Lüfterregelung - Sollwert / Istwert / Analogausgang

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Christian K.
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Lüfterregelung - Sollwert / Istwert / Analogausgang

Beitrag von Christian K. » Donnerstag 16. August 2012, 08:15

Hallo zusammen,

da dies mein erster Beitrag ist, möchte ich mich kurz vorstellen. Ich bin Christian 22 Jahre alt aus Essen und arbeite seit ca. 1 Monat mit Profilab.

Nun zu meiner Frage:
Ich möchte eine Regelung für einen Lüfter aufbauen. In einem Kanal wird die Strömungsgeschwindigkeit gemessen und über einen analogen Eingang eingelesen (Istwert). Auf der Frontplatte wird in einem nummerischen Eingabefeld der Sollwert eingegeben.

Die Ansteuerung des Lüfters erfolgt über einen Analogausgang.

Wie realisiere ich hier eine Regelung?

Zweipunktregler mit Digitalausgängen mittels Differenzbildung Sollwert/Istwert habe ich bereits realisiert, wie ich hier jedoch den Wert des Analogausgangs entsprechend inkrementiere oder dekrementiere ist mir noch etwas unklar.

Wenn ihr hier eine Idee habt, würde ich mich über eure Hilfe sehr freuen.

Vielen Dank
Christian

tom_g
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Re: Lüfterregelung - Sollwert / Istwert / Analogausgang

Beitrag von tom_g » Donnerstag 16. August 2012, 08:58

Hoi Christian,

setz Dich doch ohne auf ein Projekt bezogen, einfach mal vor ProfiLab und schau Dir alle Ressourcen mal neugierig durch, zusammen mit der Lektüre der Hilfe, welche jedes Modul besitzt.
Das gibt Dir einen Überblick, Du wirst dann selbst merken, dass analoge Funktionen zuhauf existieren ! Für Deine Regelung findest Du
zum Beispiel:

"P-Regler

Enthalten in Version:
DMM-ProfiLab: Ja
Digital-ProfiLab: Nein
ProfiLab-Expert: Ja

Funktion
Dieses Bauteil bildet das Übertragungsverhalten eines P-Reglers nach. Die Differenzbildung zwischen Sollwert (X+) und Istwert (X-) ist mit im Bauteil integriert.

Y = KP * X

X = ( Sollwert – Istwert ) = (X+) – (X-)

Eingänge
PIN Funktion Art
X+ Sollwert Analogeingang
X- Istwert Analogeingang
KP Proportionalfaktor Analogeingang


Ausgänge
PIN Funktion Art
Y Ausgang Analogausgang "

oder auch den PI, PID...aber auch solche Dinge wie die Inkrementation:

"Inkrementation

Enthalten in Version:
DMM-ProfiLab: Ja
Digital-ProfiLab: Nein
ProfiLab-Expert: Ja

Funktion
Mit jeder fallenden Flanke am Eingang CLK wird der Ausgangswert Z, um den Betrag INC erhöht (U/D=high) oder verringert (U/D=low). Mit /RST=low wird der Ausgang auf den Wert zurückgesetzt, der am Eingang RES anliegt.

PIN Funktion Art
INC Schrittweite Analogeingang
U/D Richtung auf/ab Digitaleingang
CLK Takt Digitaleingang
/RST Rücksetzen Digtaleingang
RES Wert für Rücksetzen Analogeingang


PIN Funktion Art
Z Ausgang Analogausgang "

Aus dem berechneten Analogausgangswert kannst Du zum Beispiel ein PWM bilden, oder den Wert über eine passende Analogausgangskarte ausgeben. Hierzu bietet ProfiLab eine breite Palette von Hardwaretreibern.
Meine Empfehlung hier :

PoKeys von http://www.poscope.com/
welches z.B. als 56E mit Ethernet zum PC verbunden wird und ModBus versteht.
Das Modul hat AD und IO sowie eigene unterstützende Firmware ! (z.B. der PWM für die proportionale Lüfteransteuerung sitzt direkt im Modul, und Du übergibst nur den skaliert berechneten analogen Ausgangswert. Aus PWM kann sehr einfach auch eine reine analoge Spannung per Tiefpassfilter gebildet werden - PoKeys hat viele PWMs und dazu noch schnelle drauf !

Viele Grüsse von Thomas
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compander
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Re: Lüfterregelung - Sollwert / Istwert / Analogausgang

Beitrag von compander » Freitag 17. August 2012, 20:50

Hallo Christian.

Die "Lüfterregelung" ist ein relativ einfaches Projekt, welches jedoch auch ein wenig Hardware für die Ansteuerung
des Lüfters benötigt. Kann mit einem Widerstand und einem Transistor realisiert werden. Leider hast Du nicht erwähnt,
welche Betriebsspannung und Strombedarf der Lüfter hat. Oder steht bereits eine eigene HW zur Verfügung, welche mit
einem TTL-Pegel angesteuert werden kann?
(günstig wäre hier wohl eine PWM-Steuerung. Kann in PLE gelöst werden (nicht auf der HW-Seite). Da Lüfter aufgrund
ihrer Trägheit kaum schon bei einem Puls/Pause-Verhältinis von 1 % anlaufen ----> soll ein "toter" Bereich (zB. 10 %)
eingearbeitet werden?)
Christian K. hat geschrieben:In einem Kanal wird die Strömungsgeschwindigkeit gemessen und über einen analogen Eingang eingelesen (Istwert)
"Strömungsgeschwindigkeit": Drehzahlauswertung? Gleichspannung? Für die Auslegung der Schaltung ist der analoge Wertebereich von Bedeutung.
Bitte nennen.

Da eine Übergabe von dem PLE-Projekt zur Hardware (Lüfter) nötig ist, ist es wichtig zu wissen, welche PC-Schnittstelle
hierfür vorhanden ist. Supereinfach wäre es mit der parallelen Schnittstellte (LPT; ehem. Druckerschnittstelle).
Hier genügt dann eine 2-Draht-Verbindung.

Gruß von C :shock: mpander.

Christian K.
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Re: Lüfterregelung - Sollwert / Istwert / Analogausgang

Beitrag von Christian K. » Montag 20. August 2012, 10:37

Hallo zusammen,

schonmal vielen Dank für eure Antworten, ich habe schonmal ein bisschen rumprobiert und mit den Bauteilen gespielt, bin aber noch nicht zu einer "Lösung" gekommen.

Meine Hardware sieht wie folgt aus:

- Ich kommuniziere über Modbus TCP

- Die Motoransteuerung geschiet über einen Drehzahlsteller, dieser Drehzahlsteller benötigt ein 4-20mA Eingangssignal und wandelt dies entsprechend in ein Spannungssignal um. (Der Lüfter benötigt 230V/7A.)

- Die Geschwindigkeit wird mit einem Flügelradmessfühler gemessen, welcher über meine Steuierung mittels Modbus TCP dann den Wert in Profilab liefert.

- Mein Modulares IO System hat für den analogen Ausgang (Lüfter) und den analogen Eingang (Geschwindigkeitsmessung) je ein Register Sprich 0-FFFF (0-65535).

Das heisst ich bekomme als Eingang einen Wert 0-FFFF der mir den Istwert liefert. Eine Umrechnung des Hex Wertes in z.b. m/s bekomme ich selbst hin, sodass ich in Profilab dann einen Wert in m/s habe.

Die Eingabe des Sollwertes über ein Nummerisches Eingabefeld erfolgt auch in m/s, sodass hier eine einfache Differenzbildung hilft.

Jetzt fehlt mir noch das Stück, mit der Sollwert/Istwertdifferenz wieder auf den Ausgang zu kommen und hier ein 0-FFFF Signal zu generieren.

Übere eure Hilfe und Tipps würde ich mich sehr freuen.
Danke und Gruß
Christian

tom_g
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Re: Lüfterregelung - Sollwert / Istwert / Analogausgang

Beitrag von tom_g » Montag 20. August 2012, 13:15

Hoi Christian,

ersetze Istwert und Ausgang des Regelkreises mit Deinen ModBus-Variabeln.

Im Beispiel habe ich extra schlappe Parameter eingestellt.

Viele Grüsse Thomas
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Lüfterregler_1.prj
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