anschlag (0%) zu Anschlag (100%) 90 Sekunden?

Was heisst "deshalb fahre ich immer nur maximal 1 Ventil zur gleichen Zeit" konkret? Solange 1 der 20 Ventile in Bewegung ist, werden die StellGrössen der 19 übrigen Ventile festgehalten? Die 19 übrigen Regler regeln munter weiter, jedoch werden Änderungen der StellGrössen, die sich ergeben, nicht an die entsprechenden Ventile ausgegeben?

Die 90 s pro Ventil werden sicherlich nicht ständig bzw. eher ausnahmsweise ein Thema sein. Aber 20 bzw. 19 mal viele s entsprechend im ExtremFall (fast) 30 Minuten? Und die Mehrzahl der Regler sooo lange irgendwie an ihrer Tätigkeit zu hindern, das erscheint mir nicht wirklich im Interesse einer (oder mehrerer) Regelung(en) zu sein. Der 1 Regler, der jeweils nur wirksam werden kann, soll also, während er dann doch wirksam werden kann, den NachholBedarf von so vielen Minuten ausbügeln? Ich verstehe es nicht bzw. ich kann mir das nicht als hilfreich vorstellen, eine insgesamt brauchbare Regelung zu realisieren.

Solange Du mit nur 3 oder 4 Reglern bzw. Strängen arbeitest, mögen die negativen Effekte, die Du Dir einfängst, ja noch erträglich sein.
Aber wenn der Kunde wirklich eines Tages auf 20 Stränge ausbauen will?
Mir wäre es nicht geheuer, aus einem erfolgreichen Betrieb mit 3 Strängen auf ein ebenso gutes Verhalten mit 20 Strängen zu schliessen (zu "extrapolieren"), wenn wirklich immer nur die Regelung eines einzigen Stranges aktiv ist, während alle übrigen auf ihren Einsatz warten müssen.

Ich sehe auch nicht, wie unter diesen Umständen der "Effekt, dass sich alle gegenseitig unterstützen" genutzt werden soll oder kann, geschweige denn, überhaupt eintreten wird.

90 Sekunden - Ja.
Der Rest: Nein. Manchmal glaube ich ihr lest gar nicht was ich alles geschrieben hatte :-D Ich nutze keinen PI-Regler! Ich hatte weiter vorne irgendwo "meine Lösung" beschrieben. Klappt sehr gut - etwa so wie @manni199 das Verhalten seiner Anlage beschrieben hat.

Oft haben die Ventile selbe Differenzen und so fahren dann auch mehrere Ventile gleichzeitig. Diesen "Extremfall" 30 Minuten gibt es nicht. Wenn es hoch kommt, sind das 10 Minuten bis zur fertigen Stellung mit passenden Durchflüssen - WENN alle Ventile bei 0 starten (Fast egal wie viele Stränge vorhanden).
Und danach sind das alles nur minimale Anpassungen und absolut zeit-un-kritisch.

 

[xEs1710]

@xEs1710
Da Du das ganze maximal adaptiv haben willst:

- wenn Du den Vordruck als Istwert hast, könntest Du so etwas wie einen MPP-Algo programmieren, der auf den niedrigsten Vordruck optimiert, bei dem noch alle Strangsollwerte eingehalten werden.

- ohne Vordruck kannst Du das analog aus den Stellwerten der Strangventile ableiten. Ist keines bei 100%, schaltest Du einen Störwert auf, der alle Strangventile um einen kleinen Betrag weiter öffnet. Und das repetiv, bis entweder die Strangsollwerte unterschritten oder ein Strang 100% Stellwert erreicht.

Das funzt IMHO aber nur schlecht, wenn Du immer nur ein Ventil fahren lässt.
Im Prinzip wiederhole ich aber nur, was ich viel weiter oben schon vorgeschlagen habe.

Moin. So wie du "ohne Vordruck" beschrieben hast, mache ich das auch. Jedenfalls die Idee dahinter ist die selbe. Ich öffne einfach jedes Ventil gleichzeitig um 1% und schaue wieder auf die Max-Differenzen.

Je mehr Stränge es gibt, desto weniger gegenseitige Beeinflussung gibt es doch. Wenn du deine 1000 l/h auf 20 Stränge aufteilst, dann hat einer wenn es gleichmäßig aufgeteilt ist noch 50 l/h. Und selbst wenn dieser eine Strang dann komplett schließt, teilen sich diese zusätzlichen 50 l/h auf die anderen 19 Stränge mit dort +2,6 l/h auf.

Genau diesen Effekt nutze ich. Nur ist das so, wenn der Kunde Stränge dazu nimmt, erhöht er den Zulauf um den jeweiligen Durchfluss für diesen Strang.