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Programmierung der UVR1611 - Thema: PID verstehen
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Das Solarforum von solar4me Programmierung der UVR1611 PID verstehen
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Autor: Beitrag:
nitroxatmer nitroxatmer ist männlich
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nitroxatmer ist offline

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10.05.2020 22:18 Uhr

Ergänzung
14.05.2013 21:55 Uhr

Hallo Leute,
in einem aktuellen Projekt habe ich über einen Frequenzumwandler einen Lüfter zur Wärmerückgewinnung ansteuern müssen.
Da die vorhandene Technik über 0-10V anzusteuern war, mußte das SIM-Board auf die Anzeige von 0-10V erweitert werden.
Und die Simulation machte dann sehr deutlich, was die P, I und D -Parameter bewirken.

(Da ich keine Zeit habe, den ganzen Fred nochmal nachzulesen, kommt jetzt ggf manches nochmal :D )

Also:
P regelt den Wert proportional aus.
zB:
bei einem Sollwert von 50° wäre die unterste Stufe (bei 30 möglichen/P=10) bei 35°, die höchste bei 65°.

Probleme kann es geben, wenn die Stufe 15 aber nicht mit der Solltemp. von 50° passt.
Wenn also zB nur bei Stufe 10 die 50° erreicht werden könnten, würde unser P-Regler so nie die Solltemp. erreichen, da er ja immer an dem Wert vorbei regeln würde. (lineares Verhalten)

Der I Anteil löst dieses Problem.
"Er" vergleicht den Soll- mit dem Ist-Wert.
Weichen diese über eine bestimmte Zeit (diese Zeit gibt der I-Wert an) voneinander ab, wird der Regelwert dementsprechend um eins nachgestellt.

D ist für schnelle Anwedungen nötig, wie zb FriWa u.ä.


Im Falle der Wärmerückgewinnung ist nun folgendes passiert.
Da die Freigabe zur Regelung von der Wärmerückgewinnungsanlage kommt (nur wenn die Katalysatoren Arbeitstemp. haben), startet die PID mit dem Sollwertbezug mit einer Drehzahlstufe von ca. 45%.
Je nach Außenlufttemp. führt dies jedoch ggf. zu einer kalten Zuluft- der Lüfter muß langsamer laufen.
Mit Einstellen von I=60 ist sehr gut zu beobachten, wie das 0-10V Signal bei zu kalter Zuluft Zyklisch herunter gefahren wird,bis schließlich 0V erreicht werden (der Frequenzwandler selber lässt den Lüfter weiter mit 20% Mindestdrehzahl laufen)

Ich hoffe, es ist nachzuvollziehen was ich geschrieben habe.

BG
Ich hoffe, man kann meinen Gedanken folgen -die sind irgendwie schneller als ich schreiben kann....

Auch wenn es nur Worte sind- ein Danke kommt immer gut an! ;)

UND: bitte gebt zum Schluß auch die Lösung Eures Problems weiter - nur dann hilft es auch Anderen !!
joe_roemer joe_roemer ist männlich
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joe_roemer ist offline

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29.10.2015 14:14 Uhr

Re: PID verstehen
17.06.2013 8:45 Uhr

Hallo,

Zitat:
zB: bei einem Sollwert von 50° wäre die unterste Stufe (bei 30 möglichen/P=10) bei 35°, die höchste bei 65°.


dazu eine Frage:
Würde sich die mittlere Regelstufe 15, welche bei obigem Beispiel ja bei 50° anliegt auf Stufe 20 verschieben, wenn man als minimum Regelstufe 10 angibt und max. bei Stufe 30 lässt?

Gruss, Alex
nitroxatmer nitroxatmer ist männlich
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nitroxatmer ist offline

Beiträge: 1204
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Beruf: Experte für Regelungen und Steuerungen
zuletzt online:
10.05.2020 22:18 Uhr

Re: PID verstehen
17.06.2013 10:38 Uhr

Nein.
Der min. und max-Wert bilden eine Besonderheit, da der Ausgabewert der PID bis 100 gehen kann.
Der Drehzahlausgang bildet jedoch "nur" max 30 Wellenpaketmuster, wobei die 30 dann voll an bedeutet.
Der min.-Wert verändert nicht den Regelwert,nur den unteren Grenzwert.
Anders beim MAx-Wert: da dieser auch über 30 liegen kann, beeinflußt er den Drehzahlausgang sehr wohl.

Der P-Wert ist quasi die "erlaubte" Abweichung in zehntel Grad.
Steht P auf 10, wird je Grad Abweichung um eine Stufe die "Drehzahl" geändert.
Bei einem Wert von 20 würde also je 2° Abweichung um eine Stufe geändert.
Ich hoffe, man kann meinen Gedanken folgen -die sind irgendwie schneller als ich schreiben kann....

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joe_roemer joe_roemer ist männlich
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joe_roemer ist offline

Beiträge: 49

zuletzt online:
29.10.2015 14:14 Uhr

Re: PID verstehen
17.06.2013 13:14 Uhr

Ok.
Also bei min.-Wert 10 und max.-Wert 30 wäre die "Mitte" immer noch bei Stufe 15.

Zitat:
Anders beim MAx-Wert: da dieser auch über 30 liegen kann, beeinflußt er den Drehzahlausgang sehr wohl.

Was passiert denn wenn ich bei einer PID die eine Pumpe steuert, den max.-Wert auf 40 erhöhe?
Ist dann die "Mitte" bei bei Stufe 20?
Mit Mitte meine ich die Drehzahlstufe, die anliegt, wer der Ist-Wert gleich dem Sollwert ist, sprich die PID ihr Ziel erreicht hat.
Die volle Drehzahl wäre ja nach wievor ab Stufe 30 erreicht.

Gruss, Alex
nitroxatmer nitroxatmer ist männlich
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nitroxatmer ist offline

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10.05.2020 22:18 Uhr

Re: PID verstehen
17.06.2013 21:40 Uhr

Jain.
Die volle Drehzahl wird zwar früher erreicht, jedoch verschiebt sich nicht automatisch der passende Wert.

Das ist ja der Grund, weshalb die P-Regelung mittels des I-Anteils erweitert wurde.
Wenn Du also sicher gehen willst, dass der gewünschte Wert gehalten wird, mußt Du den I-Wert auf zB 30 stellen.
Dann wird alle 30 sek dem Sollwert "entegegen" gesteuert.
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JonnyMauser JonnyMauser ist männlich
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JonnyMauser ist offline

Beiträge: 110

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16.08.2018 12:38 Uhr

Re: PID verstehen
28.07.2013 12:50 Uhr

Hallo Holger,

ich beziehe mich auf Deinen Eintrag vom 07.11.12, 12:12Uhr mit der Schilderung der (ich vermute simulierten) PID-Stellgrößen. Ich traue mich ja fast gar nicht zu fragen, aber kann es sein, dass Du die Regelung auf "invers" hattest? Es erscheint komisch, dass bei steigender Temperatur und steigender Temperatur-Abweichung die Stellgröße abnimmt. Die von Dir ermittelten Werte würden exakt mit der von Alex beschriebenen Berechnungsweise (05.11.12, 23:50Uhr) korrelieren, wenn die Regelung invers ist.

Ich habe an meiner (inzwischen in Betrieb befindlichen) Anlage folgendes versucht:
Die Regelung des primären und sekundären Solarkreises funktioniert bei konstanter Sonneneinstrahlung ganz ordentlich (Abweichung von der Soll-Temp in der Regel +/- 1,5°C; mir reicht das). Die PID-Werte für den sekundären Kreis sind 4-45-2; MIN = 16; MAX = 100. (Ich verwende für den primären und sekundären Kreis je eine eigene PID-Funktion.)
Im ausgeregelten Zustand habe ich gewartet, bis die Abweichung im sekundären Kreis exakt 0,0° betrug (Stellgröße war zu diesem Zeitpunkt 19) und habe dann sowohl den I-, als auch den D-Wert auf 0 gesetzt. Als dies erfolgt war, sprang die Regelgröße sofort auf 58. Genau dieser Wert ist nach der von Alex am 05.11.12, 23:50Uhr geschilderten Berechnungsweise der Stellgröße – die auch ich so von TA erklärt bekommen habe - auch zu erwarten. (Bei 0° Regelabweichung wird der Mittelwert zwischen MIN und MAX eingestellt)
Daraufhin verringerte sich natürlich die Tist, da die Drehzahl höher war, als es zum Beibehalten von 62° (Soll-Temperatur) erforderlich wäre. Nach einiger Zeit ergab sich ein konstanter Zustand mit folgenden Werten:
Tist = 54°, Regelgröße schwankte zwischen 37 und 38. Nach der geschilderten Berechnungsweise ist hier 38 zu erwarten. (DIFF soll – ist = 8°; pro 0,4°K Abweichung wird 1 Stellgrößeneinheit vom Mittelwert (58) abgezogen => d.h. bei 8° Abweichung werden vom Mittelwert 20 abgezogen ergibt: 58-20=38)
Dann habe ich den P-Wert von 4 auf 2 verändert. Sofort sprang die Regelgröße von 38 auf 18. Dies entspricht wiederum genau dem Wert, der theoretisch zu erwarten ist. (58-40)
Aufgrund der nun wieder geringeren Drehzahl stieg die Temp. langsam. Nach ein paar Minuten ergaben sich folgende konstante Werte: Tist = 57,3 - Regelgröße 35. Auch dies entspricht dem zu erwartenden Wert. (P=2 ergibt bei 4,7° Abweichung 23,5 => 58-23,5 =34,5)

Insofern ist Deine Aussage vom 06.11.12 16:04Uhr, dass nur der P-Wert einen Einfluss auf den Absolutwert der Stellgröße hat von mir nicht nachvollziehbar. Vielmehr habe ich folgende Beobachtung gemacht:

Ausgangssituation: stabiler Zustand mit den Parametern Tist =54°, P = 4; I und D = 0, Stellgröße = 38 . Wenn ich nun als I-Wert 45 eingebe, wird alle 45 Sekunden pro Grad Abweichung vom Soll-Wert eine Stellgröße nachgeregelt. Dies geschieht allerdings nicht digital (d.h. bei 8° Abweichung wird nicht erst nach 45 Sekunden die Stellgröße um 8 verändert, sondern dies erfolgt je nach Größe der Abweichung verteilt auf die 45 Sekunden) Nur so ergibt sich nach ausreichender Zeit eine Stellgröße von 19 die erforderlich ist, um die 62° Soll-Temperatur zu halten.

Da der sekundäre Solarkreis eher träge reagiert, habe ich dann noch D=2 gesetzt, damit schon bei einer Temp-Änderung von 0,2° pro Sekunde nachgeregelt wird und gar nicht erst größere Regelabweichungen entstehen. Zusätzlich wird dadurch ein starkes Überschießen des Regelwertes bei äußeren Störungen vermieden, da bei schneller Annäherung des Ist- an den Soll-Wertes die Regelung eine Komponente in die "verkehrte" Richtung berücksichtigt.

Beitrag wurde 1 mal bearbeitet, zuletzt von JonnyMauser am 28.07.2013 13:21 Uhr
nitroxatmer nitroxatmer ist männlich
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nitroxatmer ist offline

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10.05.2020 22:18 Uhr

Re: PID verstehen
15.08.2013 8:20 Uhr

Moin Jonny,

Deine Kritik stimmt auffallend :motz:
Habe es korrigiert.

Zum Absolutwert:
als Absolutwert meine ich den in der Regelkette errechneten Wert, welchen es (dann inkl.der P-Tolaranz) auszuregeln gilt.
(ist auch nicht ganz korrekt, aber so etwa)

Der Ausgabewert der Regelkette ist dann der von allen Parametern (auch I und D) beeinflusste Wert,den man am Ausgang "sieht".

(Es ist halt schwer, alles genau so auszudrücken, dass es eineindeutig ist.)

Ich hoffe aber, dass ich ansonsten etwas zur Klärung beitragen konnte :)

Beitrag wurde 1 mal bearbeitet, zuletzt von nitroxatmer am 15.08.2013 8:24 Uhr
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