Projekt 24: Wasserstandsregelung: Unterschied zwischen den Versionen

Version vom 10. Januar 2018, 14:37 Uhr

Autoren: Brandt, Eidhoff
Betreuer: Prof. Dr. Göbel

Aufgabe

Das Projekt „Wasserstandsregelung“ befasst sich mit einer selbständigen und kontinuierlichen Regelegung der Höhe des Wasserstandes in einem Behälter. Die Aufgabe besteht darin, bei einer beliebigen Ausflussmenge des Mediums den Wasserstand möglichst konstant zu halten. Es handelt sich hier um eine klassischee Anwendung aus der Regelungstechnik.

Erwartungen an Ihre Projektlösung

Bauteilplanung Auslegung
Planung eines mechanischen Aufbaus
Planung eines elektrischen Aufbaus
Entwurf eines Regelkreises
Recherche zu bestehenden Lösungen
Vergleichen von verschiedenen Regleransätzen (2-Punkt, P-I-D-Regler)
Programmieren eines Arduino Uno (Programmiersprache: C)
Testen der verschiedenen Regler
Erstellung einer wissenschaftlichen Dokumentation
Live Vorführung während der Abschlusspräsentation

Einleitung

Der Aufbau ist zu Präsentationszwecken folgendermaßen gewählt worden: In einer handelsüblichen 3 Liter Sonnenblumenöl Flasche ist das zu fördernde Medium Wasser. Durch einen Absperrhahn wird ein Auslass an der Unterseite simuliert, welcher als Störgröße der Regelung fungiert. Das Wasser läuft über einen Schlauch in eine Wasserwanne, aus welcher das Medium mittels einer Pumpe wieder oben in die Sonnenblumenölflasche gepumpt werden soll.

Nach abwägen verschiedenster Möglichkeiten der Reglung wurde folgender Ansatz zur Lösung der Problemstellung gewählt:

1. Druckmessung mit einem Differentialdrucksensor 2. Sollwertbestimmung mit einem Potentiometer 3. Regelung mittels Software des Arduino Uno 4. Pumpen des Wasser mit einer Tauchpumpe je nach Bedarf

Anforderungen

Regeln des Wasserstandes auf eine einstellbare Höhe
Einstellen der Höhe
Kein Überlauf des Behälters
stetige Regelung

Auswahl der Elektronikkomponenten

Materialliste

Artikel	Anzahl	Lieferant	Artikelnr.
12V Pumpe	1	Conrad	539082 - 62
Differentialdrucksensor	1	Reichelt	MPX 5010DP
Stiftleiste	1	Reichelt	SL 1X32G
Potentiometer	1	Conrad	452867 - 62
Arduino Uno	1	Conrad	191789 - 62
Motortreiber	1	Conrad	1573541 - 62
Rohrnippel 3/4" 100mm	1	Globus	GLO782144626
Floraworld Kugelhahn 3/4"	1	Globus	GLO782140012
Rohrnippel 3/4" 40mm	1	Globus	GLO782144630
Temperguss Reduzierstück 3/4" 1"	4	Globus	GLO782144607
Teflonband	1	Globus	GLO782145948
Sonnenblumenöl Flasche	1	Lidl
Multiplexplatte	2x1m	Eigenbestand
Kunststoffkiste	1	Globus
4mm Schlauch	1m	Globus
1/2" Schlauch	1m	Eigenbestand
13mm Rohr	20mm	Eigenbestand
Stahlrohr 40mm	70cm	Eigenbestand

Aufbau

Mechanik

Arbeitsschritte:

1. Sägen und Zusammenbau der Wände und Zwischenlagen des Präsentationstisches 2. Durchbohren der Tischplatte mit anschließender Befestigung der Rohrleitungen 3. Installation des Sonnenblumenöltanks über dem Kugelhahn 4. Schweißen einer Befestigungsplatte an das Halterohr 5. Befestigung des Halters an der Tischplatte 6. Schlauchdurchführung zur Befüllung des Tanks 7. Anbringen des Differentialdrucksensors und der Elektronik auf der Tischplatte

Elektronik

Implementierung

Bedienung

Fazit/Reflexion

Weblinks

Literatur

→ zurück zum Hauptartikel: WS 17/18: Fachpraktikum Elektrotechnik (MTR)

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-== Aufgabe ==
+==Aufgabe==
+Das Projekt „Wasserstandsregelung“ befasst sich mit einer selbständigen und
+kontinuierlichen Regelegung der Höhe des Wasserstandes in einem Behälter. Die Aufgabe besteht darin,
+bei einer beliebigen Ausflussmenge des Mediums den Wasserstand möglichst konstant zu halten.
+Es handelt sich hier um eine klassischee Anwendung aus der Regelungstechnik.
+==Erwartungen an Ihre Projektlösung==
+*Bauteilplanung Auslegung
+*Planung eines mechanischen Aufbaus
+*Planung eines elektrischen Aufbaus
+*Entwurf eines Regelkreises
+*Recherche zu bestehenden Lösungen
+*Vergleichen von verschiedenen Regleransätzen (2-Punkt, P-I-D-Regler)
+*Programmieren eines Arduino Uno (Programmiersprache: C)
+*Testen der verschiedenen Regler
+*Erstellung einer wissenschaftlichen Dokumentation
+*Live Vorführung während der Abschlusspräsentation
 ==Einleitung==
+Der Aufbau ist zu Präsentationszwecken folgendermaßen gewählt worden:
+In einer handelsüblichen 3 Liter Sonnenblumenöl Flasche ist das zu fördernde Medium Wasser.
+Durch einen Absperrhahn wird ein Auslass an der Unterseite simuliert, welcher als Störgröße der Regelung fungiert.
+Das Wasser läuft über einen Schlauch in eine Wasserwanne, aus welcher das Medium mittels einer Pumpe wieder oben in
+die Sonnenblumenölflasche gepumpt werden soll.
+Nach abwägen verschiedenster Möglichkeiten der Reglung wurde folgender Ansatz zur Lösung der Problemstellung gewählt:
+. Druckmessung mit einem Differentialdrucksensor
+. Sollwertbestimmung mit einem Potentiometer
+. Regelung mittels Software des Arduino Uno
+. Pumpen des Wasser mit einer Tauchpumpe je nach Bedarf
 ==Anforderungen==
+*Regeln des Wasserstandes auf eine einstellbare Höhe
+*Einstellen der Höhe
+*Kein Überlauf des Behälters
+*stetige Regelung
+==Auswahl der Elektronikkomponenten==
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 ==Aufbau==
+===Mechanik===
+Arbeitsschritte:
-===Mechanik===
+. Sägen und Zusammenbau der Wände und Zwischenlagen des Präsentationstisches
+. Durchbohren der Tischplatte mit anschließender Befestigung der Rohrleitungen
+. Installation des Sonnenblumenöltanks über dem Kugelhahn
+. Schweißen einer Befestigungsplatte an das Halterohr
+. Befestigung des Halters an der Tischplatte
+. Schlauchdurchführung zur Befüllung des Tanks
+. Anbringen des Differentialdrucksensors und der Elektronik auf der Tischplatte
+===Elektronik===
-===Elektronik===