Regolazione Temperatura

[naprile]

Salve,

dovrei effettuare un controllo di temperatura di un liquido contenuto in un recipiente metallico di circa 20 litri. Il recipiente viene riscaldato attraverso riscaldatori pilotati da un triac e refrigerato attraverso un liquido circolante in una serpentina

esterna. Il controllo del sistema refrigerante è del tipo ON/OFF (attivare o meno il compressore). Sto utilizzando un controllo PWM del triac con periodo 10 secondi e TON variabile in step di 10ms. Il TON è regolato da un'algoritmo PID aggiornato ogni 1 secondo. La temperatura è misurata attraverso una PT100. Il tutto è gestito attraverso un microcontrollore.

Come scegliere il valore dei parametri PID in maniera ottimale?

Grazie.

[naprile]

Ho dimenticato di dire che i riscaldatori non sono a contatto col liquido (immersi nel liquido) ma montati su una piastra in ghisa che costituisce il fondo del recipiente. Inoltre c'è un'altra PT100 che misura la temperatura della piastra, quindi ho due informazioni di temperatura: temperatura liquido e temperatura piastra. La temperatura piastra non deve mai superare un valore limite impostabile ed inoltre la crescita della temperatura piastra non deve avere una pendenza superiore ad un valore impostabile

[Adelino Rossi]

a mio parere

la richiesta ha tutto l'aspetto di un esercizio di didattica o di laboratorio, cosa che andrebbe detta.

si chiedono dati improbabili da fornire e si danno informazioni minimali ed incomplete.

dando altri dati forse qualche studio di ingegneria può simulare la situazione.

[naprile]

Gentile Sig. Adelino Rossi, la situazione che ho descritto non è un esercizio didattico. Lavoro nell'ambito della progettazione hardware e software di schede elettroniche e la scheda di cui mi sto occupando attualmente deve realizzare il controllo di temperatura che ho descritto.

[taratista]

Buon giorno a tutti

Come scegliere il valore dei parametri PID in maniera ottimale?

Purtroppo naprile quello che stai chiedendo, non è una cosa che la risolvi con un calcolo matematico e il problema è risolto. Esistono dei metodi, analizzando le curve delle variabili, l' inerzia del sistema e non sottovalutare eventuali errori di progettazione, comunque avrai sempre valori teorici.

Personalmente, sono più di ventidue anni che lavoro come strumetista in aziende chimiche e di regolazioni PID ne trovi a volontà. Ho perso tanto tempo a provare quei metodi ma la soluzione finale era sempre provare, provare e poi provare

ciao buon appetito

[naprile]

Mi rendo conto che occorre provare e riprovare. Volevo solo avere un'indicazione di massima sulle prove da effettuare per arrivare ai valori ottimali dei parametri PID (ammesso che la strada del PID sia la più corretta).

Grazie.

[Livio Orsini]

Per il tipo di controllo che devi fare un regolatore PI(D) è, quasi certamente, il più pratico.

Però sono necessarie alcune verifiche. Non è detto che i tempi che hai citato siano i più corretti. Bisognerebbe conoscere i tempi di rispossta del tuo sistema da controllare, onde verificarne la corretteza.

Anche per impostare da scirvania i coeficienti Kp e Ki, si dovrebbe conoscere le costanti di sistema. Se anche riesci a calcolare i coefficienti Kp e Ki, poi dovrai comunque ottimizzarli sul campo, perchè il calcolo è necessariamente approssimato.

Ragionamento a parte, per il derivativo. Meglio, se necessario, usare l'anticipo di reazione, ovvero derivata della variabile controllata. Come minimo hai il vantaggio che non causa sovra elengazioni al variare del valore del valore di consegna, o set point.

Volevo solo avere un'indicazione di massima sulle prove da effettuare ..

Per questo problema, leggi il mio tutorial sui controlli (sezione didattica, sottosezione elettrotecnica); già al primo capitolo questo argomento è affrontato abbastanza nel dettaglio.

Modificato: 24 luglio 2009 da Livio Orsini

[taratista]

ciao

Oltre a seguire quello che ha detto Orsini, leggere il tutorial ti inserisco una serie di collegamenti interessanti in modo particolare l' ultimo potrebbe interessarti ma non solo a te ma un po a tutti bisogna solo aspettare che si carichi l' audio. E' un corso on line sui PID, se vai sull' icona in alto troverai " INDICE DI TUTTE LE LEZIONI "

http://www.ing.unisi.it/~control/psc/dispense/d_pid.pdf

http://it.wikipedia.org/wiki/Controllori_PID

http://www.chem.mtu.edu/~tbco/cm416/zn.html

http://www.dis.uniroma1.it/~iacoviel/files...trolloripid.pdf

http://www.ing.unisi.it/~control/psc/dispe...o/cm416/zn.html

http://www.federica.unina.it/ingegneria/te...implementativi/

Spero che ti sia di aiuto ciao

Modificato: 24 luglio 2009 da taratista

[naprile]

Grazie a Livio Orsini e a taratista,ho letto i vari tutorial consigliatimi.

Quindi, per avere un idea dei valori di partenza di Kp e chi ed eventualmente kd occorre conoscere le costanti di tempo del mio sistema. Questo lo posso fare graficando la risposta al gradino in anello aperto perchè il mio sistema è stabile in anello aperto. E' corretto? Se si, dal grafico ricavo

Kp=T/(u t)

Kp=0.9T/(u t) chi=3t

Kp=1.2T/(u t) chi=2t Kd=0.5t

rispettivamente per il P, PI e PID,dove

t=ritardo

T=tempo che intercorre l'inizio della salita della sigmoide e il raggiungimento del valore di regime

u= rapporto tra variazione di uscita e variazione dell'ingresso rispetto alla situazione di partenza

A questo punto mi chiedo quale deve essere il gradino da applicare? Mi spiego meglio. Nel mio caso la variabile ingresso al sistema è un numero variabile da 0 a 1000

ingresso=0 riscaldatori non alimentati

ingresso=w riscaldatori alimentati per un tempo pari a w*10ms e disalimentati per (1000-w)*10ms)

il gradino che devo applicare al mio sistema deve essere 10, 100, 1000, oppure? In un sistema lineare tempo invariante so che la cosa non avrebbe importanza ma nel mio caso? Inoltre, quale deve essere lo stato iniziale del sistema ovvero la temperatura di partenza del liquido?

Grazie