Elektroda.pl
Elektroda.pl
X

Wyszukiwarki naszych partnerów

Wyszukaj w ofercie 200 tys. produktów TME
Proszę, dodaj wyjątek elektroda.pl do Adblock.
Dzięki temu, że oglądasz reklamy, wspierasz portal i użytkowników.

Sterowanie ciągłe piecem oporowym LPEC

janeczekkk 21 Mar 2016 08:20 1119 11
  • #1 21 Mar 2016 08:20
    janeczekkk
    Poziom 21  

    Chcę wykonać regulację temperatury w piecu oporowym w sposób ciągły.
    Dane poniżej:
    Typ: LPEC
    Tn: 800st.C
    Pn: 2,3kW
    Un:3x110V
    freq:50Hz
    Jako układ zasilający chcę wykorzystać transformator 400V/110V oraz zawory prądowe sterowane pasmem PWM np. SEA45.1 (po jednym na każdą fazę).
    Jako układ sterujący wyjście 0..10V ze sterownika PLC oraz konwerter sygnału 0..10V na PWM (np. SEM61.4).
    Czy taki układ przyniesie mi zamierzony efekt (dobra jakościowo regulacja temperatury w piecu). Czy ktoś zaproponowałby inny (tańszy, dokładniejszy) sposób realizacji tego pomysłu.
    Kolejne pytanie dotyczy parametru podanego przez producenta, a mianowicie chodzi tu o częstotliwość zasilania (czy drut oporowy nie jest tylko odbiornikiem rezystancyjnym), czy zaproponowane przeze mnie sterowanie (PWM) może wpłynąć na żywotność drutu oporowego?

  • Pomocny post
    #2 21 Mar 2016 14:22
    jam_es
    Poziom 23  

    Skoro masz już sterownik PLC, to po co tak kombinować?
    Na PLC wprowadzasz sygnał z czujnika temperatury w piecu.
    Wewnątrz PLC realizujesz regulator PID.
    Do wyjść tranzystorowych PLC podłączasz przekaźniki SSR.

    PWM nie musi być jakieś bardzo wymyślne.
    W oryginalnych regulatorach np. OMRON'a definiujesz czas załączenia wyjścia w przypadku regulacji PWM (np. 0,5-1s).
    Regulator zmienia czas trwania przerwy między grzaniami.

    Przy własnej implementacji możesz popracować przynajmniej nad logiką sterowania.
    Lepiej jest sterować za pomocą PWM grzałkami sekwencyjnie, a nie wszystkimi na raz (oczywiście w zależności od wymaganej mocy grzania).

  • #3 21 Mar 2016 14:28
    rollinstone
    Poziom 16  

    Na temat sterowania piecem możnaby napisać pracę magisterską (wiem co mówię) a nawet doktorską. Wszystko też zalezy od tego w jakim obszarze komory chcesz utrzymywać zadaną temperaturę

  • #4 21 Mar 2016 21:16
    janeczekkk
    Poziom 21  

    Cytat:
    Skoro masz już sterownik PLC, to po co tak kombinować?
    Na PLC wprowadzasz sygnał z czujnika temperatury w piecu.
    Wewnątrz PLC realizujesz regulator PID.
    Do wyjść tranzystorowych PLC podłączasz przekaźniki SSR.


    Jedyną kombinacją jest zastosowanie gotowego przetwornika 0..10V na PWM. Ułatwi mi to pisanie algorytmu (wyjście gotowego bloku regulatora przeskalowane bezpośrednio na wyjście 0..10V). Patrząc jednak na ceny przekaźników SSR innych producentów to faktycznie wychodzi dużo taniej.

    Cytat:
    Lepiej jest sterować za pomocą PWM grzałkami sekwencyjnie, a nie wszystkimi na raz (oczywiście w zależności od wymaganej mocy grzania).


    Grzałki mają możliwość połączenia w gwiazdę (bez N) lub trójkąt więc nie widzę tu możliwości sterowania grzałkami w sekwencji.

    Cytat:
    Wszystko też zalezy od tego w jakim obszarze komory chcesz utrzymywać zadaną temperaturę


    Piec ma zamontowany jeden czujnik temperatury (termopara typy K). Nie napisałem tego wcześniej, ale chodzi to o przerobienie sterowania z dwustanowego (duży rozrzut temperatury wg. wskazania czujnika w nim zamontowanego) na ciągłe, które ma ten rozrzut zmniejszyć. Nie chcę tu odkrywać Ameryki tylko zapytać czy moja koncepcja jest słuszna (poprawna) i jak ma się parametr częstotliwości podanej przez producenta do tego, że drut oporowy to w większej mierze element rezystancyjny.

  • Pomocny post
    #5 22 Mar 2016 11:07
    Markos80

    Spec od PLC

    Koncepcja jest słuszna. Zgadzam się jednak z jam_es i moim zdaniem może trochę przesadzona.
    Ewentualnym problemem, jaki masz obecnie, może być kiepska konfiguracja obecnego regulatora lub jego słabe możliwości. Zauważ, że regulację będziesz miał dalej dwustanową. Wpłyniesz jedynie na częstość włączania i wyłączania grzałki, co samo w sobie powinno poprawić regulację. Pytanie tylko o elementy wykonawcze i ich obecne możliwości. Przekaźnik/stycznik też ma dopuszczalną ilość cykli w określonym czasie. Pstrykanie kilka razy na minutę powinno spokojnie wystarczyć do wyregulowania takiego małego piecyka do 1 stopnia.
    Nie da się czegoś w obecnym regulatorze pozmieniać? Może aktualnie reguluje na progach, a można zaimplementować chociażby PI? Za rollinstone, dyskusja na temat regulacji piecyka będzie akademicka :D.
    Podsumowując, próbowałbym najpierw wycisnąć wszystko z obecnego układu. Napisz jeszcze z czego dokładnie się on składa.

  • #6 04 Kwi 2016 08:07
    janeczekkk
    Poziom 21  

    W obecnym układzie sterowania są 3 styczniki (mechaniczne) przełącznik gwiazda - trójkąt, i regulator do którego podłącza się termoparę. Jeżeli chodzi o regulator to jest to układ z lat 80-tych (niestety nie jestem w stanie podać typu, ponieważ dane są zatarte). Od frontowej strony ma skalę z temperaturą i wskaźnik, którym ustawia się temperaturę zadaną za pomocą kluczyka.
    Koncepcję zmieniłem i zastąpiłem wcześniej zaproponowany przeze mnie układ Siemens'a na sam sterownik i stycznik SSR. Sterowanie PWM zrealizuję bezpośrednio przez wyjście binarne.
    Jeżeli jest coś jeszcze na co muszę zwrócić uwagę to proszę o sugestie (jeżeli nie to bardzo dziękuję i zamknę temat).

  • #7 04 Kwi 2016 12:14
    jam_es
    Poziom 23  

    Nie wiem jak wrażliwy jest proces i co może się stać w przypadku przegrzania pieca lub produktów.
    Może dodać niezależny układ zabezpieczenia termicznego, awaryjnie wyłączający grzałki?
    Coś jak w bojlerach elektrycznych lub pralkach (tam akurat jest wyłącznik bimetaliczny).
    Jeśli do obsługi masz panel HMI, to koniecznie umieść trendy historyczne i aktualne wartości zadane oraz odczyty czujników temperatury.
    Ponadto możliwość doboru nastaw regulatora (np. menu serwisowe zabezpieczone hasłem).

  • #8 04 Kwi 2016 14:05
    janeczekkk
    Poziom 21  

    Do tego przewidziałem komputer ze oprogramowaniem SCADA (darmowe rozwiązanie). Zabezpieczeniem będzie odłączenie zasilania sterowanie z wyjścia sterownika w przypadku przekroczenia temperatury maksymalnej lub uszkodzenia termopary (karata z opcją diagnostyki wejścia termopary).

  • #9 13 Kwi 2016 18:20
    Jarcyk
    Poziom 12  

    Witaj
    Jeżeli jest to istotny proces to dobrą praktyką jest zastosowanie podwójnego czujnika temperatury, można takie kupić. Jeden reguluje, drugi kontroluje, w razie zbyt dużej różnicy pomiędzy nimi ustawiamy alarm i wyłączamy proces.

    Do do koncepcji to faktycznie najprostszy i myślę że wystarczający jest układ PID(PLC) i wyjście binarne PWM, przekaźnik SSR załącza się w zerze więc odpada problem zakłóceń. Proponuję stycznik 3 fazowy SSR, będzie tańszy niż 3 x 1 faza.

    Do dostrojenia układu przydała by się funkcja AT(Auto-Tuning), ale nie wiem czy w posiadanym przez Ciebie PLC jest wbudowana taka funkcja.

    pozdrawiam

  • #10 13 Kwi 2016 20:47
    jaszto
    Poziom 22  

    Posiadając Twoją wiedzę zrezygnował bym z transformatora. PWM może obniżyć wartość napięcia sieciowego wyprostowanego (ca 300V) do dowolnego poziomu w zakresie 0-110V. Moc grzałek zależy głównie o skutecznej wartości napięcia. Częstotliwość PWM dał bym na poziomie 40-100Hz ze względu na zakłócenia. Oczywiście filtracja zakłóceń musi być.

  • #11 13 Kwi 2016 21:09
    Strumien swiadomosci swia
    Poziom 43  

    jaszto napisał:
    Posiadając Twoją wiedzę zrezygnował bym z transformatora


    Taa na rzecz ogromnego dławika , co nie . Albo szarpać harmonicznymi z sieci.

    Po trzecie transformator będzie obciążony nieliniowo to też trzeba uwzględnić .

    Dodano po 52 [sekundy]:

    Po czwarte jaka jest strata ciepła podczas stanu ustalonego pieca?
    Może warto iść w grupowe sterowanie.

  • #12 14 Kwi 2016 13:34
    janeczekkk
    Poziom 21  

    Układ jest zasilany z autotransformatora z obniżonym napięciem do 110V. Następnie wstawiony jest przekaźnik SSR 3-fazowy (RZ3A40A40 - trochę duży, ale taki był dostępny, poza tym cena niższa niż w przypadku 25A).
    Co do czujników w piecu to zostaje tylko ten który jest (termopara).
    Nie napisałem tego wcześniej, ale chodzi o stanowisko laboratoryjne do badania regulacji temperatury w piecu oporowym.
    Układ mam prawie zmontowany. Za tydzień lub dwa zacznę testy i jeżeli nie będzie problemów to temat zamknę.
    Dziękuję bardzo na tę chwilę za pomocne rady.

 Szukaj w ofercie
Zamknij 
Wyszukaj w ofercie 200 tys. produktów TME