Wirkung der seriellen Steuerung von Flüssigkeitsstand und Durchfluss
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Prinzip der seriellen Steuerung von Flüssigkeitsstand und Durchfluss. Wenn es zu einer Änderung des Flüssigkeitsstands oder des Durchflussverhältnisses kommt, wie funktionieren dann die einzelnen Komponenten dieses seriellen Regelungssystems? :lol
Füllstand – Serielle Steuerung des Durchflusses. Man muss verstehen, dass jedes Steuersystem einen Sollwert (SV), einen Istwert (PV) und eine Ausgangsgröße (MV) hat. Für ein einfaches Durchflussregelungssystem, bei dem beispielsweise der Sollwert SV = 2 m³/h beträgt und der tatsächliche Wert PV nur 1 m³/h ausmacht, entspricht der Ausgangswert MV der Öffnungsgrad der Ventile. MV = 60% bedeutet also, dass die Ventile zu 60% geöffnet sind. Ebenso verhält es sich mit der Stufenregelung von Standort und Durchfluss: Es handelt sich dabei einfach um ein Stufenregelsystem für den Standort – nur wird der Ausgangswert des Standorts als Einstellung für die Regelung des Durchflusses verwendet. Flüssigkeitsspiegel SV – Flüssigkeitsspiegel PV – Flüssigkeitsspiegel MV (Durchfluss-Einstellung) – Durchfluss PV – Durchfluss MV
Die Kaskadensteuerung wird durch zwei Regler gesteuert. Die Ausgabe des Hauptreglers dient als Eingangswert für den Nebenregler. Bei der Höhensteuerung wird die Flüssigkeitshöhe als Eingangswert für den Hauptregler verwendet, während der Durchfluss als Eingangswert für den Nebenregler dient. Wenn sich die Flüssigkeitshöhe oder der Durchfluss ändert, müssen sich nicht unbedingt alle Komponenten entsprechend ändern – das hängt von der Einrichtung der positiven und negativen Rückkopplungen in den jeweiligen Steuerkomponenten ab.
Es sollte so sein: Das Ziel der Steuerung ist der Flüssigkeitsspiegel. Um diesen auf einem bestimmten Niveau zu halten, wird indirekt die Durchflussmenge gesteuert. Die Durchflussmenge ist somit das zweite Steuerobjekt – also das sekundäre Steuerobjekt. Die Ausgabe dieses Objekts ist die Öffnungsgrad des Ventils, mv. Um den Flüssigkeitsspiegel zu kontrollieren, kann man die Öffnungsgrad der Ventile direkt steuern. Dadurch wechselt jedoch die Durchflussmenge stark – was für bestimmte chemische Produktionsprozesse nicht geeignet ist, da dort ein stabiler Materialfluss erforderlich ist. Wenn die Ventile vor dem System liegen, also die Regulierventile zum Einfüllen in den Speicher, dann sinkt der Flüssigkeitsspiegel. Dadurch wird die eingestellte Durchflussmenge geringer, wodurch sich auch die Öffnungsweite der Ventile verringert. Wenn die Ventile sich nach dem System befinden – also die Regulierventile, durch die die Flüssigkeit aus dem Behälter austritt – dann steigt der Flüssigkeitsstand an. Dadurch wird die voreingestellte Durchflussmenge größer, wodurch sich die Öffnungsweite der Regulierventile erhöht.
Wenn sich nur der Durchfluss ändert, führt das zu einer Veränderung der Öffnungsgrad der Regulierventile, sodass dieser wieder auf den eingestellten Wert zurückkehrt
Welche Vorteile bietet das Serienschaltverhältnis von Pegel und Durchfluss im Vergleich zur einfachen Pegelsteuerung? Dient die Serienschaltung von Höhen- und Durchflussregelung hauptsächlich zur Steuerung der Flüssigkeitshöhe? Das endgültige Ergebnis ist, dass der Flüssigkeitsspiegel konstant bleibt und der Durchfluss nur geringfügig schwankt? :)
Falls Sie eine stabile Flüssigkeitsebene gewährleisten möchten, sollten Sie den Flüssigkeitsebenenwert als Hauptregelgröße festlegen und die Durchflussmessung als Sekundärregelgröße. Wenn die Prozesssteuerung instabil ist und es leichte Schwankungen im Durchfluss gibt, regelt zunächst der Sekundärkreis – dadurch bleibt die Flüssigkeitsebene konstant. Sollten die Durchfluss Schwankungen jedoch groß sein, wird auch die Flüssigkeitsebene schwanken. In diesem Fall sendet der Regler des Hauptkreises Signale aus; für den Sekundärkreis ändern sich somit sowohl die Setpoint-Werte als auch die Rückkopplungswerte. Dadurch erhöht sich die Ausgangsspannung des Reglers im Sekundärkreis und das Regelverfahren wird beschleunigt. Der Vorteil ist, dass kleine Störungen des Flüssigkeitsspiegels im Allgemeinen keinen Einfluss haben. Die Robustheit ist höher als bei einem einfachen Regelkreis für den Flüssigkeitsspiegel. Bei großen Störungen wird der normale Wert schneller wieder erreicht
Kaskadielle Steuerung von Pegel und Durchfluss – kann sie den Durchfluss regulieren? Oder geht es hauptsächlich um die Kontrolle des Flüssigkeitsspiegels?