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> Regolatore Pid Per Generatore Di Vapore.
ferentarius
messaggio 22/07/2008, 11:12
Messaggio #1


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devo fare un progetto in cui regolo la temperatura di una massa fluida all'interno di un serbatoio.
questo serbatoio ha una camicia riscaldante (heating jacket) nella quale viene immesso del vapore.
il modello del serbatoio l'ho fatto, però ho un pò di problemi sul modello del generatore di vapore.
pensavo di fare un controllo in cascata nel quale l'anello esterno regola la temperatura del serbatoio, mentre l'anello interno regola la temperatura del vapore.
cosa ne dite?
però devo fare delle prove di simulazione quindi mi servono bilanci di massa e di energia del generatore di vapore (riguardo il serbatoio ho fatto tutto); non ho trovato molto materiale e sono un pò in difficoltà.

grazie e ciao.
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batta
messaggio 22/07/2008, 13:08
Messaggio #2


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Di solito quando si utilizza il vapore per riscaldare non si regola la temperatura del vapore. La temperatura del vapore (e quindi la pressione) dovrebbe essere mantenuta il più costante possibile ed è compito della caldaia.
Questo se il tuo problema è il riscaldamento del serbatoio.
Nel titolo però si legge: Regolatore Pid Per Generatore Di Vapore. Quindi sembra che il tuo problema non sia il riscaldamento del serbatoio ma la gestione del generatore di vapore.
Insomma, io proprio non ho capito la domanda.
Che ne diresti di riformularla in modo completo, senza paura di consumare la tastiera?
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ferentarius
messaggio 22/07/2008, 14:54
Messaggio #3


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hai ragione, ho sbagliato io.
il problema principale sta nel riscaldamento del serbatoio e del conseguente fluido al suo interno.
pensavo di andare ad agire sulla temperatura del vapore in uscita dal generatore di vapore per andare a scaldare a piacimento la camicia del serbatoio.
ma forse mi sbagliavo.
quindi nel generatore di vapore io cosa controllo? una volta definita la pressione, a seconda del combustibile che immetto, e quindi del calore che fornisco, non ottengo temperature diverse?
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batta
messaggio 22/07/2008, 18:28
Messaggio #4


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Ma devi gestire il generatore di vapore? Di solito sono macchine "chiuse", fornite funzionanti per poter produrre una certa quantità di vapore alla temperatura impostata. Non dovresti essere tu ad occuparti della gestione della quantità di combustibile da immettere. Tu devi solo "chiedere" il vapore che ti serve, ed il generatore di vapore dovrebbe autoregolarsi per cercare di mantenere la temperatura del vapore entro i limiti impostati. Ricorda anche che la gestione di un bruciatore non è limitata al dosaggio del combustibile, ma ci sono procedure ben precise da seguire.

Il riscaldamento del serbatoio viene gestito semplicemente modificando la quantità di vapore da mandare nella camicia. Per fare ciò, puoi agire in due maniere: con una valvola modulante, oppure modificando i tempi di apertura/chiusura di una valvola ON/OFF. Secondo me, tu devi usare un PID solo per questo compito, non per gestire il generatore di vapore.

Tieni presente, inoltre, che un generatore di vapore è una macchina fornita con tanto di certificazioni, e non puoi modificare la gestione del bruciatore a tuo piacere, se non a tuo esclusivo rischio e pericolo. Le conseguenze di una gestione errata di un generatore di vapore potrebbero essere catastrofiche.
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taratista
messaggio 22/07/2008, 20:38
Messaggio #5


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[size="5"][/size]Ciao, se ti posso aiutare t’indico una delle mie esperienze nella regolazione. Se non ti soddisfa posso elencarti altri esempi, sottolineo, ATTUALMENTE FUNZIONANTI !!! non teoria. Magari discutibili ma ti garantisco ottimi.

Dividiamo in due parti il sistema, la prima il generatore e il suo “”circuito”” il quale funziona a sé mantenendo temp e pres costanti, e la seconda il serbatoio incamiciato con il suo circuito.
Il generatore riscalda un fluido o miscela, d’acqua e glicole, così non ha problemi a portarlo a più di 100 °C, il quale mantiene il tutto a temperatura d’ess 120°C. costante nel tempo indipendentemente dei consumi.
La seconda parte consiste nel serbatoio incamic. e il suo circuito con pompa e valvola modulante a tre vie “ miscelatrice non deviatrice ”. Ora uniamo idraulicamente i due sistemi, e creamo il loop di regolazione, una sonda la installiamo internamente al serbatoio la seconda sulla mandata del circuito ( camic. serb. ) non tanto distante dalla TCV ( modulante ). Cosa succede ora, impostiamo una tem. sul regolatore ess. 60 °C se la TT di mand. segna più di 60 la tcv rimane chiusa e il circ. del reattore la mantiene perché ricircola su se stesso.
Se è minore, inizia a modulare, il loop con pid inizia a ragionare e per differenza di pressione preleviamo fluido dal circ. del generatore affinché si raggiunga la temp. desiderata in mand. a distanza di tempo la allineeremo con quell’interna internamente.
Il lato negativo è la lentezza nel raggiungere la temp. Interna desiderata.
Quello positivo è nella precisione nel mantenere quell’interna.
Spero di essermi spiegato, non ci riesco sempre, sembra complesso ma in realtà è semplicissimo. Puoi andare direttamente col circuito principale ma devi cambiare tipo di loop.

ciao buona serata

PS Batta cosa ne dici??
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batta
messaggio 22/07/2008, 21:18
Messaggio #6


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Servirsi di uno scambiatore vapore/acqua (o altro liquido) e poi usare l'acqua per riscaldare il serbatoio è un metodo normalmente usato, come normalmente usato è anche il sistema che utilizza direttamente il vapore.
Non è possibile assegnare all'uno o all'altro metodo il titolo di vincitore, perché tutto dipende dal tipo di impianto.

Rimane comunque il fatto che l'amico ferentarius si dovrà occupare solo di come utilizzare il vapore, non di come produrlo. Anche nel caso (solo per fare un esempio) dovesse costruire il generatore di vapore, il compito di questa macchina sarebbe comunque solo quello di produrre vapore alla temperatura più costante possibile. Per il riscaldamento del serbatoio si dovrà agire in modo da variare la quantità di vapore utilizzato, non la sua temperatura.
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Adelino Rossi
messaggio 22/07/2008, 21:35
Messaggio #7


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Per avere una idea precisa del discorso si dovrebbero definire alcuni parametri a monte.
Serbatoio di m3?
Agitatore presente?
Tipo di fluido contenuto?
Riscaldamento con flusso continuo o a batch?

Temperatura di mantenimento nel serbatoio?
Range di regolazione ammessa?
In base alla temperatura interna da mantenere, definizione del fluido riscaldante.
Quantitá del fluido riscaldante?
Temperatura del fluido di riscaldamento?
Fluido di raffreddamento nel caso di una valvola a tre vie per la doppia funziona riscalda raffredda.
Siccome e´ il fluido nel serbatoio che si deve regolare, la termosonda va inserita nel serbatoio.
Il pid, dovendo pilotare una valvola a tre vie deve avere una idonea funzione di regolazione, split range?
E qualche altra questione.

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ferentarius
messaggio 23/07/2008, 09:13
Messaggio #8


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grazie, siete stati tutti molto gentili.
vediamo di riassumere per vedere se ho capito bene.

il generatore di vapore io non lo tocco perchè non lo si può toccare. punto. una volta che definisco le sue proprità (temperatura e pressione di uscita) sono a posto.
ho una camicia su un serbatoio con all'interno un liquido da scaldare. in questa camicia (a seconda della temperatura richiesta per il liquido interno) entra il mio vapore attraverso una valvola modulante.
basta, sembra a posto cosi. ora un paio di domande.

---come gestisco il vapore all'interno della camicia? i mean, una volta entrato il vapore questo si condenserà ed uscirà dall'uscita della camicia. come faccio a calcolare il coefficiente di scambio termico che il vapore apporta?
---se usassi acqua calda al posto del vapore? il discorso dovrebbe essere lo stesso. probabilmente devo calcolare la diminuzione della temperatura dell'acqua riscaldante (es temperatura entrata camicia 150°C, temperatura di uscita 100°C o 50°C o simili) e il conseguente scambio termico con la parete del serbatoio. mi sembra un pò complicato.
le variabili in gioco quali sono? la portata dell'acqua (o del vapore), la temperatura dell'acqua all'interno della camicia che varia durante il suo percorso, poi? il livello di riempimento delle camicie non conta? credo di si (per calcolare l'area di contatto per lo scambio termico). ecco il fatto è che dovrei buttare giù delle equazioni per modellizzare questa fase di processo e mi sembra un pò complicato.

spero di essermi un minimo spiegato decentemente.


scusate, come si sarà capito non sono molto del settore. però è tutto molto interessante.
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ferentarius
messaggio 23/07/2008, 09:47
Messaggio #9


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CITAZIONE
Serbatoio di m3?

diciamo 5-10 m3

CITAZIONE
Agitatore presente?

si, ma credo irrilevante, lento, diciamo 1 m/s all'estremità.

CITAZIONE
Tipo di fluido contenuto?

acqua

CITAZIONE
Riscaldamento con flusso continuo o a batch?

batch

CITAZIONE
Temperatura di mantenimento nel serbatoio?

dai 30 agli 80 °C

CITAZIONE
Range di regolazione ammessa?

intendi la portata del fluido riscaldante? non lo so, la decidiamo noi.

CITAZIONE
In base alla temperatura interna da mantenere, definizione del fluido riscaldante.

questa la posso sciegliere io, diciamo acqua in stato liquido o gassoso

CITAZIONE
Quantitá del fluido riscaldante?

non lo so, lo progettiamo noi

CITAZIONE
Temperatura del fluido di riscaldamento?

idem come sopra, si fanno delle prove e si decide. diciamo sui 150°C, ma dipende se acqua liquida o vapore.

CITAZIONE
Fluido di raffreddamento nel caso di una valvola a tre vie per la doppia funziona riscalda raffredda.

ok, grazie a questa domanda ho capito perchè suggerivate la valvola a tre vie.
è necessario? solitamente in ambito industriale si usa? certo se non ci fosse un fluido refrigerante l'unico modo per togliere calore (nel caso per esempio si vada "oltre" la temperatura desiderata) sarebbero le perdite di calore del serbatoio. invece con questa opzione posso regolare la temperatura del fluido "più o meno riscaldante".
molto interessante la cosa, ma la devo modellizzare.
idea: controllo in cascata: in anello esterno la temperatura del fluido nel serbatoio e la regolazione della portata di fluido nella camicia; mentre in anello interno il generatore di vapore (o acqua calda liquida) e la regolazione della sua temperatura attraverso la valvola a tre vie (controllo split range).
che ne dite?


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taratista
messaggio 23/07/2008, 12:33
Messaggio #10


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Ciao la discussione stà diventando molto interessante

Spero di non creare confusione, mi sembra di aver capito che il suo problema è quello di riscaldare il fluido contenuto nel serbatoio. E’ vero, dipende dai volumi i miei sono di +-10 m3, e dal liquido da riscaldare, il fatto di non controllare con la tt interna è tuttora un risultato buono perché hai meno probabilità che ti inizi a variare nel tempo ( pendolazioni ).
La volta che ho utilizzato il fluido, o vapore diretto, regolando con la tt interna si è creato un delta t troppo elevato nonostante aver cercato impostazioni pid corrette e rampe con più set point il controllo non è mai stato costante. Allora in questo caso si è dovuti controllare la portata del fluido, col dovuto dimensionamento, attraverso una flangia tarata e in quel caso le cose sono andate meglio.
Oltre a quello si può inserire la tt creando un loop in cascata, cioè, la tt regola il set della portata. Attualmente funzionante, però rispetto al precedente esempio di più circuiti, questo è dedicato a un impiando a ciclo continuo non discontinuo.

Per la valvola a tre vie mi spiego subito, premetto, lo split range lo usavo quando utilizzavo due valvole distinte per il controllo di pressione nei serbatoi. Per questo tipo di regolazione il loop è composto dalla tt, il regolatore e l’ uscita 4-20 ma che và direttamente al posizionatore della valvola. Qando modula, lo stelo varia di posizione e mette in comunicazione le tre vie. Pensiamo la lettera T abbiamo tre punti, internamente abbiamo lo stelo che movendosi li mette in comunicazione tutti e tre o soltanto due quando serve il ricircolo.

Se usi acqua calda non puoi arrivare a 150°C allora devi usare una misciela, quella utlizzata da noi è acqua e glicole ad una tem. cost. simile a quella che indichi.
Mi sembra che parli di reattori, di solito utilizzati in stab. farmaceutici, se vai col vapore diretto occhio che la temperatura ti scappa se il volume di vapore è sovradimensionato


Ciao a tutti buona giornata
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ferentarius
messaggio 24/07/2008, 09:55
Messaggio #11


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scusate forse la stupida domanda ma...
che relazione c'è tra la corsa di una valvola (dove scorre del fluido riscaldante) e la temperatura del fluido a valle della valvola?
cerco di spiegarmi meglio.
parlando sempre di un controllo in cascata della temperatura di una massa interna ad un serbatoio batch, vedo che in molti progetti che trovo qua e la (rete o piu precisamente articoli) regolano (anello interno) la temperatura del fluido in ingresso alla camicia riscaldante attraverso la regolazione della sua valvola.
non capisco.
per esempio se avete 10 secondi date un occhio qua
http://virtual.cvut.cz/dynlabmodules/ihtml...rol/node90.html
esempio (a) in fondo alla pagina (il serbatoio non è batch ma non credo che conti troppo in questo caso)
o forse io traduco male lo schema, ma cosi ad occhio sembra proprio quello che dovrei fare io...
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ferentarius
messaggio 24/07/2008, 10:19
Messaggio #12


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HO CAPITO HO CAPITO.
la valvola in questione è una valvola a 3 vie di miscelazione!.
quindi...
controllo in cascata:
La temperatura del fluido interno al serbatoio da controllare Tm confrontata con il Tsetpoint; il regolatore principale (esterno) "trasduce" la richiesta di questa temperatura alla richiesta di una temperatura del fluido riscaldante. Il regolatore secondario (interno) prende questo valore e controlla la valvola di miscelazione (si potrebbe fare che il fluido riscaldante passa sempre al 100%, e quindi viene solo regolata l'immissione del fluido freddo); questo mi darà la temperatura del fluido entrante nella camicia e poi si andrà a calcolare il rispettivo valore di temperatura del fluido del serbatoio.

è corretto? spero di essermi spiegato decentemente.
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ferentarius
messaggio 24/07/2008, 16:28
Messaggio #13


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CITAZIONE
Il riscaldamento del serbatoio viene gestito semplicemente modificando la quantità di vapore da mandare nella camicia. Per fare ciò, puoi agire in due maniere: con una valvola modulante, oppure modificando i tempi di apertura/chiusura di una valvola ON/OFF. Secondo me, tu devi usare un PID solo per questo compito, non per gestire il generatore di vapore.


che dipendenza c'è tra la portata di vapore da mandare nella camicia e la temperatura della parete della camicia che scambierà calore con il liquido all'interno del serbatoio?
non riesco a capire questo.
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taratista
messaggio 24/07/2008, 20:17
Messaggio #14


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Abbandoniamo un attimo il discorso della tre vie. Vi spiego con un esempio la dipendenza tra portata e temperatura.

Avviso sono serio non scherzo, quando dobbiamo riscaldare l’ acqua della pasta, ripeto sono serio, accendiamo il fornello a manetta per far prima, così bolle subito. Se siamo in anticipo abbassiamo il fuoco, sostanzialmente cosa si fa; diminuiamo la portata di metano e la fiamma perde potenza.
Ora se inseriamo la sonda nell’ acqua il suo segnale va al primo regolatore l’ uscita entra nel secondo che va a controllare la portata. SE non avessimo il controllo della portata avremmo una situazione instabile con delta t elevati.
Leggendo i dati lui ha un fluido a 150 °C e deve riscaldare a tra i 30 e 80 °C, se non gli interessano errori elevati la portata non serve. Chi riscalda è un gas cioè vapore, a 150 °C sarà ad una pressione di almeno 6 –10 bar??
In rete ho trovato un’ esempio che potrebbe chiarire le idee ammesso che riesco a incollare il collegamento blink.gif blink.gif

http://seicosas.com/soluzioni.htm

buona serata a tutti Mauro

PS se riesco per domani sera vi porto l' esempio della valvola a tre vie, ma non sono sicuro. Altrimenti ci sentiamo dopo il 10 ago
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taratista
messaggio 24/07/2008, 20:19
Messaggio #15


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Mi dimenticavo!!! il nostro esempio è il seguente REGOLAZIONE IN CASCATA DI UNO SCAMBIATORE DI CALORE

Buona serata............
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ferentarius
messaggio 25/07/2008, 14:35
Messaggio #16


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grazie mille, siete molto gentili.
ho creato il mio sistema di controllo in cascata.
mi manca solo un passaggio che non ho ben capito.
come passo (in termini matematici) dalla portata del fluido in entrata alla camicia (ormai correttamente regolata) al calore che il fluido cede al liquido nel serbatoio?
il calore che cede dovrebbe essere W=G*Cp*(Tin-Tout)
con
W potenza di calore scambiata
G portata
Cp calore specifico fluido riscaldante
Tin temp entrata nella camicia
Tout temp di uscita

regolando G e avendo Tin costante, per ottenere W devo ricavare Tout.
come faccio? questo dipenderà dalla "fisicità" del serbatoio e della camicia, dall'area di contatto camicia/serbatoio, dal coefficiente di scambio termico, e poi?
quale è precisamente la sua dipendenza?
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taratista
messaggio 25/07/2008, 22:30
Messaggio #17


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Buona sera a tutti

Ora mi metti in difficoltà, no sono in grado di aiutarti, l' unica cosa che ti posso dire che se il reattore, da come lo descrivi credo che lo sia, dovresti informarti dal costruttore penso che almeno una parte dei dati te li dia lui.
Io mi limito per la strumentazione, regolazione e qualcosa per le normative relative ad esse, L' esempio dalla valvola a tre vie non ho fatto in tempo se lo vorrai ci sentiremo dopo il 10 agosto.
Per chiudere il discorso della cascata, volevo darti una dritta: Se dovrai riscaldare più reattori, diciamo 5, spero che non in stallerai 5 bruciatori !. Con uno crei il circuito principale, inserisci una modulante per creare un delta p sull' impianto regolata da un PDT ( trasmettitore di pressione differenziale ) tra la mandata e il ritorno di esso. Facendo cosi terrai il circuito principale ad una temp. più alta di tutti e ogniuno col sistema a cascata la sua temperatura dedicata.


Ciao a tutti buone ferie

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Gian Nicita
messaggio 18/03/2010, 08:36
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Attenzione Taratista, il sito:
http://seicosas.com/soluzioni.htm
mi viene segnalato da Avast contenente un cavallo di t****a.
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