Regolazione Pid

[Nicola Sarno]

Cercando nel forum non riesco a trovare discussioni a riguardo, forse cerco male ma sarei interessato a capire meglio la questione.

Circa tre anni fà un tecnico stava facendo il collaudo ad una macchina che ha circa 8 reglatori mi capito' per le mani il manuale di uno di questi regolatori ed io ingenuamente gli dissi "in tipo di regolazione e' PID" e lui rispose: lascia stare il PID ci perderesti solo la testa. Ora a distanza di anni mi sono imbattuto in questo tipo di regolazione ed effettivamente e' un po' tosta da comprendere, i risultati della regolazione sono sempre diversi da quelo che vorrei ottenere.

[Livio Orsini]

ed effettivamente e' un po' tosta da comprendere

No è piuttosto semplice, basta spiegarla in modo piano.

Se leggi il mio tutorial sulle regolazioni non dovresti avere problemi perchè ho voluto affrontare il problema proprio dal punto di vista pratico.

Oltre alla spiegazione di come lavora un simile regoaltore, trovi esempi di funzioni PID scritte in pseudo "C", per chi volesse farsi le sue funzioni su PLC o micro controllori; poi trovi anche numerosi esempi applicativi.

Ti consiglio anche, quando hai necessità di approfondire argomenti specifici, di ricercare nella sezione didattica; è una vera miniera di corsi, tutorial ed esempi.

[Nicola Sarno]

Ho provato ad usare nel campo di ricerca sia pid che regolazione pid e non mi ha trovato nulla, per questo mi sono permesso di aprire una nuova discussione.

Corro a leggere il tuo tutorial !

Fino ad oggi non ho trovato nulla di semplice solo formule e grafici!

[ETR]

Ciao Nicola, leggi bene il tutorial, ma se il tecnico a suo tempo ti disse di lasciar perdere, eravamo un po' agli sgoccioli sulla parte teorica/pratica . Vedrai che non è cosi complicato e le applicazioni sono molte, anche in campi che magari uso normalmente e non lo sai.

Comunque, se non parliamo di strani regolatori (e per strani intendo Siemens Sipart o Hartmann&Braun ,ABB o Elsag che dir si voglia, ma che comunque sono un po' datati), vedrai che ti potrai ritrovare perfettamente con tutte le indicazioni di Livio.

Ciao

[Livio Orsini]

Comunque, se non parliamo di strani regolatori...

Ci sono regolatori di temperatura che non usano un algoritmo di tipo PID o lo usano in combinazione con altri tipi di regolatorri. Questo per avere migliori prestazioni e miglior precisione.

[Nicola Sarno]

I primi regolatori un po' piu' complessi con cui ho fatto i conti sono stati quelli della Ascom xe, xs e ora x5, all'inizio un po' tosti ma poi leggendo e rileggendo il manuale sono ben concepiti ed avendo appunto un bel po' di opzioni sono sempre riuscito a ricavare buoni risultati, poi sopratutto hanno due funzioni carine, l'auto tuning e l'adapting tuning che in pratica vanno a ricavarsi i parametri del pid da soli. I miei problemi sono iniziati quando ho provato a regolare i parametri pid in un plc Telemecanicque tsx micro che a mio parere anche chi ha progettato il software venti anni fa' non e' che ci abbia capito tanto, ho trovato un bel po' di errori nel programma. C'e' poi sempre il pensiero che essendo molto vecchio non faccia il suo lavoro a dovere e penso che piu' in la' lo sostituiro' con uno della siemens ma le mie conoscenze non sono ancora al livello di gestire questo tipo di processo che e' a dir poco tosto.

[Nicola Sarno]

Sui regolatori trovavo sempre la voce banda proporzionale che come avevo interpretato (correggetemi se sbaglio) e' lo spazio di regolazione dal set point, banda piccola regolazione piu' brusca banda con valore alto regolazione piu' dolce, mentre nalla funzione pid del plc trovo la voce guadagno sono la stessa cosa?

[ETR]

Ciao Nicola, non per essere saccente, ma dal mio punto di vista i regolatori Ascon citati sono standard, con funzioni, diciamo basilari se mastichi un po' di processo. Confrontandoli con Ero e Eurotherm, troveresti molte similitudini, dato che si sono scambiati molte conoscenze negli anni (di personale e anche come hardware). Sinceramente, per esempio mi trovo più a disagio con i Gefran, dato che a differenza dei precedenti modelli citati, sembrano che abbiano sviluppato un proprio concetto di processo che hanno portato avanti con gli anni (mi ricordo il famoso programmatore Adamello, da cui puoi capire molte cose, anche perché a quel tempo Ero aveva un trattore con l'MPS).

Ti racconto questo perché, può capitare che la casa costruttrice (in questo caso dei PLC) pur parlando sempre di PID, gestisca la libreria elaborandola e rendendola più semplice e con il minimo dei parametri. I principi base del PID ti saranno più chiari se leggerai la guida di Livio.

Non ti aspettare di avere le medesime prestazioni con i medesimi valori della terna (Kp. Ti e Td) su regolatori che non siano Ascon, Ero o Eurotherm (con i gli esatti stessi numeri intendo). Dovrai ragionarci un attimo per applicare le corrette proporzioni (il concetto matematico è sempre alla fine).

Ti faccio un esempio : le librerie che utilizzo ora della B&R, pur avendo loro una divisione DCS, che probabilmente ha collaborato con la stesura delle prime librerie PID, non hanno una funzione BASILARE che trovi sugli Ascon e sui Ero. Quando passi in funzionamento manuale, sui regolatori, pilotando l'uscita dal frontalino, agisci anche azzerando il calcolo PID. Riagganciando il controllo automatico, il regolatore parte da quel valore di uscita con i nuovi calcoli. Questo è molto comodo in fase di messa a punto.

La libreria software ha anche lei il comando MANUALE, che attivo con il tracking, ma disattivando il comando, l'uscita scarta di colpo con il precedente valore elaborato (congelato dal passaggio auto -> man), generando dei bei overshoot sul processo. Ci si deve arrangiare in qualche maniera con ulteriori blocchi per avvicinarsi al comportamento desiderato, perché ormai per me lo standard e la mia esperienza l'ho formata su questi regolatori che ho citato.

Non sempre puoi trovare tutto quello che ti serve. Poi possono farti anche lo scherzetto, che le nuove librerie elaborate sotto la dicitura meccatronica, siano invece più prossime al motion, per cui dal mio punto di vista siano completamente snaturare rispetto al processo (invece di circa 30:40 parametri, ce ne sono 5 al massimo 10). Questo può essere un vantaggio (semplicità), ma anche uno svantaggio, dato che sono state eliminate alcune funzioni che potevano essere molto comode.

Per Livio : non mi sono spiegato bene forse. Non volevo citare regolatori "speciali" per alcuni usi particolari (centraline Siemens per regolazione di temperatura negli edifico), ma per esempio i Digitric Protronic P dell H&B o i Sipart DR22 o DR21 della Siemens che ho trovato agli inizi sugli impianti. Confrontare un manuale di un MCS o MPS o di un QP o XS di allora, con quello di uno di questi, era un impresa (anche per la mole delle informazioni), ma anche per come erano trattate. Allora non capivo come un PID trattato in 5 pagine, potesse diventare un qualcosa di incomprensibile di 20 pagine.

Ciao

[Livio Orsini]

Siemens, come sempre, fa degli UCAS. Anche nei regolatori PID delle librerie dei PLC rende inerdipenti i coefficienti del propozionale e dell'integrale perchè, per definizione, il tempo di integrazione equivale alla correzione proporzionale ad errore costante, cosa che è possibile solo in teoria.

Cerco di chiarire con un esempio.

Se hai errore 3 e guadagno proporzionale 10 la correzione sarà 30. Il tempo di integrazione è il tempo che impiegherebbe la funzione integrale a dare una correzione pari a 30 con errore costante di 3.

Nella pratic questo non può mai accadere, perchè nel momento stesso che generi una correzione, qualunque sia il suo valore, l'errore cambia.

Quindi trovo l'utilità di rendere interdipendenti i due coefficienti molto dubbia, in compenso rende più difficoltosa l'ottimizzazione manuale dei parametri.

Poi per quanto riguarda i regolatori, quello PID è il più semplice ed "buono per tutte le stagioni". Non sempre da il massimo delle prestazioni possiibili, però può essere appicato a quasi tutti i processi con buoni risultati.

Per i controlli di temperatura si sono sviluppati algoritmi ad hoc per ottimizzare il controllo in funzione del processo in cui è inserita la regolazione di temperatura. Così un regolatore che prevede riscaldo eraffreddamento per un estrusore, è molto differente dal medesimo regolatore per la medesima funzione di un impianto di climatizzazione. Questo se si voglionio ottenere prestazioni limite.

Non per nulla, anche a livelo teorico, sui regolatori si sono scritti tomi molto pesanti perchè è praticamente impossibili occuparsi di tutte le possibili varianti.

Anche un regoatore PID può avere almeno una decina dia rchitetture differenti, per adattarsi meglio al processo.

[Nicola Sarno]

da quello che ho capito la regolazione dei processi è una scienza a parte. molto chiaro l'esempio del sig Livio

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[Nicola Sarno]

tralasciando le funzioni particolari dei vari regolatori, se il concetto l'ho capito bene riassumendo.

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[Nicola Sarno]

Il guadagno è una sorata di moltiplicatore da applicare all'errore per generare il valore dell'uscita regolante

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[Nicola Sarno]

Mentre il tempo integrale è il tempo che deve trascorrere per applicare gradualmente il valore generato dal guadagno.

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[Livio Orsini]

Allincirca è così, anche se è molto semplificato.

Hai letto il miko tutorial?

[Nicola Sarno]

Devo essere sincero ho stampato su carta il tutorial e dato un'occhiata veloce, voglio trovare del tempo per studiarmelo bene perché settare per bene un regolatore PID ormai è una sfida personale, un bagaglio culturale da acquisire