Настройка ПИД

Сообщение **khasan9** » 22 ноя 2020, 08:58

Доброго времени суток, пытаюсь разобраться в настройках ПИД регуляторов в ПЛК. Допустим есть котельная , в которой работает котел , подача топлива происходит по температуре - то бишь чем ниже температура тем больше топлива надо подать на котел, а что если надо учесть несколько параметров, количество подаваемого топлива в котел будет зависеть например: от температуры в помещениях, от температуры на улице , от температуры воды в трубах и т.д. Как учесть все эти параметры в регуляторе?

Сообщение **Roman_33** » 22 ноя 2020, 10:47

Котельная управляется обычно по режимной карте. Т.е. в зависимости от температуры наружнего воздуха задается определенная температура теплоносителя. Все остальное от лукавого. Т.е. поддерживать вы должны температуру теплоносителя, а уставкой будет переменная из режимной карты.

Сообщение **ogorsv** » 22 ноя 2020, 16:12

Салам алейкум, Ибрагим!

Существует два подхода к регулированию:
- управление по возмущению
- управление по отклонению
Возмущение - это те воздействия на систему

khasan9 писал(а): ↑22 ноя 2020, 08:58 температуры в помещениях, температуры на улице , температуры воды в трубах и т.д

, на которые мы не влияем
Можно, конечно, вам создать регулятор, который будет учитывать все возмущения (анализ температуры в помещениях, температуры на улице , температуры воды в трубах и т.д.) и формировать управляющее воздействие
Но в вашей ситуации гораздо проще использовать управление по отклонению - что, скорее всего и сделано

Т.е. вас интересует только температура воды на выходе котла
В этом случае вы не анализируете возмущающие воздействия:
- температура на выходе котла упала - приоткрываете газовую заслонку
- температура на выходе котла растёт - призакрываете её

Чаще всего достаточно использовать П-составляющую для этого регулятора

ВНИМАНИЕ!
Обычно для этого регулятора я делал ограничение по максимальному времени импульса и период дискретности регулятора должен быть достаточно большой

Если не ограничить максимальное время импульса - отрыв пламени вам обеспечен, это авария
Если период дискретности мал - не будет отработана вся цепочка: заслонка - газ - пламя - дымовые газы - экранные и конвективные трубы - вода - датчик температуры - и регулятор будет открывать раньше, чем "увидит", что воздействие прошло

Сообщение **alex45** » 23 ноя 2020, 08:07

khasan9 писал(а): ↑22 ноя 2020, 08:58 пытаюсь разобраться в настройках ПИД регуляторов в ПЛК

Регулятор в ПЛК должен быть не ПИД, а ПДД, т.к. интегрирующее звено реализуется механически регулирующим клапаном.

Сообщение **stesl** » 23 ноя 2020, 08:43

alex45 писал(а): ↑23 ноя 2020, 08:07ПДД

Именно так? С двумя Д?

Отправлено спустя 2 минуты 48 секунд:
khasan9, Вы должны понимать, что значит П, что Д, что И. И изучить ТАУ )

Сообщение **alex45** » 23 ноя 2020, 09:35

stesl писал(а): ↑23 ноя 2020, 08:46 Именно так? С двумя Д?

Да, с двумя Д. Подробностей не помню уже, давно с этим вопросом не разбирался.

khasan9 писал(а): ↑22 ноя 2020, 08:58 Допустим есть котельная , в которой работает котел

Про регулирование котлов не один десяток книг написано. Топикстартеру гугл в помощь.

Сообщение **stesl** » 23 ноя 2020, 10:55

alex45, не хочу выпендриться, так как, как раз ТАУ, при своей тупости в математике - тянул плохо ) Но мне кажется Вы ошибаетесь. ПДД все таки из области ГИБДД. Я так думаю, потому что клапан интегрирующим звеном являться не может. Интегрирующая, от слова интеграл. Интеграл, суть - сумма. В данном случае сумма рассогласований PV и SP. Того чем управляем и уставки.

alex45 писал(а): ↑23 ноя 2020, 08:07 Регулятор в ПЛК должен быть не ПИД, а ПДД, т.к. интегрирующее звено реализуется механически регулирующим клапаном.

Ну если уж совсем точно, то ПДД^2. При таком подходе регулятор должен иметь широтно-модулированный импульсный выход. Именно вместе с ШИМ [при определенных допущениях] можно рассматривать привод как И-звено. И вот тут может серьезно ввести в блуд структура регулятора - параллельная или последовательно-параллельная...
Или применяется обычный ПИД и аналоговый выход, который будет являться уставкой для "внутреннего" регулятора положения клапана - но тогда нужна ОС по положению. Ну или готовый позиционер.

Отправлено спустя 1 минуту 14 секунд:
Отправлено спустя 5 минут 39 секунд:

stesl писал(а): ↑23 ноя 2020, 10:55 Интегрирующая, от слова интеграл. Интеграл, суть - сумма. В данном случае сумма рассогласований PV и SP. Того чем управляем и уставки.

Сильно ошибаетесь. Даже в арифметике

Сообщение **stesl** » 24 ноя 2020, 02:04

Никита писал(а): ↑23 ноя 2020, 11:36 Сильно ошибаетесь. Даже в арифметике

Да ладно ) Накапливаемая сумма... Ну раз уже два человека сказали, что ПДД - быть, значит закрываю свой, видимо, глупый поток сознания )
Вот только ни в одном

Никита писал(а): ↑23 ноя 2020, 11:36 Ну или готовый позиционер.

такой возможности не встречал.
А для регулирования протока (если клапан, то наверно и топливо жидкое) применяется ПИ регулятор, если он с дискретным управлением, раз уж разговор о ШИМ.

Сообщение **alex45** » 24 ноя 2020, 09:24

stesl писал(а): ↑24 ноя 2020, 02:04 такой возможности не встречал.

Для примера погуглите ВИМУ от Тулаэлектропривод или блоки управления AC от AUMA.

stesl писал(а): ↑24 ноя 2020, 02:04 А для регулирования протока (если клапан, то наверно и топливо жидкое) применяется ПИ регулятор,

В исходной задаче надо регулировать тепловую нагрузку котла, а не поток топлива.

Сообщение **stesl** » 24 ноя 2020, 09:40

alex45 писал(а): ↑24 ноя 2020, 09:24 тепловую нагрузку котла, а не поток топлива.

Все понял, речь о системе. Сливаюсь, пока больших глупостей не наговорил )

stesl писал(а): ↑24 ноя 2020, 02:04 Накапливаемая сумма

Именно. Накапливаемая во времени сумма. Точнее, разность sp и pv. И клапан на эту роль вполне подходит, при постоянном входном сигнале его положение со временем растет. Проблема в том, что входные сигналы у него дискретные - или открыть или закрыть. Вот для этого те, у кого денег много, ставят на них частотники. А в ситуациях попроще спасает модуляция этих сигналов.
Ну и из математики - если сигнал от ПДД2 пропустить через интегратор, то получится ИПД. Или ПИД, от перемены мест...

Сообщение **alex-tec** » 24 ноя 2020, 11:35

khasan9 писал(а): ↑22 ноя 2020, 08:58 Доброго времени суток, пытаюсь разобраться в настройках ПИД регуляторов в ПЛК. Допустим есть котельная , в которой работает котел , подача топлива происходит по температуре - то бишь чем ниже температура тем больше топлива надо подать на котел, а что если надо учесть несколько параметров, количество подаваемого топлива в котел будет зависеть например: от температуры в помещениях, от температуры на улице , от температуры воды в трубах и т.д. Как учесть все эти параметры в регуляторе?

Viessmann руководство по проектированию
https://yadi.sk/i/qC77zw8PfDPxpw

Не так тег URL работает, а вот так:

Код: Выделить всё

[url=ссылка]любой_текст_какой_захотите[url]

Админ.

Сообщение **Looker** » 24 ноя 2020, 23:58

khasan9 писал(а): ↑22 ноя 2020, 08:58Допустим есть котельная , в которой работает котел , подача топлива происходит по температуре - то бишь чем ниже температура тем больше топлива надо подать на котел

Никита писал(а): ↑23 ноя 2020, 11:36 При таком подходе регулятор должен иметь широтно-модулированный импульсный выход.

Какой ШИМ? Газ открыли-закрыли ... крайних могут не найти, а если найдут крайних - взрыв спишут на них.

Для котла ogorsv дал самый правильный совет.

stesl писал(а): ↑24 ноя 2020, 02:04 Да ладно ) Накапливаемая сумма...

Никита правильно написал про интеграл

Никита писал(а): ↑24 ноя 2020, 09:55 Накапливаемая во времени сумма. Точнее, разность sp и pv.

В ПИД - интеграл (сумма за время или площадь, если знать математику) относится к ошибке (PV-SP), поэтому теоретически регуляторы с И составляющей имеют возможность держать ошибку в нуле.

stesl писал(а): ↑23 ноя 2020, 10:55 Я так думаю, потому что клапан интегрирующим звеном являться не может.

Клапан с приводом от МЭО - классическое интегрирующее звено.
Лучший метод настройки - "кривая разгона", где учтены все параметры: датчик, ИМ... Лучшие результаты на замкнутом контуре (но, это не всегда возможно).

Сообщение **stesl** » 25 ноя 2020, 02:08

Looker писал(а): ↑24 ноя 2020, 23:58 Никита правильно написал про интеграл

Спасибо. Я знаю, что такое интеграл. Плохо формулирую но суть знаю. Мне не понятно, как механический элемент выполняет ф-ции этого интеграла. Ведь это математический процесс, с вытекающими расчетами.

P.S. Если спуститься до моего уровня познаний, то интегралом я например считаю сумматор. Допустим расхода. Расчет сколько там через него в сутки пробежало. Верно?

stesl писал(а): ↑25 ноя 2020, 02:08 Мне не понятно, как механический элемент выполняет ф-ции этого интеграла.

"Это велосипед наездил 10 тысяч километров! "
"На этом складе скопилось много неликвидов, надо утилизировать. "
"Аккумулятор зарядился на половину. "

Сообщение **Jackson** » 25 ноя 2020, 08:39

stesl писал(а): ↑25 ноя 2020, 02:08 Ведь это математический процесс

Сама Ваша жизнь - это накопление возраста, и Ваш организм прекрасно справляется с этой сложнейшей вычислительной операцией, а Вы и не догадываетесь, что ежесекундно интегрируете самого себя по времени по уйме параметров. :)

Поэтому лично я И-составляющую в своих регуляторах не использую совсем - она уже есть в самом исполнительном устройстве, и порой даже мешает.

Сообщение **VaBo** » 25 ноя 2020, 09:12

"Это велосипед наездил 10 тысяч километров!

...можно проехать пару тысяч задним ходом и пробег (интеграл) уменьшится.

Сообщение **stesl** » 25 ноя 2020, 09:17

Коллеги, я понимаю и ценю Ваш юмор )
Но речь о математической формуле, по которой работает ПИД регулятор. И либо И составляющая включена, и она принимается в расчет. Либо она выключена нафиг, как у Евгения. Да, мы понимаем, что механический какой то объект вносит задержку по времени, дак И на то и нужна, чтобы принять во внимание эту задержку. Либо ее, либо инертность системы, а точнее все в куче.
У меня вот сложнее с Д ) Я ее плохо понимаю, и соответственно меньше признаю.

Сообщение **MrNetBear** » 25 ноя 2020, 09:27

Всем желаю здравствовать.
Наличие интегратора, говоря очень по-простому, определяет порядок астатизма системы регулирования: первый порядок (один интегратор) - нулевая ошибка по отклонению, второй порядок (два интегратора) - нулевая ошибка по скорости отклонения и т.д.
Поэтому, если у вас простая регулирующая заслонка - то она уже, как писалось выше, интегратор и управление ею это ШИМ. Если это клапан по положению (4-20 мА), то интегратор, в вашем случае, обязан присутствовать в алгоритме управления. С заслонкой интегратор не помешает, но его настройка сложнее.
Так же в вашем случае обязана присутствовать и дифференциальная составляющая, т.к. реакция системы очень медленная на регулирующие воздействия.

Сообщение **Jackson** » 25 ноя 2020, 09:32

VaBo писал(а): ↑25 ноя 2020, 09:12
"Это велосипед наездил 10 тысяч километров!
...можно проехать пару тысяч задним ходом и пробег (интеграл) уменьшится.

Не уменьшится а увеличится. Пробег - величина абсолютная. Если у Вас велосипед с одометром есть - посмотрите сами, это займёт 5 минут.

Сообщение **stesl** » 25 ноя 2020, 10:14

MrNetBear, а чего это Вы с 2016 молчали? М?
))) Спасибо за ответ, я пожалуй пойду свои коды писать. Так как словосочетание "порядок астатизма" - даёт мне понять - иди крути мозги своим контроллерам )
Я уже вроде как 3й раз пытаюсь с дискуссии слиться

Сообщение **VADR** » 25 ноя 2020, 11:09

VaBo писал(а): ↑25 ноя 2020, 09:12 ...можно проехать пару тысяч задним ходом и пробег (интеграл) уменьшится.

Не пробег, а отклонение от начальной (или какой-то предопределённой) точки.

stesl писал(а): ↑25 ноя 2020, 09:17 речь о математической формуле, по которой работает ПИД регулятор.

Если очень упрощённо: ошибка = отклонение от задания, П-составляющая реагирует на ошибку, И-составляющая - на накопление ошибки с течением времени, Д-составляющая - на скорость изменения ошибки. В ПДД-регуляторах есть ещё вторая производная, реагирующая на ускорение изменения ошибки.
Что касается регулирующих клапанов, управляемых дискретными сигналами на открытие/закрытие, они по сути тоже являются интегрирующим звеном: в течение времени подачи управляющего сигнала в одну или другую сторону положение клапана увеличивается либо уменьшается. Это получается не совсем полноценное звено регулятора: там идёт накопление не ошибки регулирования, а выходного сигнала. И, кроме того, настраивать в этом месте невозможно: скорость движения клапана такая, какая есть, и её не изменить (не будем же мы частотник ставить на управление клапаном? :) )

Сообщение **MrNetBear** » 25 ноя 2020, 11:11

Случайно зашёл... увидел до глубину знакомую тему.

Отправлено спустя 31 минуту 43 секунды:

VADR писал(а): ↑25 ноя 2020, 11:09 не будем же мы частотник ставить на управление клапаном? :)

Частотники ставятся для управления регулирующими заслонками магистральных нефтепроводов, например...

Сообщение **Looker** » 25 ноя 2020, 11:50

stesl писал(а): ↑25 ноя 2020, 09:17У меня вот сложнее с Д

В некоторых случаях Д вредна, а в других, наоборот полезна. Грубо говоря, при резких изменениях ошибки: И - временно увеличивает П, Д - понижает это увеличение. Сравни времена для И и Д. При "зашумленном" PV: от Д будет только вред.