Hallo, ich habe folgendes Problem: Ich betreibe ein normales Schaltventil mit PWM, und möchte einen Gasfluss regeln. Hinter dem Ventil ist ein Durchflussmesser geschaltet, dessen Ausgangsspannung ich mit dem AD Wandler meines ATmega323 umwandle. Das ganze ist eine ziemlich wacklige Angelegenheit, da der Fluß bedingt durch das ständige Auf- und Zugehen des Ventils ziemlich unruhig ist, und der AD Wandler nicht gerade reproduzierbare Ergebnisse erzielt (vielleicht hat jemand da noch eine Idee was ich machen könnte, bisher mittle ich den Ausgangswert meines Flussmessers nur). Nun möchte ich den Fluß regeln. Das heißt, ich gebe beispielsweise über den Terminal (CodeVision) eine Ausgangssollspannung meines Flussmessers vor, die dann zuverläassig über Variation der Pulsbreite am Ventil angesteuert werden soll. Wie gehe ich da ran, wenn ich einen PI Regler per Software entwerfen soll? Oder ist es ratsam auch etwas auf Hardwarebasis zu basteln? Wie ihr merkt, bin ich ziemlich neu auf diesem Gebiet. Über jeden Tipp bin ich dankbar. Gruß, Stefan
hi, bedeutet SCHALTVENTIL...entweder auf oder zu ? wenn es so ist dann bist du meiner meinung nach auf dem falschen weg. das ventil,das du brauchst muss kontinuierlich zwischen auf bis zu einstellbar sein...wie willst du sonst einen stabilen durchfluss erhalten. du musst ja nur den sollwert mit dem istwert des durchflussmessers vergleichen und daraufhin mehr oder weniger aufmachen... hast du eine (lach)gasmaske ? dann viel spass ed
Hallo Stefan, nimm einfach ein Ventil, welches mit einer Analogsteuerspannung von 0 (zu) - 10V (auf) zu steuern ist. Das Teil nennt sich "Stetiger Regelventilantrieb"
@ edi: Ja, Schaltventil heißt entweder auf oder zu. Die Idee war ja gerade, sich die etwa fünf mal so hohen Kosten eines Proportinalventils einzusparen, und mit einer geschickten Ansteuerung eine "normales" Ventil zu benutzen. Ich habe das auch schon ausprobiert, und es funktioniert garnicht so schlecht über Variation der Pulsbreite. Und was meinst du mit der (Lach)Gasmaske??? @ Stark Erhard: Du meinst also auch ein Proportionalventil welches kontinuierlich zwischen dem Auf und Zu Zustand einstellbar ist? Dafür benötige ich dann aber genauso eine Regelung, Das Ventil soll ja abhängig von dem vom Durchflussmesser gemessenen Fluss geregelt werden. Ich möchte ja einen Sollfluß vorgeben, der dann durch den von mir implementierten Regler auch hergestellt werden soll....
Man kann theoretisch ein Ventil ständig ein- und ausschalten und damit den mittleren Durchfluß regeln. Allerdings wird dadurch das Ventil mechanisch extrem beansprucht. Das ist ungefähr so, als ob Du mit einem Relais eine Lampe dimmen willst. Obendrein dürfte ein ohrenbetäubendes Klappern zu hören sein. Bei einem Schaltventil wird auch die Anzahl der maximalen Schaltspiele und die maximale Schaltgeschwindigkeit angegeben. Dann kannst Du leicht selber ausrechen, nach wieviel Stunden es den Geist aufgibt. Du wirst also wohl nicht umhinkommen, für Deine Anwendung ein Proportionalventil zu benutzen. Peter
hi, das mit der gasmaske habe ich nur hinzugefuegt,weil ich mir vorstellen kann, dass sie bei einer derartigen (mis)handlung des ventils nuetzlich werden koennte.Wie Peter D. schon sagte haelt die mechanik das nicht aus..... (lach)gasmaske....weil ich nicht weiss mit welchem gas du spielst. Ich weiss dass in Detschland immer mehr gespart wird(werden muss?).... aber geht da nicht der Ruf deutscher Qualitaet in der Welt floeten. Hier im ausland haben die deutschen autos noch einen guten ruf.....wie lange noch? PROPORTIONALVENTIL ! ed PS: ueber PI hat noch keiner gesprochen
Hallo, danke erstmal für die Hinweise. Über die ganzen mechanischen Probleme bin ich mir im Klaren, ich habe das auch schon abgewogen. Ich will ja die beiden Ventiltypen auch nur mal vergleichen, um herauszufinden, ob das überhaupt vernünftig regelbar ist (mit einem Normalventil). Nach Rücksprache mit dem Ventilhersteller habe ich erfahren, daß tatsächlich auch "normale" Schaltventile so angesteuert werden. Daß die Lebensdauer begrenzt ist, ist klar. Es werden 100 Mio Schaltspiele garantiert. Bei einer von mir angedachten Frequenz von 7 Hz ergeben sich ca. 4000 Stunden. Das reicht für meine Anwendung, da das Ventil nie im Dauerbetrieb läuft, sondern nur für einzelne kürzere Messungen. Auch Proportionalventile werden übrigens oft mittels PWM angesteuert. Zu meinem eigentlichen Problem hat bisher leider noch niemand etwas gesagt: Wie baue ich (allgemein) einen PI Regler per Software? Stellgröße soll dabei die Pulsbreite sein, gemessen wird die Ausgangsspannung des Flussmessers. Als Sollwert wird eine Sollspannung für den Flussmesser vorgegeben. Ein Link wo so ein Regler mal ausführlich beschrieben ist, würde mir auch schon weiterhelfen. Gruß, Stefan
Wenn die PWM-Frequenz hoch genug ist, dürfte die Ventilmechanik keinen Stress mehr haben. Der Öffnungsbereich wird sich in einem kleinen Fenster der Ansteuerspannung bewegen und vom Druck vor bzw. hinter dem Ventil abhängen. Diese Normalventile sind wohl mit einer Feder "vorgespannt", damit das Ventil im stromlosen Zustand dicht macht. Z.B. 60% Nennspannung => noch gerade zu, 65% Nennspannung => etwas geöffnet, 70% Nennspannung => ganz auf, (oder so ähnlich). Siegfried
Hi Stefan , Wie hoch sind die mech. Kräfte zum Betätigen des Ventils. Falls die Kraft ausreicht kannst du es doch an ein Modellbau Servo hängen . Code zum Regel eines Modellbauservos wurde hier schon öfters beschrieben. Zum PI-Regler: Probier das Ganze erstmal nur mit einem P-Regler !!! Als erstes musst du einen "Sollwert" vorgeben. Z.B. über ein Poti dessen Wert du einliest od. falls nicht einstellbar über eine Konstante definieren. Als zweites den Istwert so wie beschrieben über den Durchflussmesser einlesen. Als drittes einen Wert von einem Poti einlesen mit dem die Verstärkung der Regelung einstellbar ist. Berechnung des P-Anteiles: Delta = Sollwert - Istwert P_anteil = Delta * P_faktor Diesen P-Anteil bringst du nun in Relation mit der Impulslänge die das Servo braucht. Bist du erstmal hier angelangt ist es nicht mehr viel Aufwand in die Software noch den I-Anteil oder auch noch einen D-Anteil für einen richtigen PID-Regler einzustricken. Hab einen PID-Regler vor kurzem in Bascom für die Regelung von Servomotoren mit Rückmeldung über Encoder realisiert. Geht super. Gruss Gerhard
Hallo Stefan, bezüglich PI-Regler schau mal in die Bücher (Regelungstechnik2 von Lunze) liegt in der TU-Bücherei Erdgeschoss hinten links :-) Gruß ein ehemaliger TUler aus Harburg
@ Gerhard: Danke erstmal für die Antwort, ich bin gerade dabei mir das mal hinzubasteln. Eins ist mir jedoch noch nicht ganz klar. Was für eine Rolle spielt der P_Faktor? Wie stelle ich den ein? Ist er variabel? Mir ist eigentlich klar, wie der Aufbau eines solchen Reglers aussieht, aber was meinst du mit "P_Anteil in Relation mit der Impulslänge bringen"? Gruß, Stefan
Hi Stefan P Anteil ist der proportionale Anteil. Je mehr der Ist-Wert vom Soll-Wert abweicht umso mehr muss dagegengeregelt werden. Mit P_Faktor meinte ich nichts anderes als dass du die Regelabweichung eben mit einem Wert (von mir P_Faktor genannt) multiplizierst um den Regler in Stärke einzustellen. Den Wert für den P_Faktor würde ich über ein Poti einlesen. zB: Delta = 10 P_Faktor = 2 -------------> P_Anteil = 20 oder: Delta = 10 P_Faktor = 0.3 -----------> P_Anteil = 3 Somit kannst du von aussen einstellen wie stark dein Servo auf Regelabweichungen reagiert. @ aber was meinst du mit "P_Anteil in Relation mit der Impulslänge bringen"? Ein Modellbauservo braucht für die Mittelstellung Impulslängen von 1.5 ms , für Vollausschlag links 1ms , für Vollausschlag rechts 2ms. Zwischen den Impulsen braucht man Pausenzeiten von ca. 15ms. Also ist eine Berechnung anzustellen mit der du vom P_Anteil auf diese Impulslängen kommst. Gruss Gerhard
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