Controllo valvola proporzionale

[appia]

Buongiorno a tutti,

ho la necessità di controllare una valvola proporzionale che va a posizionare un pistone in una predeterminata posizione. 

Per comandarla utilizzo un segnale 4-20 mA per cui a 12 mA la valvola è chiusa, 4-12 mA chiude il pistone mentre 12-20 mA lo apre. 

 

La mia idea è quella di creare un FC che prende in ingresso il SP a cui voglio posizionare il pistone e la posizione attuale del pistone e calcola l'uscita da dare alla valvola. 

Questa uscita dovrà essere appunto a 12 mA quando avrò raggiunto la posizione desiderata (valvola chiusa per cui pistone fermo).

 

Secondo voi è fattibile? Come calcolereste l'uscita per la valvola per evitare movimenti bruschi? Lo spostamento chiuso-aperto dovrebbe essere nell'ordine di grandezza della ventina di secondi. 

 

Grazie!

[Livio Orsini]

1. Quale fluido è usato dal circuito? aria o olio?
2. Per realizzare quello che vuoi fare è necessario realizzare un vero controllo d'asse con regolatore in feed forward più regolatore PID sulla razione di posizione.

[appia]

Buonasera,

grazie mille per la risposta.

1. Il fluido in questione è olio minerale.

2. in realtà pensavo che non fosse corretto utilizzare l'algoritmo PID poichè, per quello che è la mia esperienza, in questa applicazione non ho bisogno che l'scuta analogica resti al valore calcolato per tenere in posizione il cilindro ma bensì tornare a zero.

Pensi sia più semplice utilizzare il PID che non un qualche rapporto matematico?

 

Grazie ancora.

[Livio Orsini]

Io di posizionamenti di pistoni oleodinamici e ho fatti parecchi, con corse di pochi mm e precisione dell'ordine di µm sino a circa 3 metri con precisione migliore di 0.1mm, ed ho sempre usato un algoritmo che prevedeva feed forward più retro azione con regolatore PID.

 

Non è che è più semplice, è che è indispensabile se si vuole errore di posizione tendente a zero.

[appia]

Mi fido assolutamente. 

Potresti illustrarmi più prescisamente cosa significa feed forward? O dove posso recuperare materiale?

retroazione con pid invece, come si realizza? 

Utilizzando questo io avrei messo come ingresso la posizione del pistone, come SP il set point da far raggiungere al pistone ed in uscita il valore da fare assumere alla valvola. 

 

Grazie ancora. 

[Livio Orsini]

Nella mia firma c'è il link alla sezione didattica, nella sottosezione elettrotecnica trovi il mio tutorial sulle regolazioni. Oltre a spiegazioni pratiche sui regolatori trovi anche delle funzioni PID di esempio scritte in  pseudo "c" ed alcuni esempi pratici tra cui anche posizionatori. Se non ricordo male dovrebbe essere anche allegato un posizionatore fatto con S7214

[ETR]

Ciao appia, ma devi solo posizionarlo, oppure devi utilizzare l'attuatore per regolare una grandezza ? 

 

Se devi solo posizionarlo (semplicemente in funzione di un set), basta che generi una rampa in funzione del tempo di apertura (hai detto 20 sec mi sembra) e quindi avendo un escursione 100% (per aprire) o -100% nell'altro senso, non farai altro che incrementare o decrementare a tempo (in valore del singolo incremento/decremento dipende dalla risoluzione che vuoi dare al sistema, dato che potresti incrementare al secondo, oppure al decimo di secondo) sino al raggiungimento del tuo set, entro una certa tolleranza di isteresi.

 

Se il tutto fosse a valle di un sistema di regolazione (PID), come diceva Livio, servirebbero maggiori informazioni, anche se in linea di massima il principio descritto prima non cambierebbe.

 

Come ultimo, potrebbe essere più complicato, qualora, l'azione del tuo pistone, producesse sul fluido una reazione non lineare, per cui si potrebbe anche ipotizzare una curva predeterminata, per aggiustare "meglio" l'andamento della variabile, ma stiamo già facendo le pulci al tuo problema.

 

Ciao, Ennio

[Livio Orsini]

Quote

Se devi solo posizionarlo (semplicemente in funzione di un set), basta che generi una rampa in funzione del tempo di apertura

 

Questo può andar bene se il pistone va in battuta meccanica, altromenti hai una precisioni di +/- 3 spanne. (a volte potrebbe anche essere sufficiente)

 

Quote

Come ultimo, potrebbe essere più complicato, qualora, l'azione del tuo pistone, producesse sul fluido una reazione non lineare, ...

 

Capita con l'aria, non con olio minerale, che è il fluido oggetto della discussione. Con l'olio le rezioni non lineari son dovute a valvole di scarsa qualità.

 

Quote

Se il tutto fosse a valle di un sistema di regolazione (PID), come diceva Livio, servirebbero maggiori informazioni, ...

 

Non necessariamente.

Le informazioni sufficienti e necessarie per stabilire la strategia di regolazione ci sono, mancano solo le informazioni di dettaglio quali velocità del pistone a valvola tutta aperta, tipo di trasduttore, escursione massima, risoluzione del trasduttore e precisione richiesta.

 

Io ho usato la medesima strategia di regolazione, FF + PID, con posizionamento di 10 mm di una pressa, con trasduttore LVDT, ed anche con il posizionament di un tagllio al volo con corsa massima di 2500 mm con trasduttore encoder o riga ottica.