Autor Thema: PID-Ausgang wirkt auf Eingang PW-Pulsweiten-Baustein PD Periodendauer /  (Gelesen 19762 mal)

Offline Epoxy

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Ich  möchte einen PW-Baustein einsetzen.

Von  einem PID-Baustein  erhalte ich  die Stellgröße SV für den  PW-Baustein.

Beim PW-Baustein  setze ich eine Abtastzeit TC=1 (100 ms) ein,
um ein Analogsignal  zu messen.

Wenn  ich jetzt beim  PW-Baustein  eine  Periodendauer PD = 30000 (30 Sekunden) eingebe, heisst das eigentlich, daß der PW-Baustein seine Stellgröße nur einmal  innerhalb der Periodendauer   zur  Auswertung übergibt ?

oder

übergibt er Ihn  alle 100ms, was den  PW-Baustein dann veranlasst auch  eine neuen Beginn   der  Periodendauer  machen zu lassen, und dabei den vom PID-Regler neu für SV übergebenen Wert zu verarbeiten ?


Grüße Epoxy
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Offline juergen_j

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Re: PID-Ausgang wirkt auf Eingang PW-Pulsweiten-Baustein PD Periodendauer /
« Antwort #1 am: März 06, 2009, 16:20:33 Nachmittag »
Hallo Epoxy,
wirfst du da nicht etwas durcheinander?
Kann in der Hilfe beim PW-Baustein nirgens eine Abtastzeit TC finden.
Gruss
Jürgen
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Offline KressSwiss

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Re: PID-Ausgang wirkt auf Eingang PW-Pulsweiten-Baustein PD Periodendauer /
« Antwort #2 am: März 06, 2009, 17:44:47 Nachmittag »
Hi Epoxi
Eine Abtastzeit gibt es beim PID-Regler. Du hast den PW-Baustein in Verbindung mit dem PID-Regler im Einsatz. Meinst Du die Abtastzeit im PID-Regler?
« Letzte Änderung: März 06, 2009, 17:46:36 Nachmittag von KressSwiss »
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Offline Epoxy

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Re: PID-Ausgang wirkt auf Eingang PW-Pulsweiten-Baustein PD Periodendauer /
« Antwort #3 am: März 06, 2009, 18:50:23 Nachmittag »
Beim PW-Baustein  setze ich eine Abtastzeit TC=1 (100 ms) ein,
um ein Analogsignal  zu messen.

Tschuldigung, habe mich verschrieben .Am PID-Baustein setze ich eine Abtastzeit TC=1=100ms ein.


Kann ...  beim PW-Baustein nirgens eine Abtastzeit TC finden.

Schon klar ! (Schreibfehler s.o.)



Mir geht es darum:

Der PID-Regler  wertet  ständig (ich schätze ca. 1 mal pro  Abtastzeit TC) die  Einganssignale aus. Dafür berechnet er aus  P und  I und D-Anteil die Stellgröße für den Ausgang QV des PID-Bausteins.


Das Ausgangssignal QV vom  PID-Baustein nehme ich als  Eingang SV beim PW-Baustein.

Soweit klar !

Jetzt  muss ich aber wissen, ob mein  PW-Baustein die ständig eingehenden Signale  nur  1 mal am Beginn der im PW-Baustein definierten  PD Periodendauer  berücksichtigt


oder 

ob sobald ein neues Signal, ich nenne es mal QV2 vom PID-Regler kommt (nach   Ablauf des 2. Abtastzeitraums) auch der PW-Baustein  schon wieder bereit ist,  um den neuen Eingangswert SV2 zu verarbeiten, also  einen neuen Impuls im berechneten Tastverhältnis am Ausgang bereitzustellen. (Wobei die  Mindesteinschaltdauer ME  vom PW beachtet wurde, aber   die gesamte PD noch nicht abggelaufen war.)


Sozusagen:

Darf der PID-Regler  den PW ständig "nachbessern" 

oder erlaubt der PW die Nachbesserung erst nach  Ablauf von genau einer Periodendauer (plus einer Mindestauschaltdauer).

Ich Frage deshalb, weil ich  ca. 10 mal pro Sekunde das Analogsignal auswerten (kann), aber  ich  nur ca. alle 2 bis 4 Sekunden einen neuen Regelvorgang  auslösen soll.

In den 2-4 Sekunden kann sich aber schon viel am  Analogeingang  getan haben, so daß ich zwischendrin lieber meinen neu vom PID Regler berechneten Wert nehmen  würde. (Quasi vorzeitiger Abbruch des Regelvorgangs weil erkannt wurde, daß zulässiger Sollwert I1 des Analogeingangs bereits überschritten wurde)


Um den vollen erwarteten  Wertebereich  auszuregeln, würde  ca. eine Gesamtimpulslänge am  Ausgang des PW-Bausteins von 30000 ms  (30 Sekunden) gebraucht.

Aber  in 30 Sekunden kann  schon sehr sehr viel passieren.  Bis zum Ende einer so langen Periodendauer  sind meine  Analogmesswerte vermutlich schon längst nicht mehr Aktuell.

Weil ich  Relais  am Ausgang Q1 ansteuern muß (819 DC-RC), will ich diese aber nicht  unnötig oft  schalten lassen. Ich dachte so maximal an einmal in ca.  2 Sekunden   mit maximaler  PD von  2 Sekunden (incl. ME bzw.MA).

(Pro Sekunde  ergibt sich also eine theoretisch mögliche Regelabweichung von 1/30 = 3,33 %, falls sofort nach Übergabe   PID ----> PW der PID eine  total andere Stellgröße ausgerechnet haben sollte.

Bei 2 Sekunden also schon ein maximaler theoretischer Fehler von 6,66 %, in der Praxis erwarte ich deutlich kleinere Fehler, da der PID eigentlich  "richtig" vorausberechnet hat.

Aber Störungen  von außen können  immer kommen, können aber wegen der am Relais angekoppelten mechanischen Stellglieder nur begrenzt ausgeregelt werden (mit 3,33 % des Sollwertes pro Sekunde ! Wäre aber o.k., weil es mir nur  um Ausregelung  der üblichen Fehler < 6,66 % ankommt, aber dafür hier möglichst schnell)


Zurück zum PW01-Baustein:

Bleibt der Zustand 1 (=ON) am Ausgang Q01 eigentlich dauernd erhalten (d.h.  ohne  eine  Mindestauschaltdauer=Mindesteinschaltdauer einzufügen) , wenn  SV den max. zulässigen Eingangswertebereich  -4096  bzw. +4095 hat?  Oder wie vermeide ich den  Kontaktabfall sonst  ?

(Meine Idee dazu wäre,  eventuell Schaltkontakt LI vom PID-Baustein unter  Umgehung des PW -Bausteins (für die Dauer  LI-Zustand =1) zu benutzen. Müsste dann aber vom LI-Kontakt  parallel zum PW-Baustein direkt auf den Ausgang Q01 gehen.  Bin mir aber nicht sicher, ob das so erlaubt wäre. Ist so eine Art Volllastumgehung des PW-Bausteins, damit Q01 bei Wertüberschreitung des Ausganges QV beim PID immer den Zustand ON (ohne  Schaltpause MA beibehält). 


Durch  Wahl des  Proportionalfaktors KP beim PID kann ich  ja  leicht Ausgangswerte QV am PID erzeugen, die schnell zum  Maximum 4095 der Stellgröße  QV führen.

Kann ich am Ausgang QV durch  Definition als  MD-Merkerdoppelwort auch  größere Werte als 4095 erhalten ? Ich vermute - nein, aber was passiert, außer das  der Bit Kontakt Ausgang  des  PID-Bausteins  für LI den Wert 1 annimmt, mit dem  Wert  an QV ?


Meine Frage richtet sich eher an die Praktiker, die den PID und den PW schon benutzt haben, weil die Fragen, die ich hier formuliert habe beantwortet auch die Easy-Soft-Hilfe leider nicht genauer als ich hier gemutmaßt habe.


Danke und  schöne Grüße

Epoxy
« Letzte Änderung: März 06, 2009, 20:43:12 Nachmittag von Epoxy »
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Offline juergen_j

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Re: PID-Ausgang wirkt auf Eingang PW-Pulsweiten-Baustein PD Periodendauer /
« Antwort #4 am: März 06, 2009, 21:46:36 Nachmittag »
Hallo Epoxy,
puh, ganz schön viel was du da auf einmal wissen willst.
Habe zwar noch keine direkte Anwendung mit dem PW-Baustein gemacht, habe aber auf Grund deiner Frage und weil ich es wissen wollte mal einen Versuchsaufbau gemacht. Den PID-Regler hab ich ganz aussen vorgelassen.
Habe eine 821 DC-TC Versionsstand 4 benutzt, 10V Spannungsquelle mit Poti.
Poti auf Analogwert 1 geklemmt mit AR-Baustein Eingang x 4, mit I12 PW-Baustein ein oder ausgeschaltet, PD auf 30000.
Also folgende Erkenntnis:
Poti 5V gestellt, mit I12 Ein schaltet Q1 sofort für 15 Sek Ein, dann 15 Sek. Pause. Während der 15 Sek. Ein Poti auf fast min. reduziert, voller Takt läuft ab (15Sek-Ein/15Sek-Aus) danach Q1 ca. 1 Sek. Ein, 29 Sek Aus.

AR-Baustein geändert mit Faktor 8, damit ich >4096 erreiche.
SV-Wert auf ca 2048 gestellt, mit I12 wieder gestartet. Reaktion, gleiche wie vor beschrieben. Während der Pausenphase Poti voll aufgedreht (SV >4096), Q1 schaltet sofort Ein und bleibt auch solange Ein wie SV > 4096.
Nach 35 Sek nach Q1 Ein Poti wieder Null gedreht, Q1 schaltete nach ereichen von 60 Sek. ab.

Ich häng dir mal noch das Versuchprogramm an, damit du auch nachvollziehen kannst vorher die Zeiten kommen.
Gruss
Jürgen
« Letzte Änderung: März 06, 2009, 21:48:41 Nachmittag von juergen_j »
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Re: PID-Ausgang wirkt auf Eingang PW-Pulsweiten-Baustein PD Periodendauer /
« Antwort #5 am: März 06, 2009, 22:25:11 Nachmittag »
Hallo Jürgen
Geht aber nur in der Hardware. Ich denke der PW-Baustein ist nicht simulationsfähig. Oder?

Gruss
Hermann
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Offline juergen_j

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Re: PID-Ausgang wirkt auf Eingang PW-Pulsweiten-Baustein PD Periodendauer /
« Antwort #6 am: März 06, 2009, 22:28:36 Nachmittag »
Hallo Hermann,
deshalb habe ich ja einen Hardware-Versuchsaufbau gemacht und mit dem anhängenden Programm getestet.
Gruss
Jürgen
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Offline Epoxy

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Re: PID-Ausgang wirkt auf Eingang PW-Pulsweiten-Baustein PD Periodendauer /
« Antwort #7 am: März 06, 2009, 23:34:04 Nachmittag »
Danke Jürgen,   Du bist wirklich  sehr sehr hilfsbereit.

Hätte niemals   gedacht, daß sich jemand zu einem Harwaretest aufrafft.

zum Programm:

Habe ich mir angesehen:

Im PW stehen  bei den Operanden keine  Wertre drin. Kannst Du diese evtl.  mal  hier reinschreiben.

Bei den Zeitgliedern, steht bei mir  drin  I1 NU-Konstante 999.000 , das wären nach meiner Berechnung 999 Sekunden = 16,65 Minuten, außerdem  Betriebsart Ansprechverzögert.

Insofern  verstehe ich den Sinn dieser  Zeitglieder nicht.



Aber zu deinen  o.g. Versuchsergebnissen sehe ich mich in meinen Annahmen bestätigt.

1.   Innnerhalb der  PD Periodendauerlaufzeit hat ein neues Eingangssignal keine  Auswirkung, erst für die darauffolgende Periodedauer  wird der neue Wert SV berücksichtigt.

2.  Bei Überschreitung des Wertebereiches SV über 4096 hinaus, bleibt der  Ausgung Q1 auf ON.


Während der Pausenphase Poti voll aufgedreht (SV >4096), Q1 schaltet sofort Ein und bleibt auch solange Ein wie SV > 4096.
Nach 35 Sek nach Q1 Ein Poti wieder Null gedreht, Q1 schaltete nach ereichen von 60 Sek. ab.

Was meinst du hier mit Pausenphase, hast Du eine ME definiert? Und  wieso schaltet  Q1 erst nach 60 sekunden wieder ab. Ich dachte  PD +ME = 30 Sekunden.

Ich hätte erwartet das  Q1 nach 25 Sekunden (Quasi Restzeit, bis zum Beginn der folgenden Periode) wieder den Zustand Null  annimmt.



Ich bin echt riesig erfreut, daß  Du und  noch einige andere sich  immer so zeitnah an der Lösung von solchen "Randproblemen" beteiligen.

Aber für die praktische Anwendung ist es  sicher auch für andere gut, um  die Funktionsweise der Easy zu wissen. (Vorausgesetzt Sie verstehen, was ich geschrieben habe - Du Jürgen verstehst, und hast dazu ja auch den passenden Avatar gewählt !!!)
 :) :) :) :) :) :) :) :) :) :) :) :) :) :) :) :) :) :)

Schöne Grüße

Epoxy
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Re: PID-Ausgang wirkt auf Eingang PW-Pulsweiten-Baustein PD Periodendauer /
« Antwort #8 am: März 07, 2009, 00:22:53 Vormittag »
Hallo Epoxy,
sorry, so ist das wenn man an 2 Rechnern arbeitet, Werte von PW jetzt eingetragen. Die Zeiten habe ich nur eingetragen damit ich in etwa sehe wann sich was tut. Bin aber gerade dabei weitere Feststellungen zu machen, die ich dir ebenfalls mitteile und verstehe jetzt warum der Baustein so kurz beschrieben ist, weil wahrscheinlich eine ausführliche Beschreibung niemand verstehen würde und ob alle Reaktionen so im Detail bekannt sind möchte ich auch bezweifeln.
Gruss
Jürgen
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Offline juergen_j

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Re: PID-Ausgang wirkt auf Eingang PW-Pulsweiten-Baustein PD Periodendauer /
« Antwort #9 am: März 07, 2009, 00:57:42 Vormittag »
Hallo Epoxy,
hier die weiteren Ergebnisse, warum es so ist keine Ahnung.
Screen 0, Potiwert 5V von DB1 bis 4
Screen 1, Potiwert 2,5V-DB1, danach auf 5V gewartet bis DB2, danach auf 7,5V gewartet bis DB3, danach max. gewartet bis DB4
Screen 2 umgekehrte Reihenfolge von max. bis 2,5V.
Falls du ev. weitere Versuche brauchst, die ich mit dem Aufbau durchführen kann und nicht allzu Zeitintensiv sind, kein Problem.
Gruss
Jürgen

Habe mir gerade überlegt ob mit Flankenmerkern zu Q1 und weiteren DB als SV-Vorgabe nicht eine Art Testprogramm möglich ist. Mach dir mal Gedanken dazu. Wenn du ein solches Programm erstellst kann ich dies gerne ablaufen lassen und das Ergebnis dir zur Verfügung stellen.

« Letzte Änderung: März 07, 2009, 12:49:57 Nachmittag von juergen_j »
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Re: PID-Ausgang wirkt auf Eingang PW-Pulsweiten-Baustein PD Periodendauer /
« Antwort #10 am: März 08, 2009, 15:54:41 Nachmittag »
Hallo Epoxy,
zu deiner 2. Frage hab ich mal ein Testprogramm gemacht, Ergebnis siehe Anhang.
Gruss
Jürgen
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Re: PID-Ausgang wirkt auf Eingang PW-Pulsweiten-Baustein PD Periodendauer /
« Antwort #11 am: März 08, 2009, 15:57:02 Nachmittag »
hier noch screen 26, hat er wohl rausgeworfen.
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Offline Epoxy

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Re: PID-Ausgang wirkt auf Eingang PW-Pulsweiten-Baustein PD Periodendauer /
« Antwort #12 am: März 08, 2009, 21:24:17 Nachmittag »

Screen 1, Potiwert 2,5V-DB1, danach auf 5V gewartet bis DB2, danach auf 7,5V gewartet bis DB3, danach max. gewartet bis DB4
Screen 2 umgekehrte Reihenfolge von max. bis 2,5V.

Hallo Jürgen, danke für Deine weiteen Versuche.

Ich habe mir  Versuch 3 angesehen, und die  von Dir geposteten Screenshots zu den Ergebnissen.


Kannst Du Dir/mir erklären, wie die Ergebnisse zu  T02 zustandekommen ?

Ich bin davon ausgegangen, daß ein QV= 3976 (~ 3976/4095 bzw. 97,1 % ) am Eingang des PW-Bausteins bei einer PD = 30000 einen Ausgangswert am  PW-Baustein (hier gemessen vom Zeitbaustein T02) auch einen Wert von 97,1 % also 29 s 128 ms  erzielt, tatsächlich stehen in T02 8s 325

das gleiche für den Screenshot 00002

QV 1012 ~ 24,7 % von 4095)  ergibt  T02 = 1s 285, ich hätte erwartet , das  T02 jetzt bei PD 30000 einen Wert von 7 s 414 hätte.


Ist meinen Annahme falsch, oder welche Erklärung hättest Du ?


---------------------------

Dein Testprogramm zur 2. Frage habe ich noch nicht so richtig verstanden.

Kannst Du  mal kurz die Quintessenz aus den Versuchsergebnissen in  Worte fassen ?

Was zeigt uns dieser Versuch nach Deiner Interpretation ?

Danke, und schöne Grüße

Epoxy

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Re: PID-Ausgang wirkt auf Eingang PW-Pulsweiten-Baustein PD Periodendauer /
« Antwort #13 am: März 08, 2009, 21:56:08 Nachmittag »
Hallo Epoxy,
vergiss T2, die screenshot wurden zu einem Zeitpunkt x gemacht und da war halt der Ausgang Q2 gerademal 8 und einpaar Sek. aktiv.
Bei Testprogramm zu Frage 2 habe ich versucht nachzubilden was ich am Vortag mit Poti gemacht habe.
Mit T32 resete ich erst einmal alles und verzögere den Start.
Ist T32 abgelaufen starte ich T1, PW und gebe Sollwert 1 (2040) vor. Mit pos. Flanke PWQ schiebe ich Zeitwert T1 in DB1. Wird DB1 neg. schiebe ich Zeitwert T1 wieder in DB2 und starte gleichzeitig T20 mit Verzögerung von 5 Sek. Mit T20 gebe ich dann SW2 (5000) vor. Jetzt wird PWQ sofort wieder 1 was ich in DB3 speichere. Mit PWQ=1 starte ich T21 und schaltet mit diesem nach 35 Sek DB21 was mit dann Sollwert 3 (2040) wieder am PW vorgibt. Wird PWQ=0 schreibe ich Zeitwert T1 in DB4, wird PWQ=1 schreibe ich Zeitwert t1 in DB5.
Dies entspricht in etwa meiner Beschreibung mit dem Wert > 4096 am PW in meinem ersten Beitrag, jetz aber definiert und mit gespeicherten Zeitwerten von PWQ.
Gruss
Jürgen
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Offline Epoxy

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Re: PID-Ausgang wirkt auf Eingang PW-Pulsweiten-Baustein PD Periodendauer /
« Antwort #14 am: März 09, 2009, 13:17:05 Nachmittag »
Hallo Jürgen, vielen Dank für die Erläuterung zu dem  Testprogramm.


Den Letzten  Stand der Meßzeiten gibt ja Screenshot 00027.jpg wieder.

Habe mir die in DB-Bausteinen gespeicheten Zeiten angesehen.

Demnach ist es wohl so, daß  maximal einmal pro Periodendauer PD vom PW-Baustein ein Ausgangssignal  geschickt wird, was dem Tastverhältnis SV/PD  entspricht, und  in diesem Verhältnis den 1. Teil der gerade aktuellen PD  den Ausgang auf den Zustand  1  setzt.

Danke erstmal, ich schaue mal, wie ich das jetzt löse, daß ich  permanent neuere Daten vom Analogeingang bekomme, aber  die aktuelle Regelungsphase (Periodendauer) keine Nachregelung zulässt.

Werde  wohl  mich nur im Kernbereich auf die Regelung stützen (Periodendauer im PW entsprechend verkürzen), und die  unwahrscheinlicheren Randbereiche mit übersteuertem  SV (> 4095) am  PW-Regler abfahren, und  somit den Ausgang am PW auf dauernd 1 setzen.

Damit habe ich die maximale mögliche Regelgeschwindigkeit ausserhalb  des Kernbereiches und maximale Stellgenauigkeit innerhalb der Periodendauer bei genau einem Schaltvorgang pro Periodendauer (12 Sekunden)


Wieviele Schaltungen,
 
Schaltstrom der Relais 22mA (bei 24 V=),

wird der Relaisausgang einer 800er Easy wohl durchhalten ?

Pro Tag (24h) wären es maximal 7200 ON/OFF-Wechsel bzw. 2,63 Mio pro Jahr. Ich wollte nicht jedes Jahr eine Easy zerrütteln. Naja, die Nächste wird dann wohl eine mit Transistorausgang. Und als Schalter ein Halbleiterrelais.



Dazu könnte ich noch eine Aussage gebrauchen, ob der PW-Baustein bei SV Werten über  4095 trotz  ME=100 (ms) ständig den Zustand 1 behält.
Als PD würde ich 12000 (ms) nehmen.


Schöne Grüße

Epoxy



« Letzte Änderung: März 09, 2009, 14:19:08 Nachmittag von Epoxy »
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