Controllo Di Temperatura Mediante Pid

[freddyrm]

Salve a tutti, sono uno studente universitario, il mio "amato" professore, nell'ambito di un progetto da realizzare, mi ha chiesto (tra le altre cose) di controllare la temperatura interna di una sala tramite un PID, argomento che conosco a menadito, se non per il fatto che non ho idea di come si utilizzi realmente (teoria, teoria e ancora teoria!)

Intanto vi dico qualcosa sulla piattaforma:

l'ambiente è logix500 che programma un PLC generico simulato (SLC500).

Il progetto riguarda l'automazione della sicurezza e del comfort di vari ambienti pubblici.

Problema:

Semplicemente devo controllare la temperatura usando la funzione PID presente su logix, vi dico quello che so.

In un generico sistema un PID si occupa di prendere un riferimento in ingresso e, in funzione di questo, regola l'uscita verso un sistema (che nel nostro caso sarà la combinazione di AC e pompe di calore).

Ho studiato tutto il manuale, che dice a cosa servono i vari settaggi del famigerato blocco regolatore, ho capito cosa mi serve, spero, ma non riesco a settare i vari Kp, Td e Ti.

Il tuning di un PID è facile da svolgere in teoria e su matlab, quando viene data una G(s) del sistema, in questo caso, non conoscendolo, non ho idea di che valori utilizzare.

Ho immaginato di effettuare un tuning tramite simulink ma fino ad ora, ho visto solo il caso in cui ho un ingresso a gradino, un PID e una G(s) del sistema e il tuning lo facevo in funzione della risposta indiciale della G(s).

Qualche consiglio?

grazie!

[Livio Orsini]

l'ambiente è logix500 che programma un PLC generico simulato (SLC500).

Il progetto riguarda l'automazione della sicurezza e del comfort di vari ambienti pubblici.

Hai accettato il regolamento e non lo hai letto!

Hai aperto 2 discussioni per il medesimo problema entrambe nel forum sbaglaito!

Una la sposto e l'altra la cancello; continua solo con questa.

Per il tuo problema.

A parte il fatto che forse un semplice PID non è il massimo per risolvere un simile problema, puoi tararlo con tutte le simulazioni che preferisci e andrà sempre bene sino a che usi un mdello, poi quando lo trasporti nella realtà......le cose son differenti.

Se non conosci esattamente le carattiristiche fisiche reali del processo da controllare le simulazioni servono a poco, o meglio servono solo ad indirizzare.

Nella realtà gli algoritmi di auto ottimizzazione si basano sull'osservazione della risposta ad un gradino.

[freddyrm]

Chiedo scusa per l'errore, avevo segnalato che nell'altro caso la sezione era sbagliata e pensavo di averci preso con questo post!

Cosa intendi per caratteristiche fisiche, reali del processo? Dato che l'ambiente è simulato potrei anche "sintetizzarlo" opportunamente, ma di solito, quelli che abbiamo visto noi sono Fdt date di cui ignoro le caratteristiche fisiche.

[Livio Orsini]

Se la fdt è reale hai le caratterisiche fisiche.

A esempio la fdt di un motore in cc, relativa alla coppia, è C_m = K*I_A se il campo è costante.. La costante di coppia, fornita dai fogli tecnici di un motore, è reale.

Io non so che fdt che fdt abbia il confort di un ambiente; dubito anche molto che possa essere sufficientemente reale per poterla usare per un metodo di ottimizzazzazione.

Certo puoi stabilire che quella fdt sia reale e stabilire dei criteri di ottimizzazione in base a quella fdt.

Come esercizio scolastico può anche avere un senso.

Nella realtàle cose sono un poco differenti.

Te lo ripeto. I termoregolatori, con funzione di self tuning, usano ottimizzare i parametri basandosi sulla risposta al gradino.

[freddyrm]

Se non ho capito male devo individuare (copiare o inventare, coerente con il comportamento di un sistema reale) una fdt che possa approssimare il mio sistema.

Per comfort di un ambiente intendo sale teatrali climatizzate dove, in funzione della variazione di temperatura, vengono attivati dispositivi di raffreddamento o riscaldamento, tutto questo controllato da un PLC e un addetto al controllo.

Ho supposto due dispositivi autonomi e separati ma può essere anche uno, questo non fa differenza ai fini della realizzazione perché le specifiche me le sono inventate io e posso modificarle.

Se avessi una fdt compatibile, potrei effettuare il tuning senza problemi, ma fino ad ora ho studiato i sistemi sono in modo teorico e non ho idea di come creare un legame G(s)-->realtà. credo il problema risieda tutto qui

[Livio Orsini]

Un esempio tra teorico e realo te l'ho scritto prima, ma quello è un sistema molto semplice.

Nel caso di una sala teatrale tanti, troppi, elementi concorrono a variarne la temperatura:

• Temperatura esterna
• Resistenza termica sala --> esterno
• Tipo e quantità di persone presenti
• Apertura e chiusura porte

Quelli elencati son solo i principali parametri e, per la medesima sala, possono essere molto differenti tranne la ressitenza termica verso l'esterno.

Solitamente per i controlli di questo tipo si preferisce usare uno o più modelli e regolare tramite un osservatore.

[freddyrm]

Dove lo trovo un modello?

La mia intenzione è quella di rappresentare un "disturbo" come hai detto, che vada a sbilanciare l'equilibrio di temperatura, chiaramente semplificando al massimo. La simulazione dell'ambiente avviene in visual basic e non voglio uscire matto (non è necessario) mettendo a punto modelli troppo complessi. Stavo pensando ad uno slider che mi permetta di modificare la temperatura e questa verrà regolata e stabilizzata dal sistema con una certa legge.

Permettimi di togliermi un altro dubbio:

considerando che l'ingresso è il valore da inseguire, il pid si occupa di mantenere quel valore, quindi comanda gli attuatori. Il processo dovrebbe rappresentare la legge di cui parlavi prima? Quindi sarebbe fondamentalmente un errore che si propaga in contro-reazione?

[Adelino Rossi]

mi sono permesso di rendere, (a mio parere) più chiaro il contenuto di "processo".

[freddyrm]

Ok, avevo un'idea simile, appunto.

il problema sarebbe risolto se avessi le specifiche dell'attuatore (dispositivo di climatizzazione x, con determinate caratteristiche).

Non conoscendolo. come posso "sintetizzarne" uno fittizio?

Fatto questo farei il tuning, lo porterei su Logix e poi con su VB metterei la legge del sistema.

allora semplificando, potrei quindi utilizzare una funzione lineare crescente (o decrescente) per simulare la temperatura del sistema?

[Livio Orsini]

L'attuatore potrebbe essere la cosa più facile. supponi di avere un elemnto riscaldante tramite resistore elettrico. la fdt di un simile attuatore è abbastanza semplice, basta conoscerne o supprre il potere radiante.

Ierò fatto questo sei solo all'inizio, le problematiche che ti ho elencato prima ci sono tutte e non le conosci.

Tanto per fare un'ipotesi, immagina che la sala contenga 50 persone (un teatrino). Ogni persona irradia, mediamente, 10 W. Ora fai quelche ipotesi con differenti valori di riempimento e ti rendi subito conto della difficoltà.

Poi puoi sempliificare il tutto cambiando l'oggetto; invece di una sala teatrale immagina una camera termostatica. Il principio è simile ma le variabili ed i disturbi sono molti di meno. Se poi studi il sitema con la porta rigorosamente chiusa, non hai praticamente disturbi.

Hai solo da calcolarti come viende ceduto ilcalore dall'elemento riscaldante all'ambiente, e come viene ceduto il calore dalla camera all'ambient eesterno.

Tanto per darti un'idea, quando non c'erano i personal computer queste simulazioni si eseguivano in analogico.

La funzione era assimilabile ad una scarica di condensatore dove la tensione era la temperatura e la resistenza di scarica era la resistenza termica dell'elemento verso l'ambiente circostante.

Idem per la carica del condensatore che simulava la rispsota ad impulsi di tensione (temperatura).

Modificato: 23 luglio 2014 da Livio Orsini

[ETR]

Mi permetto di inserirmi come "disturbatore", prendendo spunto da due aspetti, che alterano il teorico dal pratico (nel più dei casi).

Come diceva Livio, nella pratica, la soluzione scelta potrebbe non soddisfare le richieste (e il mio disturbo si limita a questo aspetto, lasciando la parte teorica a chi ne sa di più).

Presupponendo tempi di risposta del sistema lunghissimi, nella maggior parte dei casi di PID classici, il calcolo si "imballa", andando in saturazione la parte integrale. Anche l'autotuning se non prevede queste situazioni estreme (infatti alcune function block hanno anche degli allarmi gestibili per la saturazione dell'integrale) può non offrire risposte soddisfacenti.

Il problema mi era stato prospettato, in equivalenza al controllo di cloro in grandi vasche volano degli acquedotti. La dosatura deve essere ben ponderata, perché i tempi di risposta, tra somministrazione e rilevazione possono indurre errori enormi.

La soluzione pratica a volte, fonde diverse soluzioni, a seconda di fasi di processo o stati di funzionamento, dato che si trae per esperienza o per progettazione il meglio da ogni funzione utilizzabile. Nella teoria, gli elementi teorici da tenere in considerazione, per rendere reale il modello, sono innumerevoli a meno che non si voglia eseguire una semplificazione.

Ma non poteva il professore darti una caldaia a tubi d'acqua (la preferisco alla tubi di fumo) con controllo di pressione/livello ? Scherzo !

Secondo me, se voleva valutare al meglio le funzionalità di un PID, avrebbe dovuto scegliere un sistema un po' più reattivo (non troppo magari) per darti la possibilità di simulare un po' tutte e tre azioni regolanti.

Fine del disturbo.

Ciao

[Livio Orsini]

Fine del disturbo.

ETR non è mai un disturbo il confronto di opinioni, altrimenti il forum a che servirebbe?

Quello che michiedo io è: ma i professori che ci fanno? Un insegnante degno di questo nome dovrebbe anche spiegare ed indirizzare, non limitarsi a dare un esercizio esparire. Purtroppo non è la prima volta che qualcuno scirve al forum affinchè faccia le veci del professore.

Tra l'altro poi l'autore è sparito.

[freddyrm]

No, non sono sparito

Adesso vi faccio ridere:

Dopo avere effettuato un tuning "approssimativo", considerando anche ciò che mi avete detto, ero riuscito ad avere dei parametri decenti, MA al momento di usare il blocco PID su logix500 non funzionava niente, l'output per qualunque input e impostazione potessi mettere era 0.

Dopo giorni di studio della documentazione, prove e nervi, ho scoperto che il blocco PID non è implementato nei processori simulati con emulate500.

Oggi sento il professore a proposito e la sua risposta è stata:

"non me lo aspettavo, vabè fate in un altro modo"

Da strozzarlo a mani nude.

Siete stati gentilissimi in ogni caso e quanto meno, ho imparato qualcosa.

Per ciò che riguarda i professori beh. Ho chiesto a voi perché quando ho chiesto a lui la sua risposta è stata: "e che non avete studiato i PID?" tra il dire e il fare... ci fai pure la figura dello scemo.

Modificato: 30 luglio 2014 da freddyrm

[Livio Orsini]

Poi magaris questi professori sono anche assunti a tempo indeterminato!

la scuola Italiana andrebbe rifondata a partire dagli insegnanti: una bella seleziene cacciando via incapaci e lavativi. Se lo facessimo veramente butteremmo fuori metà del personale docente che sta li a rubare i soldi dello stipendio ed a mortificare l'altra metà che lavora seriamente e con buona professionalità.

[del_user_155042]

la scuola Italiana andrebbe rifondata a partire dagli insegnanti

un mese fa ho iniziato un nuovo lavoro ,,

Qualche giorno fa è stato assunto anche un ragazzo di 21 anni , perito elettrotecnico .

Bene , non sa ancora come funziona un differenziale e come si coordina una protezione, e molto altro ancora ...non sa "lavorarci" con la legge di Ohm.

Io mi chiedo : ma come è possibile dare un titolo di perito elettrotecnico a una persona ignorante in materia..??

Questo un domani può firmare dichiarazioni di conformità . Un pericolo vivente .

Modificato: 2 agosto 2014 da bypass

[click0]

non sa ancora come funziona un differenziale e come si coordina una protezione

magari conveniva assumere un ingegnere...

[Livio Orsini]

magari conveniva assumere un ingegnere...

Non è poi una battuta di spirito.

Purtroppo un ingegnere laurea triennale di oggi, spesso ne sa meno di un diplomato della mia generazione.

Avrà qaulche cognizione teorica in più in matematica, ma sicuramente ne ha molte di meno di quelle specialistiche teorico-pratiche nella materia di specializzazione.

Poi molto dipende dall'individuo e dagli insegnanti che ha avuto.

Fortunatamente ci sono anche insegnanti validi e volonterosi, purtroppo la visibilità, come sempre, si concentra sugli incapaci e sui neghittosi

[ETR]

Chissà perché la cosa non mi sorprende e non per degradare nessun tipo di diploma, ma nelle scuole professionali è anche peggio ! Non esiste più la cognizione di FORMARE, esiste solo lo studente come entità che porta budget per la gestione scolastica annuale. Non si boccia più e se ci boccia si rischia l'intervento di giudici.

Ora non è dappertutto cosi, ma ormai il divario che separa le ns. generazioni e le attuali è forse più ampio di quello che c'era con i nostri papà, parlando in termini formativi.

E poi ci sorprendiamo di uno schettino che risponde "vabbuò" al "capitano i passeggeri stanno abbandonando le scialuppe" . Se facessi la proporzione tra la formazione di un comandante di una nave da "mila" persone, dove andremmo a finire ? Vabbuò ! Ma solo per questa affermazione andrebbe sanzionato (purtroppo ha fatto anche di peggio).

Comunque, aspettarsi di avere "materia umana" preparata penso che sia sempre più difficile. Anche a livello universitario manca e mancherà fino a che non si riformerà, l'integrazione con il tessuto produttivo, anche limitrofo, che può riversare esperienza e trarne beneficio (ps non la schiavizzazione dei dottorandi con le tesi pro bono che poi l'ateneo si fa remunerare come oro. Cosi siamo capaci tutti).

Come si diceva, la sola scelta del PID poteva essere qualcosa da rendere produttivo per la persona (motion magari, ma anche processo ma finalizzato a qualcosa di più concreto), magari proposto da una azienda. Come contro partita, avremo magari l'ingerenza di una casa piuttosto di un altra, come sponsorizzazione, ma almeno i ragazzi avranno visto qualcosa che funziona.

Scusate la divagazione, ciao a tutti.

Modificato: 4 agosto 2014 da ETR

[Livio Orsini]

...ma anche processo ma finalizzato a qualcosa di più concreto), magari proposto da una azienda.

Tra gli anni '80 - '90, lavoraravo come dirigente responsabile del servizio progettazione impianti di una media azienda a nord di Milano.

Ogni anno mi venivano proposti degli allievi di un corso di specializzazione post diploma tenuto dalla provincia di Varese, per uno stage di circa 6 mesi. L'azienda disponeva di una risorsa gratuita e la persona faceva esperienza pratica in un laboratorio di progettazione.

Ebbi la fortuna di entrare in contatto con bravi ragazzi, seri e ben preparati. Per uno al termine dello stage, essendoci un posto disponibile, si instaurò un contratto a tempo determinato.

Durante lo stage, l'insegnante che seguiva l'allievo verificava con l'allievo ed il responsabile del progetto sia i progressi dell'allievo sia la validità del lavoro. Insomma c'era una stretta collaborazione azienda-scuola per la formazione.

Che io sappia dopo qualche anno questa iniziativa provinciale ebbe termine, non ne conosco i motivi; a mio parere fu un'altra occasione persa.

Io che vivo a ridosso del confine Elvetico, vedo come operano loro per la formazione professionale dei giovani e mi vien da piangere facendo il raffronto con casa nostra.