Druckregelung Hochdruckreiniger-Anlage mit 5 Pumpen

McMeta

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Hallo,
bin gerade bei der Planung/Umsetzung einer Hochdruckreinigeranlage mit insgesamt 5 Pumpen. Jede Pumpe leistet ca. 100 l/min bei 60bar.
Angetrieben werden sollen die Pumpen durch FU-gesteuerte DS-Motoren.
Der Druck der Anlage soll nun möglichst konstant geregelt werden. (ca.50-60bar)
In der Hauptabgangsleitung werden sich Druckmess- und Strömungssensoren befinden. (Analog 4..20mA)
Es sollen natürlich nicht immer alle Motoren laufen sondern in Kaskadenschaltung(-regelung). also Motor 1 0..100%, wenn nicht ausreichend zusätzlich Motor 2 0..100% usw.
Das ganze wollte ich mit einer S7-300 realisieren. Wie würdet Ihr das mit den Reglern in der CPU machen? Für jeden Motor einen eigenen Regler und den dann zuschalten sobald wieder eine weitere Pumpenstufe benötigt wird? Oder wie würdet Ihr das ganze realisieren?

Vielen Dank im Voraus
 
Hallo,
bin gerade bei der Planung/Umsetzung einer Hochdruckreinigeranlage mit insgesamt 5 Pumpen. Jede Pumpe leistet ca. 100 l/min bei 60bar.
Angetrieben werden sollen die Pumpen durch FU-gesteuerte DS-Motoren.
Der Druck der Anlage soll nun möglichst konstant geregelt werden. (ca.50-60bar)
In der Hauptabgangsleitung werden sich Druckmess- und Strömungssensoren befinden. (Analog 4..20mA)
Es sollen natürlich nicht immer alle Motoren laufen sondern in Kaskadenschaltung(-regelung). also Motor 1 0..100%, wenn nicht ausreichend zusätzlich Motor 2 0..100% usw.
Das ganze wollte ich mit einer S7-300 realisieren. Wie würdet Ihr das mit den Reglern in der CPU machen? Für jeden Motor einen eigenen Regler und den dann zuschalten sobald wieder eine weitere Pumpenstufe benötigt wird? Oder wie würdet Ihr das ganze realisieren?

Vielen Dank im Voraus

Frage:
Mit welcher Geschwindigkeit kann sich denn der Druck in der Anlage ändern
(Wie schnell schalten die Düsen?)

Wie genau soll der Druck gehalten werden?

Soll der Druck an den Düsen konstant sein oder an den Pumpen (nur von Interesse, wenn der Druckabfall in der Leitung nicht vernachlässigbar klein ist, wenn man das doch berücksichtigen müsste, würde die Strömungsgeschwindigkeit in die Regelung mit eingehen!)?

Wie schnell reagieren die Pumpen?
 
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Frage:
Mit welcher Geschwindigkeit kann sich denn der Druck in der Anlage ändern
(Wie schnell schalten die Düsen?)

Wie genau soll der Druck gehalten werden?

Soll der Druck an den Düsen konstant sein oder an den Pumpen (nur von Interesse, wenn der Druckabfall in der Leitung nicht vernachlässigbar klein ist, wenn man das doch berücksichtigen müsste, würde die Strömungsgeschwindigkeit in die Regelung mit eingehen!)?

Wie schnell reagieren die Pumpen?

Ich sehe schon, du hast da mehr Erfahrungen in dem Thema als ich ;)

An der Anlage ist ein sehr langes Rohrsystem von min. 100m angeschlossen. An diesem Rohrsystem sind die entsprechenden Zapfstellen wo die Reinigungslanzen angeschlossen werden können. Die haben ca. 35 l/min bei 60 bar.
Der Druck kann so ca. 10bar schwanken.
Weitere Dinge kann ich leider im Moment noch nicht sagen. Ich werde morgen dort Vor-Ort sein weil die bestehende Anlage ersetzt werden soll.
So wie es wohl im Moment ist wird nur der Druck in der Hauptzuleitung kurz nach den Pumpen geregelt weil sich dort der Druckmesssensor befindet. Allerdings nur in Kaskadenschaltung ohne FU. Jetzige Strömungssensoren sind direkt beim Druckmesssensor verbaut und BINÄR.
Wäre schön wenn du mir noch ein paar Tips geben könntest was man noch so alles beachten sollte, da du ja anscheinend fit in dem Bereich bist ;)
Vielen Dank
 
Hallo McMeta,

wichtig ist daß alle eingeschaltene Pumpen den selben Druck erzeugen, bzw. vom selben Typ sind und mit derselben Drehzahl laufen. Läuft eine mit kleinerer Leistung, dann fördert sie nichts. Es öffnet nicht einmal die Rückschlagklappe.

Du brauchst einen PI-Regler aus dessen Sequenz du fünf Freigaben (jeweils mit Hysterese) für die Pumpen bildest. Wird eine Pumpe zugeschaltet, dann muß sie zunächst entlang einer Rampe auf die Drehzahl der anderen Pumpen fahren. Den Rest erledigt der Regler. Beim Abschalten einer Pumpe, die Pumpe ebenfalls langsam herunterfahren, damit der Regler ganz geschmeidig nachregeln kann.

Ich hatte so etwas mal bei einer großen Kälteanlage realisiert. Es funktionierte eigentlich recht gut. Der Drucksensor befand sich 200m entfernt bei den Abnahmestellen (4..20mA). Allerdings hatte ich auch keine großen Schwankungen des Durchflusses.


Gruß, Onkel
 
Ich sehe schon, du hast da mehr Erfahrungen in dem Thema als ich ;)

An der Anlage ist ein sehr langes Rohrsystem von min. 100m angeschlossen. An diesem Rohrsystem sind die entsprechenden Zapfstellen wo die Reinigungslanzen angeschlossen werden können. Die haben ca. 35 l/min bei 60 bar.
Der Druck kann so ca. 10bar schwanken.
Weitere Dinge kann ich leider im Moment noch nicht sagen. Ich werde morgen dort Vor-Ort sein weil die bestehende Anlage ersetzt werden soll.
So wie es wohl im Moment ist wird nur der Druck in der Hauptzuleitung kurz nach den Pumpen geregelt weil sich dort der Druckmesssensor befindet. Allerdings nur in Kaskadenschaltung ohne FU. Jetzige Strömungssensoren sind direkt beim Druckmesssensor verbaut und BINÄR.
Wäre schön wenn du mir noch ein paar Tips geben könntest was man noch so alles beachten sollte, da du ja anscheinend fit in dem Bereich bist ;)
Vielen Dank

Ich denke, da ist Onkel Dagobert der bessere Ansprechpartner!!

Ich dachte zuerst an einen sehr dynamischen Betrieb mit sehr hoher Regelgenauigkeit im industriellen Umfeld. Sorry.
Aber bei Deinem Fall könnte es ja auch vorkommen, dass alle Zapfstellen gleichzeitig aktiviert oder geschlossen werden, dann gibt es ganz schöne Rumpler im System!?
Habt ihr da einen Ausgleichsbehälter?
 
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Ich denke, da ist Onkel Dagobert der bessere Ansprechpartner!!..
Das kann man so nicht sagen. Ich kann nur von meinen Erfahrungen berichten, die hoffentlich ein guter Ansatz sind. Bei der Anlage um die es bei McMeta geht, kommen wahrscheinlich noch weitere Probleme hinzu. Ein paar Punkte hast du ja schon angesprochen.


Gruß, Onkel
 
Jetzt mal ungeachtet der theoretischen Regelungstechnik-Spielchen ...

Ich halte es für enorm unwahrscheinlich, das sich die hier üblicherweise verbauten Hochdruckpumpen
überhaupt in einem derartigen Maß über die Drehzahl regeln lassen.

Insofern scheitert meiner Meinung nach das ganze Regelungskonzept spätestens bei der Pumpenbauart.

Alles was ich bisher in dem Bereich gesehen habe, funktioniert eigentlich einfach über
2 Druckschalter (1x Hochdruck, 1x Niederdruck).

Zusätzlich ist üblicherweise noch ein mechanischer Bypass verbaut,
der den zu hohen Druck in den Ansaugbehälter entlässt.

Die Strömungswächter haben eigentlich reine Überwachungsfunktion ...

Mfg
Manuel
 
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Also eine Druckregelung habe ich schon oft gemacht und hat bis jetzt auch immer astrein funktioniert.
Allerdings habe ich von so hohen Drücken keine Ahnung.
Das ganze wollte ich mit einer S7-300 realisieren. Wie würdet Ihr das mit den Reglern in der CPU machen? Für jeden Motor einen eigenen Regler und den dann zuschalten sobald wieder eine weitere Pumpenstufe benötigt wird? Oder wie würdet Ihr das ganze realisieren?
Entweder für jede Pumpe einen eigenen Regler, oder die Regler in einer Kaskade dazu schalten und die Pumpen je nach Betriebsstunden auf den entsprechenden Regler verknüpfen. (Regler 1 = 100% dann start Regler 2 und Regler 1 anhalten; Regler 2 min Grenze = Stopp Pumpe 2 und Freigabe Regler 1)
Ich habe beide Varianten schon realisiert, es haben auch beide ihre Vor- und Nachteile.
Aber die letztere Variante finde ich genial.
 
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Je nach Pumpentyp ist der "Regelbereich" der Pumpe unterschiedlich.

Ich habe folgendes gesehen.

Starten der Pumpe => schenll auf Drehzahl 900U/min
Druckregler 0 mA => 900U/min Druckregler 20mA => 1500U/min
Beim Starten der 2. Pumpe Schnell auf 900U/min dann Frequenzausgleich der Pumpen. mit der 3. Pumpe das gleiche. Beim Abschalten wird die Pumpe bis 900U/min langsam gestoppt. Der Regler fängt mit den laufenden Pumpe die Rampe der stoppenden Pumpe ab.

bis 900U/min Fördert diese Pumpe nicht.

Ich würde ein Programmteil einbauen, dass die Pumpenfolge wechselt, so dass alle Pumpe ungefähr die gleichen Betriebsstunden bekommt.
 
So in der Art wie von Paule es beschrieben hat habe ich es mir vorgstellt.
Mit der Pumpenumschaltung je nach Betriebsstunden wird auf jeden fall gemacht, ist auch so gefordert.
Bei den Pumpen handelt es sich um Kolbenpumpen die eine Bemessungsdrehzahl von 900 U/min haben

Habe noch ein wenig im iNet gestörbert. Dort gibt es auch Pumpenaggregate von Hammelmann die mit Kolbenpumpen arbeiten und Frequenzgeregelt sind.
 
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Entweder für jede Pumpe einen eigenen Regler, oder die Regler in einer Kaskade dazu schalten und die Pumpen je nach Betriebsstunden auf den entsprechenden Regler verknüpfen. (Regler 1 = 100% dann start Regler 2 und Regler 1 anhalten; Regler 2 min Grenze = Stopp Pumpe 2 und Freigabe Regler 1)
Ich habe beide Varianten schon realisiert, es haben auch beide ihre Vor- und Nachteile.
Aber die letztere Variante finde ich genial.

Welche Leistungsklasse der CPU würdest du mir da ungefähr empfehlen? Oder lieber FM355? Oder doch ganz von Siemens weg und lieber VIPA Speed7 ?
 
Hallo McMeta,

wichtig ist daß alle eingeschaltene Pumpen den selben Druck erzeugen, bzw. vom selben Typ sind und mit derselben Drehzahl laufen. Läuft eine mit kleinerer Leistung, dann fördert sie nichts. Es öffnet nicht einmal die Rückschlagklappe.

Du brauchst einen PI-Regler aus dessen Sequenz du fünf Freigaben (jeweils mit Hysterese) für die Pumpen bildest. Wird eine Pumpe zugeschaltet, dann muß sie zunächst entlang einer Rampe auf die Drehzahl der anderen Pumpen fahren. Den Rest erledigt der Regler. Beim Abschalten einer Pumpe, die Pumpe ebenfalls langsam herunterfahren, damit der Regler ganz geschmeidig nachregeln kann.

Ich hatte so etwas mal bei einer großen Kälteanlage realisiert. Es funktionierte eigentlich recht gut. Der Drucksensor befand sich 200m entfernt bei den Abnahmestellen (4..20mA). Allerdings hatte ich auch keine großen Schwankungen des Durchflusses.


Gruß, Onkel

Hallo Dagobert,
Wie hast die Zuschaltung und das Rampenfahren zur der anderen Pumpen (Zu- und Abschalten) realisiert?
 
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