Liebe/-r Experte/-in,
Hallo,
ich soll ein Temperaturregelung aufbauen.
kurze Beschreibung:
Die Temperatur eines Pulveroberfläche soll geregelt werden( um ein 1° genau).Max.Temp: 250°C
Die Tmperaturmessung soll berührungslos, daher mit IR-Messgerät erfolgen.
Die Temperatur wird über ein IR-strahler gesteuert weil es Kunsstoffpulver ist und es gute Absorbtion in IR-Bereich hat.
Wie gehe ich da jetzt praktisch vor?
Welchen Komponenten benötige ich dafür?
Schöne Grüsse
Sui
Hallo Sui06,
interessante Aufgabe! Mal sehen ob ich dir helfen kann.
Zunächst erstmal was Allgemeines. Ein Regelkreis besteht aus folgenden Grund-Komponenten: Regelstrecke (Pulver), Messeinrichtung (IR Messgerät), Regler und Stelleinreichtung (IR-Strahler).
Wenn noch kein Strahler und kein Messgerät angeschafft worden sind. Sollte beim Kauf darauf geachtet werden das die Zeitkonstanten dieser Komponenten sofern möglich
ich soll ein Temperaturregelung aufbauen.
Beschreibung:
Temperatur einer Pulveroberfläche soll geregelt werden um ein 1°K genau.Max.Temp: 250°C
Temperaturmessung berührungslos, IR-Messgerät
Die Temperatur wird über ein IR-strahler gesteuert
Wie gehe ich da jetzt praktisch vor?
Welche Komponenten benötige ich dafür?
Sui
Sei gegrüßt Sui,
für eine Lösung oder auch nur Betrachtung lieferst Du leider zu wenig Fakten. Du sollst eine Regelgenauigkeit von 1K einhalten…oha!
Wie sind eigentlich die Streckenkennwerte der Regelstrecke?
In jedem Fall ist das nur mit einem PID-Regler zu bewerkstelligen. Miß Deine Regelstrecke aus; also alle Zeiten wie Totzeit, Anlaufzeit, Ausgleichzeit, Vorhaltzeit usf. Stelle sie auch von Deinen Regelgliedern fest und dann wird gerechnet. Danach sucht man erst die Komponentenhersteller aus und installiert die Glieder. Die errechneten Werte stellt man am Regler ein und fährt die Strecke vorsichtig hoch. Dabei mißt man Einschwing -Zeit und -Amplitude. Danach wird optimiert.
Heute gibt es dafür Computerprogramme, zu meiner Zeit ging man noch zu Fuß.
Beschreibe doch einmal: spez. Gewicht des Pulvers, Masse des zu erwärmenden Mediums, Anfangstemperatur, ist der Infrarotstrahler das Stellglied? usf.
Gruß Reinbold
Sehr geehrter Herr Sui,
Ihre Frage ist leider sehr unspezifisch und mir fehlt es an der Zeit, Ihnen in Form eines Fernlehrganges Regelungstechnik, Messtechnik und Elektronik zu erläutern bzw. die Aufgabe für Sie zu lösen.
Machen Sie sich mit dem Regelkreis vertraut, überlegen Sie, was jeder Block im Regelkreis in der Praxis beinhaltet und - ganz wichtig! - bedenken Sie, dass Sie nur aktiv aufheizen aber mutmaßlich nicht aktiv kühlen können. Negative Antworten Ihres Reglers haben daher keine Auswirkungen und gelten als abgeschaltete Heizung.
Versuchen Sie daher, ein Überschwingen Ihrer Regelung zu vermeiden, was einen relativ hohen D-Anteil erforderlich machen wird. Was das ist, entnehmen Sie bitte der Literatur.
Wenn ich Temperaturregelungen dieser Art simulieren möchte um deren Eigenschaften zu studieren oder die Auslegung zu überprüfen, dann ersetze ich die Heizung gerne durch eine Stromquelle, die keinen negative Strom liefern kann. Die Temperatur wird dann durch Spannungen ersetzt und der Wärmefluss, und Heizleistung ist nichts anderes, durch den Strom. Wärmespeicher sind dabei Kapazitäten und Wärmeübergangswiderstände sind Widerstände. Am Ende der Kette steht die Umgebungstemperatur, die durch eine Konstantspannungsquelle simuliert wird.
Ich wünsche viel Freude bei der Arbeit.
Mit freundlichen Grüßen
Thomas Klingbeil
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Sui06,
Du hast recht, IR detector ist die beste Messungmethode.
Ich wurde dich RTD (Resistance temperature detector) empfohlen aber du willst es berührungslos messen.
Klare dich was fur ein Messungskanal brauchst du? Es gibt viele IR detectoren mit verschiedenen Messunkanalen z.B.Fibre-optic, standard 4-20mA 24V, Serial link oder?
Was wills du?
Hallo,
Von Theorie her ist mir die Sache geläufig aber mir fehlt die praktische Erfahrung dazu.
Du sagst das das Messgerät 1/10 der Streckenzeitkonstante sein soll. Aber woher soll ich die Zeit ausfindig machen? DIe ganzen Festlegungen kann ich nur machen wenn ich den Messgerät, IR-Strahler gekauft habe und es ausprobiere.
Ist beim Aussuchen der Komponenten (Hardware) n
icht weiteres zu beachten ?
Die Regelung möchte ich über PC Matlab Simulink aufbauen wenn ich sie zu Verfügung habe.
Gibts auch Hardwarekomponenten zur Aufbau einer Regelung?
Schöne GRüße
Suat
Hallo Suat
Ich muss gestehen, ich habe bisher keine Erfahrungen im Bereich IR. Aber über Google fand sich ein Dokument der Firma Optris, welches die Berührungslose Temperaturmessung beschreibt. Darin findet sich auch eine Angabe der Zeitkonstanten: ms-Bereich. Im Vergleich mit der Zeitkonstante der Strecke sollte diese demzufolge vernachlässigbar sein. Zur Sicherheit kannst du ja die Zeitkonstante der Strecke für unterschiedliche Strahler ausrechnen. Wird aber bei einem Thermodynamischen-System wahrscheinlich im Sekundenbereich liegen (je nach Material und Menge des zu erhitzenden Mediums). Es sei denn du möchtest wirklich eine (sehr) kleine Menge-Kunststoff erhitzen und machst das mit einem sehr starken Strahler. Wie ist den die Anforderung: d.h. Wie schnell soll wieviel kunststoff erhitzt werden
Was die Anbindung an PC Matlab Simulink angeht, kann ich dir keine konkrete Produktempfehlung aussprechen. Aber wenn du die Zeitkonstanten kennst. Kannst du die Abtastzeiten abschätzen. Messkarten mit hohen Abtastzeiten sind wesentlich günstiger zu bekommen! Und je nach hersteller bekommst du auch gleich Software zur Einbindung. Ich benutze National-Instruments falls dir das weiterhilft.