Regolazione PID Portata e Pressione

[Ale01]

Buongiorno.

Forse questa discussione è stata affrontata altre volte in questo forum, ma apro lo stesso una nuova discussione.

Utilizzo un plc Siemens S71500 e devo effettuare una regolazione PID su una pompa di che fa passare un liquido all'interno di un filtro.

La pompa deve mantenere un setpoint di portata in [l/h], la quale portata però deve diminuire all'avvicinarsi della differenza di pressione nel filtro rispetto ad un setpoint massimo. [Bar].

In pratica se il filtro è pulito probabilmente manterrò la portata come da setpoint, ma mano a mano che il filtro si sporca devo diminuire la portata cercando di non oltrepassare la soglia di DP massima.

Guardando alcuni impianti effettuati da altri, è stata fatta una regolazione PID sulla portata e poi mano a mano che la pressione si avvicina al punto critico viene sottratta una % di portata al riferimento in [l/h].

Non mi piace come soluzione perchè decrementando in questa maniera, (intanto ci metto molto a capire empiricamente di quanto decrementare) ed una volta fatto un decremento in % non è più conveniente risalire, perche credo si instaurino dei pendolamenti.

E una regolazione grezza che non volevo attuare.

Non so se ricado nella casistica dei regolatori PID in cascata. Non avendone mai messi in funzione chiedo a voi quale soluzione sia la migliore per il mio sistema,

 

Grazie mille 

[Livio Orsini]

3 ore fa, Ale01 ha scritto:

Non mi piace come soluzione

 

Non credo si possa fare altrimenti.

Si può ipotizzare un diminuzione del riferemnto inversamente proporzionale alla differenza tra la pressione del filtro ed il valore limite.

Comunque l'unica via è ridurre gradualmente il valore di consegna del regolatore di portata.

Modificato: 17 agosto 2021 da Livio Orsini

[Ale01]

Yiogo, grazie della risposta.  Ho capito a grandi linee cosa vuoi dire, ma vorrei capire meglio.

Come metto poi in relazione le due uscite dei due PID ?

Per passa basso intendi che la regolazione di pressione prevale molto di piu della regolazione di portata ? Pero come lo realizzo al livello sw ?

Non ho capito però come mettere in relazione le due uscite dei due PID per farne uscire un valore di regolazione unico....

Se mi puoi fare un esempio pratico:

Io devo dare alla macchina un setpoint di portata che per ipotesi potrebbe essere 100 l/h

Ho poi una depressione DP che viene generata dalla portata e dallo sporco che mano a mano si intasa nel filtro

La depressione va da 0,0 Bar a 1,0Bar.

Sopra il valore di 1,0Bar devo fermare la pompa ed andare in allarme per DP massimo.

Devo cercare di non salire sopra i 0,5Bar (Che potrebbe essere il mio setpoint di pressione)

[Livio Orsini]

12 ore fa, Yiogo ha scritto:

ovvio che uno dei due tenderà a derivare

 

No.

Il regolatore di portata satura.

L'unico modo è quello di far variare il suo valore di consegna.

 

12 ore fa, Yiogo ha scritto:

tentare di valutare un modello di modifica del set di portata sarebbe un lavoro improbo e con risultati scadenti  comunque

 

Non c'è nessun modelloda valutare.

La velocità con cui il filtro si ottura è sicuramente molto più lenta di quella del regolatore. Basta agire per approssimazioni successive, decrementando di una piccola quantità il valore di riferimento sino a far rientrare il valore differenziale di pressione entro il limiti.

Volendo, e se fosse necessario, si potrebbe lavorare anche d'anmticipo.

 

Questo tipo di regolazione lo si usa in tantissimi regolatori con feed forward. Si varia il feedforward di piccole entità per mantenere l'errore istantaneo al minimo nonostante le variazioni delle condizioni di lavoro.

Modificato: 18 agosto 2021 da Livio Orsini

[Livio Orsini]

10 ore fa, Ale01 ha scritto:

Devo cercare di non salire sopra i 0,5Bar (Che potrebbe essere il mio setpoint di pressione)

 

Non conosco i dati della tua macchina, quindi faccio un'ipotesi anch'io, basandomi su dati che hai usato come esempio

Come hospiegato nel messaggio precedente, puoi cominciare a decrementare leggermente il valore di riferimento di un piccolo valore, ad esempio 1lh, quando il valore di pressione differenziale arriva 0.4 bar. Continui con questi decrementi sino a quando il valore della pressione differenziale scende sotto gli 0.4 bar.

Non conosco il processo, quindi non posso stimare i tempi di reazione, però, se fosse necessario, si potrebbe anche basarsi sulla derivata dell'errore per dare un anticipo di correzione.

[Ale01]

Grazie Livio della risposta.

Credo opterò per questa soluzione, come avevo già in mente di fare.

 

Grazie mille ! 

[Livio Orsini]

43 minuti fa, Ale01 ha scritto:

Credo opterò per questa soluzione, come avevo già in mente di fare.

 

 

Se mi puoi/vuoi dare più dati sul processo potremmo, se vuoi, anche discutere più dettagliatamente la miglior strategia di regolazione.

[Ale01]

Certo, mi farebbe piacere.

Ma diciamo che non ho molti dati a disposizione sul processo, perchè è il primo impianto che costruisco di questo tipo.

Anche dal punto di vista idraulico non so come si comporterà il sistema.

Non è sicuramente un processo veloce quello dell'intasamento del filtro.

La pompa è regolata in velocità con un inverter il cui riferimento di velocità arriva dall'uscita analogica del plc in modo classico.

Ho due parametri da tenere sotto controllo: La portata che deve avere un valore iniziale, per poi scendere mano a mano che il filtro si intasa e la pressione differenziale nel filtro che sopra un certo valore deve ridurre la portata della pompa e sopra un valore massimo deve spegnere la pompa.

La portata della pompa può scendere fino ad un valore minimo impostato dopo di chè la devo fermare e segnalare l'intasamento del filtro.

Mi aspetto che quando fermo la pompa, la la pressione differenziale nel filtro vada a zero in quanto non c'è più pressione da parte della pompa, per cui anche se ho il filtro molto intasato devo cercare di avviare/riavviare la pompa con una regolazione lenta in modo da non spingermi oltre il valore soglia del differenziale di pressione.

Se posso dare altre informazioni, sono a disposizione.

Grazie ancora

[Livio Orsini]

32 minuti fa, Ale01 ha scritto:

per cui anche se ho il filtro molto intasato devo cercare di avviare/riavviare la pompa con una regolazione lenta in modo da non spingermi oltre il valore soglia del differenziale di pressione.

 

Questo è facilissimo da fare: è suffciente dare il riferimento di portata in rampa. La lunghezza della rampa è funzione dei tempi di risposta del sistema.

E un parametro facilmente tarabile anche in fase di avviamento impianto.

Se l'intasamento del filtro è molto più lento della rampa puoi usare la rampa interna dell'inverter; le variazioni di riferimento saranno applicate anch'esse in rampa, ma questo potrebbe anche essere favorevele.

[Ale01]

Si in effetti le variazioni di riferimento le devo applicare in rampa sennò potrebbe diventare problematica la gestione.

 

Grazie mille del consiglio

[Livio Orsini]

15 ore fa, Yiogo ha scritto:

continuate a complicare inutilmente tutto, in realtà è semplicissimo

 

E il tuo sistema che è inutilmente complicato, con 2 regolatori, quando ne basta uno solo.

Inoltte se c'è una cosa da evitare è saturare un regolatore!

Anch'io ho realizzato decine di regolatori con il sistema descritto in precedenza e, probabilmente, dopo decenni ce ne èancora qualcuno in funzione.

 

Il modello è semplicissimo, tutt'altro che contorto. Come sempre, le cose sembran complicate quando non le si conoscono.

poi c'è sempre qaulcuno che, per svitare una lampadina, prefirisce ruotare il lampadario.🙂

Modificato: 21 agosto 2021 da Livio Orsini

[Livio Orsini]

15 ore fa, Yiogo ha scritto:

feed forward e trim non sono la stessa cosa !!!

 

E chi ha mai affermato il contrario!!

16 ore fa, Yiogo ha scritto:

res, no verba !

Già, è proprio vero, fatti non parole. A proprosito: in latino si scrive: "Res non verba!"🙂

[walterword]

Il regolatore per la portata mi sembra ovvio.

Per il fatto del filtro che si sporca e devi rivedere SP della portata puoi crearti un moto potenziometro oppure regoli il SP a manina in base al filtro che si sporca.

Sicuramente sarà un filtro divero dagli altri e magari anche la pompa o le tubazioni.

Certo che se vai via e il filtro è ancora pulito ....poi devi ritornarci

Cosi puoi crearti una tabella di correzione del set point

Il valore che ti indica lo sporco del filtro lo puoi moltiplicare o manipolare con il guadagno del regolatore in qualche modo.

Forse non ho capito bene io ma personalmente lo farei con un PID solo ....

Modificato: 24 agosto 2021 da walterword

[Livio Orsini]

5 ore fa, walterword ha scritto:

Forse non ho capito bene io ma personalmente lo farei con un PID solo ....

 

Walter hai capito benissimo.

Come ho scritto prima normalmente, quando si cambia una lampadina, si svita la lampadina facendola ruotare su se stessa però, ogni tanto, c'è qulacuno che pensa sia meglio tenere ferma la lampadina e ruotare il lampadario.

 

In questo caso Yogo ha pensato che è meglio divedere in 2 il problema e regolare con 2 regolatori.

Il primo regola la portata; il secondo, quando la differenza di pressione ai capi del filtro supera la soglia, per ridurre la portata va ad agire, con un secondo regolatore, sull'uscita del regolatore di portata riducendola.Così ottiene 2 risultati: riduce la portata e fa saturare il primo regolatore; in pratica ilprimo regolatore va fuori servizio sino a quando non si cambia il filtro.

 

Tu hai scritto:

5 ore fa, walterword ha scritto:

regoli il SP a manina in base al filtro che si sporca.

 

Io, quando dovevo ridurre la portata per filtro intasato, ho sempre sottratto al riferimento di portata un delta fisso, creando una sorta di integratore con la sommatoria dei delta che, con il progressivo intasamento de filtro, era necessario effettuare.

Metodo semplice, facile da ottimizzare e, soprattutto, estremamente affidabile.

[walterword]

se l'intasamento del filtro ha un andamento lineare si potrebbe risolvere alla fine con un K-filtro che moltiplica il Kp del regolatore 

 

[Livio Orsini]

4 ore fa, walterword ha scritto:

se l'intasamento del filtro ha un andamento lineare si potrebbe risolvere alla fine con un K-filtro che moltiplica il Kp del regolatore 

 

Per mia esperienza l'intasamento non segue una legge precisa.

Inoltre non risolvi agendo sul regolatore di portata, ma sulla portata. Se vuoi diminuire il differenziale di pressione ai lati del filtro, puoi solo agire sulla quantità del materiale che entra, quindi devi agire sulla portata riducendola. Il metodo più comodo, facile e sicuro di ridurre la portata e ridurre il riferimento. In altri termini apri di meno il rubinetto.🙂

Modificato: 24 agosto 2021 da Livio Orsini

[walterword]

Premetto che rileggendo ho scritto un errore , intendevo dire il set point di portata non il K proporzionale del regolatore della portata.

E' chiaro che poi il sistema bisogna provarlo e vedere cosa succede . Cosi è difficile esprimersi

Modificato: 24 agosto 2021 da walterword

[Livio Orsini]

Walter gli intasamenti dei filtri sono una cosa lenta e progressiva; per questo motivo i migliori risultati li ho conseguiti sottraendo un delta fisso al set point.

[Livio Orsini]

17 minuti fa, Yiogo ha scritto:

n una regolazione con due regolatori con filtro su MV il problema della saturazione di uno dei due è un falso se per la natura del processo le due condizioni sono ben distinte,

 

Probabilmente non sai di cosa stai parlando.

Se lasci il medesimo riferimento di portata e modifichi l'uscita del suo regolatore per ridurre la pressione, il primo regolatore deve saturare, è matematico.

Prova a realizzare il modello di quello che vuoi realizzare, è un modello piuttosto semplice. Vedrai subito che il primo regolatore satura.

 

Inoltre invece di scrivere descrizioni confuse con sigle che conosci solo tu, pubblica uno schema a blocchi della regolazione come la intendi tu, così evitaimo fraintendimenti.

 

17 minuti fa, Yiogo ha scritto:

qualcuno oltre a me riferisca di installazioni vere così evitiamo fantasie

 

"Ragazzino" guarda che in 30 anni di attività di impianti progettati ed installati ne ho fatti decine e decine e, probabilmente, ce ne è ancora qualcuno in funzione.

Se vuoi fai una ricerca su google e trovi il mio curriculum professionale (c'è ancora un mio vecchio sito).

Io ho lavorato come come progettista, e come responsabile di progettazione, di sistemi di automazione, io. Ripeto automazione industriale, non marketing e comunicazione.

Modificato: 27 agosto 2021 da Livio Orsini

[Livio Orsini]

9 ore fa, Yiogo ha scritto:

quelle raccomandate da ISA

 

ISA riguarda la strumentazione e qui trattiamo essenzialmente problematiche di automazione.

Ma al di là di questo scrivere 2 sigle, non dice nulla in ordine alla strategia di regolazione che vorresti adottare. Quindi o la descrivi dettaglioatamente o metti unoschema a blocchi comprensibile.

Modificato: 28 agosto 2021 da Livio Orsini

[Livio Orsini]

23 ore fa, Yiogo ha scritto:

dissertazione personale

"marketing & comunicazione sarai tu, io sono Tecnico"

 

Partimo  da qui.

Che tu sia un tecnico non lo so, però so per certo che sei un fanfarone, perchè sul tuo profilo personale hai scritto, alla voce professione, "libero professionista" e alla voce settore di attività: "marketing e comunicazione".

 

Quindi delle due l'una: o racconti frottole qui o racconti frottole sul tuo profilo.

Comunque, onde evitare fraintendimenti e/o .... "tentazioni", ho fatto una copia della pagina del tuo profilo.😄

 

Tutto il resto del tuo messaggio son solo parole con poco senso e con idee, scusa se te lo dico, un poco cervellotiche.

L'unica cosa seria che potresti fare, pubblicare uno schema a blocchi che spieghi la tua idea sulle modalità di regolazione di questo sistema, sembra che tu non intenda farla, nonostante gli inviti ripetuti.

 

Come moderatore.

In questa discussione ci sono già troppi messaggi che hanno poco o nulla a che vedere con l'argomento, quindi in futuro tutti i messaggi che non riguardino strettamente l'argomento originario saranno cassati.

Modificato: 29 agosto 2021 da Livio Orsini

[Livio Orsini]

5 ore fa, Yiogo ha scritto:

ti accontento anche se ci erano già arrivati tutti

 

 

E inutile far lo sbruffone!

Hai solo scrtitto, come sempre, concetti orecchiati, vaghi e mal assimilati.

Se ne sei capace disegna uno schema a blocchi di come hai organizzato la regolazione, dovrebbe essere molto semplice se sai quello che si sta facendo.🙂

 

Ho dato una lettura veloceal documento di cui hai messo il link. Essendo un documento universitario tratta, in modo teorico, principalmente del feed forward, cosa che ha poco a che vedere con quello di cui stiamo discutendo.

Se leggi il mio semplice e pratico tutorial sulle regolazioni, scritto nel 2001, trovi trattato e spiegato l'uso del feedforward per milgiorare le prestazioni dei regolatori.

Quel documento tratta anche dei controlli di rapporto (ratio controls) ed anche i controlli override (controllo dei vincoli di sistema), ovvero delle tecniche volte a non superare mai determinati limiti che possono essere pericolosi.

Tutto questo ha poco a che vedere con il semplice problema che è argomento di questa discussione.

Di documenti simili in rete ne trovi 13 per dozzina. Il problema è capire quello che si legge.🙂

 

Te lo ripeto ancora una volta. Se veramente sai come funziona quello che hai proposto, un disegnino semplice con i blocchi di regolazione, le reazioni ed i controlli, chiarisce tutti gli eventuali malintesi o misunderstanding (per i cultori degli inglesismi).

Se invece pensi di ciurlare ancora nel manico, astieniti e la finiamo qui.

 

Modificato: 29 agosto 2021 da Livio Orsini

[Livio Orsini]

Niente, proprio non sei capace di metter giù lo schemino e continui a scrive a vanvera.

Finiamola qui è meglio per tutti e, soprattuto, per te.

Modificato: 29 agosto 2021 da Livio Orsini

[Livio Orsini]

15 ore fa, Yiogo ha scritto:

, io non ti devo nulla

 

Non devi nulla a me, ma alla tua credibilità sì.😀

 

Con questo tuo rifiuto non fai altro che confermare la mia ipotesi sulle tuo scarse conoscenze specifiche nel campo della regolazione e controllo.

D'altro canto, se una persona si autodefinisce come "libero professionista che opera nel campo del marketing e comunicazione", è abbastanza logico che di tecnico abbia solo un'infarinatura generica.🙂

 

15 ore fa, Yiogo ha scritto:

si finiamola qui

 

Accontentato.

Modificato: 30 agosto 2021 da Livio Orsini