Elektroda.pl
Elektroda.pl
X
Proszę, dodaj wyjątek dla www.elektroda.pl do Adblock.
Dzięki temu, że oglądasz reklamy, wspierasz portal i użytkowników.

Nastawa regulatora PID, układ z dużą bezwładnością

20 Sie 2012 13:02 5415 16
  • Poziom 33  
    Potrzebuję pomocy z dobraniem nastawy PID-a sterującego grzałką powietrza (przez SSR). Grzałka ma zintegrowany czujnik temperatury ale wykazuje dużą bezwładność. Przebieg temperatury jest zbliżony do sinusoidy z rysunku. Przy ustawieniu na 105 stopni grzałka grzeje ciągle poniżej tej temperatury. Po przyroście do 105 wyłącza się, ale temperatura rośnie dalej aż do 120 stopni, po czym spada, ale regulator załącza grzałkę ponownie dopiero gdy osiągnie ustawione 105 stopni (a na logikę powinien już wcześniej, gdy czuje że temp spada dość szybko, mimo że jest jeszcze powyżej setpoint-u). Próbowałem nieznacznie zmieniać ustawienia ale bez rezultatów (Pb, ti, td, strefę nieczułości), nie chcę zmieniać bardziej, bo układ jest pracujący i gdy niechcący przekroczę granicę ok 130 stopni to termostat stb wyłączy układ i będzie afera.
    Podejrzewam, że trzeba znacznie zwiększyć jeden z parametrów (bo mam poustawiane raczej niewielkie liczby) tylko nie wiem który.
    Nastawa regulatora PID, układ z dużą bezwładnością
  • Pomocny post
    Poziom 35  
    Według mnie, żeby regulator PID sterował prawidłowo to musiałbyś mieć regulację mocy grzałki, która odbywała by się za pomocą PID.
    PID jest regulatorem o działaniu ciągłym, więc na wyjściu daje wartość analogową, w tym przypadku gdy jest możliwość tylko załącz/wyłącz, jedyna opcja to sterowanie czasem pracy grzałki.
  • Pomocny post
    Specjalista elektryk
    Witam
    &czesiu - Proponuję rozważyć sterowanie z wykorzystaniem wyjścia PWM (z wykorzystaniem regulatora PID) do sterowania SSR. Sygnał 0-1 do sterowania mocą grzałki nie jest najszczęśliwszym rozwiązaniem.
    Tak szczerze to nie wiem co robi PID w opisanym przypadku skoro gdy T < SET to praca 100% zaś T > SET to praca 0% :cry:
    &kosmos99 - Nie proponuję wyłączania członu różniczkującego - w końcu to on "stara się przewidzieć" kierunek zmian. Niemniej właściwe sparametryzowanie tego członu nie jest czynnością prostą.
    pozdrawiam
    pm001
  • Poziom 33  
    Zamierzeniem była regulacja grupowa, tyrystory grzałek załączane są w zerze sieci. Schodzenie długością impulsów do ułamków sekund niewiele pomoże, bo gdy tyrystor wyłączy się przy 105 stopniach, to temperatura ciągle rośnie przez około minutę, po czym spada kolejną minutę i gdy minie wartość 105 załącza się znowu i trzyma ją włączoną bo potrzeba kolejnych kilkadziesiąt sekund żeby temp zaczęła rosnąć.
  • Poziom 35  
    czesiu napisał:
    Schodzenie długością impulsów do ułamków sekund niewiele pomoże, bo gdy tyrystor wyłączy się przy 105 stopniach

    Rozwiązaniem problemu może być dobór czasu załączenia grzałki oraz czasu jej wyłączenia, np 10s załączona 20 sekund wyłączona i tak cyklicznie, a wartość temperatury z czujnika powinna służyć jako sprzężenie zwrotne, oraz do kontroli.
    Jeśli są stałe warunki dla temperatury powietrza to "sztywne" nastawy czasów powinny wystarczyć. Jeśli nie, to wtedy regulator.
  • Specjalista elektryk
    czesiu napisał:
    Schodzenie długością impulsów do ułamków sekund niewiele pomoże, bo gdy tyrystor wyłączy się przy 105 stopniach, to temperatura ciągle rośnie przez około minutę, po czym spada kolejną minutę i gdy minie wartość 105 załącza się znowu i trzyma ją włączoną bo potrzeba kolejnych kilkadziesiąt sekund żeby temp zaczęła rosnąć.

    Właśnie po to stosuje się regulatory (np. PID) aby ograniczać dopływ mocy przed osiągnięciem SETPOINT. W tym przypadku moc źródła jest wyższa niż potrzeby odbiornika i właśnie regulując wypełnienie impulsów PWM przy właściwym doborze okresu PWM oraz właściwym doborze parametrów PID należy spowodować że ilość dostarczanego ciepła będzie się bilansować z ilością traconego ciepła co pozwoli utrzymać stałą temperaturę.
    Innym rozwiązaniem (bardziej ułomnym) jeśli mowa jest o sterowaniu pracą grupową iluś tam grzałek jest ustawienie różnych progów załączania/wyłączania poszczególnych sekcji. Da się to wówczas zrobić ale jakiekolwiek rozchwianie procesu (czyt. potrzebna ilość ciepła do utrzymania stałej temperatury) spowoduje konieczność ponownej regulacji parametrów włączania i wyłączania każdej z sekcji grzałek. Regulator potrzebny jest zawsze ale w tej uproszczonej wersji wystarczy kilka regulatorów ON-OFF.
  • Pomocny post
    Poziom 15  
    otwórz sobie manual mitsubishi Analog Control, tam jest opisany regulator PID wraz z implementajcą PWMa - zresztą przykład dla grzałki;)


    pozdrawiam
    wasek88
  • Pomocny post
    Poziom 14  
    Ja dla grzałek wielosekcyjnych stosowałem algorytm podobny do sterowania sprężarkami, czy drycoolerem i się zawsze sprawdzał. Nie wiem czy standardowo jest takie coś gdziekolwiek zaimplementowane (biblioteka), ale ja taki podprogram/blok funkcyjny utworzyłem swojego czasu sam. Moim zdaniem, stosowanie regulatora PID w tego typu przypadku się w ogóle nie sprawdzi, ponieważ regulator ten został stworzony pod procesy o płynnej regulacji, a regulacja on/off, nawet jeżeli jest kaskadowa taką nie jest.
    Reasumując najlepiej jest stworzyć własny algorytm, którego zmiennymi wejściowymi są liczba stopni, temperatura zadana, temperatura mierzona i opóźienie czasowe (coś na zasadzie stałej czasowej w regulatorze PID), a zmienną wyjściową jest liczba stopni. Algorytm budujemy w oparciu o regulator dwupołożeniowy z histerezą.
    Gdzieś taki bloczek mam pod Codesysa, także ewentualnie mógłbym się tym kodem podzielić, tylko wymagałoby to szukania z mojej strony.
  • Poziom 15  
    Regulator PID 2 (lub 3 stanowy) jak najbardziej się sprawdza w takich wypadkach. Jeśli używa simensika to są zaimplementowane tam te regulatory ale jak dla mnie są one badziewne - lepiej napisać samemu. Do obiektów inercyjnych oczywiście wystarczy regulator PI - nie problem go zbudować. Należy pamiętać o ograniczeniu nie tylko sygnału wyjściowego ale POPRAWNYM ograniczeniu całki w celu uniknięcia efektu WindUp. Takie regulatory są stosowane z powodzeniem w regulatorach temperatury w piecach elektrycznych jak i gazowych. Trzeba pamiętać iż przy procesie wolnozmiennym nie należy szaleć z małymi czasami próbkowania - najlepiej dobrać 0.1 stałej obiektu. PWM można wykorzystać z prostej funkcji która jest dostępna w sterowniku zwykle, lub go bardzo łatwo zbudować z generatora piłokształtnego własnej roboty na PLCku (tu polecam ten analog control). Regulacja obiektem o dużej stałej czasowej będzie bardzo zadowalająca i płynna w takim regulatorze.


    pozdrawiam
    wasek88
  • Poziom 33  
    Panowie problem sam się rozwiązał. Zostawiłem na noc włączony autotuning i okazało się że on jednak działa. Grzałka utrzymuje parametry co do stopnia i ani drgnie. Przy zmianie setpointa do 110 stopni osiągnął temp po 30 sekundach i nie doszło do przeregulowania. Okres impulsowania ustawiony jest na 6 sekund, grzałka załacza się na około 2 sekundy po czym 4 sekundy jest wyłączona. Dla zainteresowanych parametry dobrane przez regulator: ti=232s, td=42s, Pb=28.
    Dziękuję za zainteresowanie tematem.
  • Specjalista Automatyk
    Ciekawe jak długo pochodzi przy takim pulsowaniu... :-)
  • Poziom 33  
    Rkarcz napisał:
    Ciekawe jak długo pochodzi przy takim pulsowaniu... :-)

    Czemu miałby nie pochodzić, tyrystor sterowany przekaźnikiem SSR poprzez wyjście PID-a również ssr. Także nic nie cyka.
  • Specjalista Automatyk
    czesiu napisał:
    Rkarcz napisał:
    Ciekawe jak długo pochodzi przy takim pulsowaniu... :-)

    Czemu miałby nie pochodzić, tyrystor sterowany przekaźnikiem SSR poprzez wyjście PID-a również ssr. Także nic nie cyka.


    Nie mam żadnego doświadczenia w tym zakresie, więc bardziej pytałem z sugestią, niż krytykowałem... :-)
  • Poziom 11  
    Czesiu czy możesz podać typ tego regulatora bo Twoja szczegółowa informacja o nastawach i sprawnie działającym AUTOTUNINGU (co nie jest reguło we wszystkich regulatorach) nie będzie tak przydatna jak by mogła być gdybyśmy znali producenta regulatora.
  • Poziom 33  
    Jest to Apar AR652 (dokumentacja dostępna na stronie producenta), steruje grzałką powietrza o mocy 27kW, przepływ powietrza wymusza dmuchawa o mocy 5,5kW.
  • Poziom 14  
    Sterowanie grzałek poprzez PID to naprawdę nie problem. Robiłem już kilka takich sterowań PID>PWM>SSR>Grzałka. Grzałka rozgrzewa metalowy cylinder. Dobór nastaw poprzez autotiuning. A po takich nastawach udawało się utrzymać temperaturę z granicach +- 0,2 stopnia.
    Problem się zaczyna gdy mamy kilka obiektów obok siebie i chcemy aby każdy miał inną temperaturę. Wówczas każdy obiekt oddziaływaje na inny. PID też tutaj nawet dobrze działa, ale nie tak dobrze jak przy jednej grzałce.
    Sterownik Moellera.