Termoregolatore - Come funzionano le uscite di controllo?

[franco1]

Molti termoregolatori possiedo un’uscita di controllo impostabile come On/Of oppure Pid. Il funzionamento in On/Off è abbastanza intuitivo: presumo che, impostato un set point, un contatto si apre o si chiuse a seconda del superamento del set poit.

Quello che vi chiedo è: nel funzionamento da Pid, l’uscita di controllo switcha continuamente (come se fosse di tipo PWM) per effettuare un “inseguimento” del set point?

[Livio Orsini]

Se il contattore di potenza in uscita è del tipo statico, ed il regolatore è ben fatto, si lavora sul burst, cioè sui pacchetti.

Semplificando.

Quando la differenza tra valore reale e valore impostato è grande l'uscita è attiva in continuazione; man mano che l'errore diminuisce i periodi di chiusura si alternano con periodi di apertura diminuendo sempre più il tempo in cui l'uscita è attiva. Al raggiungimento del valore desiderato l'uscita si attiva solo per il tempo necesario a compensare le perdite di calore del sistema.

In effetti il sistema è assimilabile ad un PWM con periodo molto lungo.

[franco1]

Grazie per la risposta.

Il dubbio successivo è questo.

Stabilito che l'uscita Pid comporta un numero "elevato" di attivazioni e disattivazioni dell'uscita di controllo, perchè esistono dei termoregolatori con uscita a contatto pulito?

Il numero "elevato" di manovre non comporta un deterioramento del contatto stesso?

[luigi69]

esistono termoregolatori con uscita a rele oppure in tensione , per pilotare relè statici senza parti in movimento

se la tua applicazione è il controllo del riscaldo di una vasca da migliaia di litri.. quindi inerzia termica elevata, magari con un bruciatore a gasolio o gas, con tolleranza sul valore di magari 2 o 3 gradi dal set..... il contatto commuterà poche volte nell'arco delle ore

setterai quindi i parametri non per pid ma per on off

[Lucky67]

Il numero "elevato" di manovre non comporta un deterioramento del contatto stesso?

Infatti Livio giustamente ti ha consigliato contattori di tipo statico. Io mi permetto di aggiungere che dipende anche dal tipo di organo di riscaldamento. Ade esempio è adatto ad una resistenza ma se lo devi utilizzare con una valvola del vapore ad esempio la vedo già più dura (anche se possibile avendolo fatto con risultati egregi).

[Lucky67]

se la tua applicazione è il controllo del riscaldo di una vasca da migliaia di litri.. quindi inerzia termica elevata, magari con un bruciatore a gasolio o gas, con tolleranza sul valore di magari 2 o 3 gradi dal set..... il contatto commuterà poche volte nell'arco delle ore

Non l'ho capita...Ho appena fatto un sistema controllato da un plc (è come avere un termoregolatore come da oggetto post) con un sistema pid di una vasca da 2000 litri con riscaldamento a vapore (quindi dietro c'è una caldaia a gas) e con un'elettrovalvola pneumatica ON OFFsul vapore stesso. Ho impostato una regolazione PI e devo dire che ho una precisione nell'ordine dei decimi di grado. Il cliente non voleva crederci abituato com'era ad una regolazione ON OFF che fluttuava più o meno 10 gradi.

[Livio Orsini]

Ho impostato una regolazione PI e devo dire che ho una precisione nell'ordine dei decimi di grado.

Davvero un ottimo risultato! Complimenti.

[luigi69]

Messaggio per lucky 67

sono stato sbrigativo e generico , ma se mi addentravo nei dettagli...

riprovo a fare l'esempio :

Regolazione "grossolana ON OFF" con tolleranze certamente apprezzabili scambiatore di calore alimentato da caldaia temperatura richiesta nello scambiatore 60 gradi , successivamente poi premiscelati a 48 gradi per essere distribuiti ai lavandini senza scottarsi

sonda PT 100 del termoregolatore immersa in acqua settaggio termoregolatore 60 gradi scosatmento del set 5 gradi pilotaggio on off di una pompa di circolazione sullo scambiatore primario

soluzione economica , la tolleranza del set non comporta nessun problema ( addirittura 10 % dal valore )

Regolazione "fine PID , oppure PI , oppure proporzionale"

Forno di fusione per alluminio temperatura di set 700 gradi tolleranza impostata 20 gradi ( quindi voglio rientrare in tolleranza inferiori al 5 % )

bruciatore a gas con alimentazione ad aria forzata e valvola proporzionale sulla mandata aria del ventilatore "pesatura" del gas con valvola a rapporto stechiometrico e flangia di misura della portata dell'aria

acquisto un termoregolatore con azione a 2 punti , dove i rele mi comandano apre e chiude della proporzionale

setto ad esempio un pid lentissimo , oppure in autotuning , a forno freddo , continuerò a vedere impulsi di apertura della valvola

mano a mano che mi avvicinerò al set , diminuirà la lungheza dell'impulso di apertura

se il termoregolatore vede che la salita della temperatura è troppo veloce in relazione alla distanza dla set , ad un certo punto , inizierà a ciudere poco poco, per "correggere" la sua risposta ed adattarla all'andamento del sistema. la correttezza del rapporto aria/gas sarà mantenuta abb buona dalla valvola montata con rifgerimento alla flangia di misure sul condotto dell'aria

Mi sono quindi corretto sulle diverse condizioni di impiengo di un termoregolatore e del suo tipo di uscita per il pilotaggio dei carichi

[luigi69]

Ieri sera ( ma forse stamattina non cambia molto ) ero alla frutta ed alla fine del mio messaggio non ho chiuso le somme e non ho spiegato come mai avevo fatta cotanta descrizione

il concetto per franco1 era : nell'esempio on off che ho fatto il termoregolatore chiuderà i contatti 2....5...10 volte al giorno

nell'esempio del comando di una valvola apre-chiude i contatti lavorano 10..100.1000 volte al giorno ( dato empirico )

per gli esempi di livio , si , ci sono le uscite statiche, per il mio esempio e quelo on off di lucky si usano i relè che sono comunque di una certa qualità ( milioni di manovre ) ma in genere per motivi di tensioni e correnti , vengono supportati da relè ausiliari , magari su zoccolo , che ad un certo punto possono essere sostituiti facilmente e con spesa minima

[franco1]

Ho letto con attenzione le vostre risposte. Vi ringrazio.

Quindi se non ho capito male: un termoregolatore con un contatto pulito (impostabile con funzione On/Off oppure Pid) conviene che lo si utilizzi in modalità Pid solo quando la temperatura deve essere regolata in maniera “accurata” e quando si prevede che tale Pid non provochi un numero elevato di manovre del contatto.

Ho capito bene?

[Livio Orsini]

Bisogna sempre pensare bene al processo che si andrà a controllare. E' inutile cercare la precisione del decimo di grado quando non serve, così come è inutile cercare tempi di risposta elevati per controllare processi lentissimi.

L'uso di relè statici, a mio parere, è sempre comunque da preferire al classico relè elettormeccanico.

[ETR]

A mio parere discorsi che non tengano conto del processo e nel suo complesso degli attuatori (che sia valvole, che siano riscaldatori a resistenza o altro) sono tutti discorsi teorici che a volte cozzano con la pratica.Questo perché io posso anche mettere un cervello da 4 ms di ciclo o un regolatore anche con campionamento ogni 2 s , ma se poi ciò che agisce sul processo è mal dimensionato, avrò solamente delle lunghissime inerzie oppure delle fortissime sovra elongazioni difficilmente stabilizzabili.

Ciò che cerco sempre di avere è il maggior range di regolazione possibile, ciò aumenta la risoluzione della regolazione e determinare se il tempo di risposta tra gradino regolazione e reazione processo sia "soddisfacente".

Dopo di ché abituato a processi di regolazioni continui, tutto ciò che è ON-OFF (PWM compreso) mi è ostico, ma è un punto di vista. Bisogna considerare aspetti economici ed anche tutto sommato un ottimizzazione di quello che è il principio di regolazione. Ovviamente uscite statiche sono preferite ad uscite elettromeccaniche, tassativamente.Poi ci sarebbe tutto un discorso sull'ottimizzazione dei processi ON-OFF regolati da PID per il discorso della quantità di energia elargita al processo la dove sussistano lunghi periodi di isteresi.

Solitamente ho notato che se il processo di regolazione è tendenzialmente veloce, maggiore è la resa di una regolazione PWM o similare. Altrimenti ho maggiore resa con una regolazione continua (dosaggi a parte).

acquisto un termoregolatore con azione a 2 punti , dove i rele mi comandano apre e chiude della proporzionale

Io l'ho sempre chiamata a tre punti, altrimenti non mi ritrovo con la spiegazione.

Ciao

[franco1]

Un'altra cosa: quindi se prendo un termoregolatore ma lo uso con un controllo On/Off diventa un termostato?

[ETR]

Un'altra cosa: quindi se prendo un termoregolatore ma lo uso con un controllo On/Off diventa un termostato?

Più precisamente se metti le funzioni P,I e D a zero ed imposti solo il valore di isteresi per il comando dell'uscita al raggiungimento della soglia. Allora avrai un termostato, ne più ne meno. Altrimenti se vuoi vederla in altro modo, avrai aggiunto un uscita di allarme a quelle che dovresti gia avere e che solitamente sono settate di default in questo modo.

Quanti regolatori che ho visto impostati in questa maniera, anche a tre punti, perché i clienti non capivano la ragione di quella modulazione in continuo che consumava troppo, a detta loro

Va be...

Ciao