ПИД-регулятор в закрытой системе

[vitttsch]

1. Имеем 6 башен и компрессор с расшир баком.
2. Все башни соединены трубами с баком.-т.е. сообщающиеся сосуды.
3. Вода заполняет все баки и расшир бак.по датчикам уровня и потока и закрывает выход воды-заполнение закончено.
4. далее подается давление воздуха -4мпа, которое давит на всю воду в системе
5. далее в каждой башне включается тэн.
6.общая задача-обеспечить в каждой башне изобарический режим-давление и температуру 150 -180 градусов.
7.Из нашего опыта применения ПИД-регулирования, у нас есть вопросы по обеспечению стабильности температуры в каждой башне
отдельно по уставке(температура может быть разной)учитывая что все башни соединены между собой по воде.
8 прошу подсказать в реальности такой схемы
спасибо

[olexsa]

все таки со схемой было бы проще. Потому как:
1. Все башни идентичны?
2. То есть в расширительном баке тоже давление 4 МПа - ведь сообщающиеся сосуды?
3. По датчикам уровня - на каждой башне? Наполнение по одним трубопроводам, а соединение между ними - по другим? А зачем закрывается выход воды? Обычно заполнение через вход. Или закрывается выход для воздуха, и получается запертая система? Датчики уровня на каждой башне, или один датчик на всю систему?
4. А воздух подается каким образом? В воду, или же сверху башни? И давит на поверхность воды?
5. То есть давление воздуха в 4 МПа поддерживается на постоянной основе? В том числе и при нагреве воды в башнях? Каким образом?

[vitttsch]

1.все башни одинаковые
2.в расшир. баке тоже 4 мпа
3. вода заполняется снизу вверх каждую башню и когда вверху сраб датчик потока на каждой башне- кран выхода именно этой башни закрывается
4.соединение водой остается.
5.воздух подается сверху через клапан и давит на всю воду
6.давление поддерживается компрессором постоянно и при нагреве
7.после заполнения водой всей системы внутри сообщающихся сосудов давление 4 мпа
8. теном в каждой башне нужно обеспечить уставку температуры 180гр в каждой башне с точностью 2-4 градуса.
9. пид -регулятор будет в башне , стараться обеспечить уставку но тэны соседних башен будут этому мешать
мне так кажется что такая схема нереальна

[olexsa]

Почему?
Вот опять возвращаемся к технологической схеме всей установки. С каждым разом все новые и новые дополнительные тонкости появляются.
3. Так датчик потока или датчик потока или датчик уровня (хотя, наверное, это не принципиально).
5. То есть на каждой башне имеется клапан. И чисто теоретически давление может быть немного разным?
Объем башен, их размеры, какими трубопроводами они соединены между собой? То есть в этом плане больше интересует соразмерность башен и трубопроводов.
Всё таки, как мне кажется, нарисованная технологическая схема, хотя бы из двух башен, дала бы более продуктивное рассмотрение.

[vitttsch]

1.представим себе систему из 2 башен
2 после заполнения водой и подключения к воде давление воздуха 4мпа - все сосуды сообщены между собой. и внутри одно давление.
3.включая пид - регулятор у первой и второй башни два тэна- система начинает пытаться установить в каждой например 150 градусов.
4. при этом процесс регулировки нагрева первой башни будет обязательно влиять на вторую башню и пид регулятор в каждой башне будет находиться в состоянии разбаланса.А если увеличить количество башен до 6 то система просто не справится с точной установкой температуры.Коэфф И и Д будут очень хаотичны.

[olexsa]

ну вот представил я себе схему. Две башни, в виде цилиндров, в диаметре 1 метр, и высотой 1 метр. Они соединены между собой трубопроводом диаметром 50 мм длиной 500 м, соединение по днищу башен. Каким образом будет влияние при таких параметрах?
P.S. датчики температуры в каком месте башен установлены - низ, середина, верх? Это еще один из технологических вопросов

[zromz]

при этом процесс регулировки нагрева первой башни будет обязательно влиять на вторую башню и пид регулятор в каждой башне будет находиться в состоянии разбаланса.А если увеличить количество башен до 6 то система просто не справится с точной установкой температуры.Коэфф И и Д будут очень хаотичны.

не был бы столь категоричен. Во первых - у нас перемешивание между башнями идет как я понимаю только через конвекцию ,( еслибы еще автор сообщил как идет конвекция) , а не дополнительными насосами. Во вторых - каждый тэн в своей башне регулируется своим пид регулятором, и инерция у такой системы приличная, так что про хаотичность колебаний - это навряд ли. И кстати в таких системах в основном применяются ПИ регуляторы.

[vitttsch]

-представьте себе что у одной из башен вдруг сгорел тэн и вода стала остывать.
-остальные башни обязательно почувствуют изменение общей температуры.
-все башни напрямую соединены с расшир. баком сверху которого надет клапан с давлением воздуха 4 мпа.(идет от удаленного компрессора)
-представьте в центре расшир бак а звездой подключены башни с тэнами.

[AlexandrGr]

У меня есть печь с 6 зонами нагрева и 6 независимыми регуляторами. Атмосфера перемешивается 3 вентиляторами. Нет проблем с регулированием.

[VADR]

представим себе систему из 2 башен

Зачем представлять себе то, что за 3 минуты можно нарисовать карандашом на бумаге, сфотографировать телефоном и присоединить к сообщению? Лучше, конечно, отсканировать, если есть сканер под рукой, или нарисовать в специализированном редакторе, но карандаш и телефон - самый простой вариант. Иначе непонятен технологичекий процесс. Каким образом измерение температуры влияет на температуры в другой? Циркуляция есть? Откуда мы должны это узнать?

[olexsa]

-представьте себе что у одной из башен вдруг сгорел тэн и вода стала остывать.

Сигнализация температур, контроль исправности ТЭН, возможность отключения башни, резерв ТЭН. При любом раскладе необходимо учитывать риски.
Ну стала и стала остывать. В моем понимании, всего то образуется градиент температур по соединяющему трубопроводу между башнями.

-все башни напрямую соединены с расшир. баком сверху которого надет клапан с давлением воздуха 4 мпа.(идет от удаленного компрессора)

Вооттт , еще тонкость, оказывается, воздух в расширительный бак. И вроде как изначально было в каждую из башен.

-представьте в центре расшир бак а звездой подключены башни с тэнами.

Опять уточнение по технологии. А я вот, к примеру, представлял всё в виде шлейфа.
Ну хоть как крути, но одна технологическая схема даст намного больше информации, чем много букв тестового описания

[vitttsch]

ок.завтра постараюсь выложить.
спасибо всем неравнодушным людям

[Ryzhij]

Технологическую схему надо бы выложить, конечно.
А пока напомню, что у насыщенного пара температура пропорционально и достаточно жестоко связаны с давлением. Можно измерять температуру манометром с соотвствующей шкалой.
Повторю вопрос коллеги:

Циркуляция есть?

[kirillio]

-представьте себе...

Представьте себе, Виталий, что Вы морочите людям мозги. Я вот это читаю и прямо ощущаю как политкорректные слова в моем лексиконе заканчиваются. Прошу Вас явить общественности технологическую схему установки, будьте так любезны, схему "в студию!".

[Jackson]

п. 3 в самом верху. Имею предположение, что тема будет развита, и будут дополнительные вопросы. И не один скорее всего. Создавайте отдельную тему. Это рекомендация. Настаивать не могу.
Несмотря на то, что вопрос теоретический, все таки он опирается на реальное оборудование. И потому все таки желательно технологическую схему. Хоть от руки.

[vitttsch]

1.Имеем стенд на 6 каналов, в каждом надо установить свою температуру до 180 С с помощью тэна внутри канала.
2. Возникает вопрос и возможности точного регулирования температуры ПИД - регулятором в каждом канале при наличии общей
замкнутой системы-сообщающиеся сосуды.
3.Обмен температуры только естественной конвекцией.

[muZZy]

1. "Геометрия" трубопроводов (диаметры, протяженности...)?
2. Геометрия башен? Точка расположения ТЭНов "дно" "осевой центр" башни?
3. Среда вода?
4. Точность регулирования (2-3 С)?
5. Показатели теплоотдачи башен?

А если без сарказма: на практике настройка регуляторов и ШИМ реализация представляют бОльшую проблему для точности регулирования.

[olexsa]

А предусмотрен только нагрев жидкости для поддержания температуры? То есть при перегреве ожидание снижения за счет тепловыделения башен? Или имеется постоянное расходование тепловой энергии, и задача ТЭН компенсировать этот расход?

[vitttsch]

1. задача-обеспечить только уставку по температуре-нагрев воды внутри канала
2. расхода нет.
3. вопрос стоит только в обеспечении разных уставок в одном контуре с погрешностью 2-3 градуса.
4. возможность оперативного добавления\исключения канал путем выключения соотв шарового крана.

[olexsa]

4. возможность оперативного добавления\исключения канал путем выключения соотв. шарового крана.

а не повредят ли процессы, протекающие после отключения башни её целостности? Ведь это получается замкнутая емкость с жидкостью под высокой температурой, да и давление в 4 МПа не мало.

[vitttsch]

не повредят.
я убрал лишние детали для ясности.
в каждом канале есть еще клапаны для слива.
есть ли у кого-то конкретное мнение по сути вопроса?

[olexsa]

1. "Геометрия" трубопроводов (диаметры, протяженности...)?
2. Геометрия башен? Точка расположения ТЭНов "дно" "осевой центр" башни?
3. Среда вода?
4. Точность регулирования (2-3 С)?
5. Показатели теплоотдачи башен?

Повторю вопросы. Ну хотя бы ориентировочно. Для понимания соразмерности объемов в башнях, и трубопроводах.
Ну и свои:

А предусмотрен только нагрев жидкости для поддержания температуры? То есть при перегреве ожидание снижения за счет тепловыделения башен? Или имеется постоянное расходование тепловой энергии, и задача ТЭН компенсировать этот расход?

Отправлено спустя 5 минут 4 секунды:
А вот такой вопрос - а шаровые краны ручные, или с приводом? Ну это к тому, что после заполнения башни, и перевода её в режим нагрева и поддержания температуры прикрывать кран, тем самым уменьшая конвенцию? Или два шаровых - один для заполнения с большим Ду, а второй для работы - с малым Ду. Ну это как идею, на лету.

[Универсал]

О какой конвекции идёт речь? Где мы видим контур циркуляции для конвекции? Она что, во одной трубе будет осуществляться? Туда горячая, обратно холодная?
При чём тут вообще давление, сжатый воздух, компрессор, расширительный бак и прочие подробности? От этого что, изменится теплоёмкость или теплопроводность объекта? Я вижу тут просто несколько независимых емкостей с водой, которые требуется нагреть ТЭНами, используя ПИД-регуляторы. Единственное - блокировать нагрев при недостаточном давлении, во избежание вскипания, не допускать полной отсечки емкостей от расширительного бака в процессе нагрева клапанами, оборудовать их предохранительными клапанами для сброса в дренаж с разбавлением холодной водой до безопасной температуры.
И, кстати, каков объём системы, свыше некоторого объёма такие ёмкости становятся поднадзорными Ростехнадзору.

[vitttsch]

заказчик прислал ориентировочные чертежи-про трубопроводы не знаю.
каждый канал - около 1 метра
протяженность -не более 10 метров
среда-вода
точность регул-2-3градуса
показатели теплоотдачи не знаю
предусмотрен только нагрев тэном
расхода тепловой энергии нет
шаровые краны с приводом и я пытаюсь убедить заказчика закрывать при нагреве но тогда периодически надо кратковременно открывать быстрым клапаном для поддержания давления- заказчик спорит.

[olexsa]

И, кстати, каков объём системы, свыше некоторого объёма такие ёмкости становятся поднадзорными Ростехнадзору

Ну пока что рассматриваются технические аспекты. Но если с точки зрения пром. безопасности, то это оборудование уже попадает под
Правила сосудов под давлением: давление более 0,07 МПа, и температура воды более 115 С.