Pid : Tempo Di Campionamento - per gestire un processo lento

[weather]

... devo gestire un controllo di temperatura , l'attuatore è una valvola modulante motorizzata Siemens , il tempo di escursione da tutta chiusa a tutta aperta

è di 60 oppure 120 secondi ( selezionabili ) ...... quale potrebbe essere il tempo di campionamento adeguato per il loop del pid ? finora ho' sempre utilizzato

100 millisecondi ( erano processi molto piu' veloci ) , in questo caso mi sembrano esagerati ....

grazie

[Livio Orsini]

Se analizzi la teoria del controllo discreto vedi che il periodo di campionamento ideale è tendente a 0; in altri termini il campionamento ideale è....continuo nel tempo.

In pratica si accetta un periodo di campionamento che è trascurabile in rapporto ai tempi di risposta del processo;si considera non influente una frequenza di campionamento che di almeno un ordine superiore alla frequenza di taglio del processo controllato.

Così a sensazione i 100ms di periodo di campionamento non sono poi così esagerati, anzi. I 60" sono il tempo necesario per aprire tutta la valvola, cioè per avere una variazione del 100%, ma questo non dice molto, dipende poi dal sistema controllato. Se questa valvola serve a regolare la temperatura di tutto un palazzetto dello sport, per esempio, la banda passante sarà molto più bassa; se invece controlli la temperatura di una piccola camera climatica può quasi essere pari.

Comunque i problemi non nascono con un periodo di campionamento veloce, ci sono se è troppo lento. Se il periodo è molto veloce la regolazione è più precisa e reattiva, sempre nei limiti del sistema controllato.Necessita di una maggior cura e di una maggior risolizione dei guadagni.

[ETR]

Prima dell'attuatore servirebbe sapere cosa gestici e con cosa scaldi. Parlando di una valvola modulante con comando 3 punti partirei da 300 ms a salire arrivando anche a 500 ms. Bisognerebbe anche controllare il tuo sensore di temperatura, cosa hai ? Che temperature raggiungi ? Che tempi di risposta hai dal sensore ?

Per esempio per riscaldare qualsiasi cosa con Pt100 con dimensione superiore ai 5 mm di diametro oppure termocoppie in Mgo (materiale di realizzo della guaina) superiori ai 8 mm di diametro, non fai torto a nessuno se introduci un filtro sino 2 s sulla lettura dela temperatura. Poi a secondo di alcuni processi puoi arrivare e sensori (rivestimento in ceramica delle termocoppie oppure Pt100 in pozzetto) anche a 5 s... Va da se che gestire poi il controllo a 100 ms è pressochè inutile...

Con più informazioni ed alcuni accorgimenti il controllo di temperatura non richiede "quasi" mai prestazioni strabilianti....

Ciao

[Livio Orsini]

Va da se che gestire poi il controllo a 100 ms è pressochè inutile...

Inutile non direi proprio. Si può affermare che è un lusso, ma inutile no.

Con i tempi che hai citato tu si può campionare con periodi di un ordine più lunghi ed ottenere buoni risultati. Diminuendo il periodo di campionamento, se si è capaci, si ottengono maggiori precisioni; si riesce ad avvicinare la massima precisione teorica consentita dal sistema e, soprattutto, si aumenta la risoluzione della regolazione.

Poi, ovviamente, nei casi pratici ci si può accontentare di molto meno.

[ETR]

Hai ragione Livio, correggo il mio termine inutile, con "lusso" come dici tu ma potrei sostituirlo anche con "dannoso" oppure "sprecato", questo perchè, facendo un esempio rispetto agli azionamenti (cosa che spero di azzeccare in quanto non sono cosi ferrato) è come pretendere un guadagno molto alto a fronte di disturbi irrisori. Cosi facendo si mette sotto continuo lavoro il sistema, quando non servirebbe, oppure se gli attuatori verso il campo non sono regolati in maniera precisa o non hanno una notevole risoluzione di regolazione, un disturbo (perchè per la maggior parte cosi può essere classificato una variazione non sensibile della variabile regolata) nella peggiore dei casi viene amplificato, anzichè regolato.

Prima cosa quindi mi fu insegnata, è che quando non si ha a disposizione un sistema "perfetto" verso il campo, la prima cosa è di non cercare di rilevare ciò che non serve. Cosi facendo poi si può perfezionare tutto quello che si vuole ed una volta detrminato il tempo di risposta e la risoluzione del sistema si può anche scendere con il tempo di campionamento, ma per la temperatura, a meno ci casi particolari, di cui al momento non possiamo discutere in quanto weather non ha fornito molti dati (anci nessuno sul processo), posso tranquillamente dire che 100ms sono anche troppi. Poi come ha sempre detto possiamo discuisire all'infinito, non esiste una REGOLA precisa, ma cis ono molti modi per poter risolvere i vari problemi.

Ciao