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PLC Forum


regolazione PID


mauroalberto

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Ciao a tutti.

Avrei bisogno di un consiglio per quanto segue.

Devo regolare il livello di una piccola cistena utilizzando un sensore ad ultrasuoni con uscita analogia per rilevare il livello ed una pompa sotto inverter per portare l'acqua nel serbatoio di cui voglio mantenere un livello costante. A monte del mio sebatoio esiste un sistema di prelievo che lavora in base alle neccessità dell'impianto.

A rendere difficoltosa questa regolazione è la distanza tra il serbatoio e la pompa. Gli effetti della mia regolazione si vedono in ritardo e quindi si creano dei consistenti perndolamenti della regolazione.

Stò utilizzando un plc siemens S7 400. So che la siemens mette a disposizione degli esempi di regolazione PID ma non li ho mai provati. Secondo voi conviene intraprendere questa strada o esiste una altenativa efficace per risolvere questo problema. Se mi consigliate i blocchi siemens mi potete indicare quali sono i più adatti a questo scopo.

Speranzoso per una risposta Vi ringrazio anticipatamente.

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Con un PID non risolvi il tuo problema. L'unica soluzione che ti eviti pendolamenti è conoscere il volume di liquido contenuto dalla condotta tra cisterna e pompa. Questa quantità andrà sommata al livello della cisterna. Poi fai la regolazione che più si adatta al tuo sistema. Secondo la mia esperienza sarebbe sufficiente una regoalzione proporzionale.

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Grazie Livio per la tua risposta ma tengo a precisare che la velocità con cui l'acqua viene prelevata dal serbatoio e la portata della pompa che la porta possono cambiare modificando così la dinamicità del sistema. Avevo pensato di utilizzare una regolazione PID sperando che dopo ancuni pendolarismi iniziali potesse addattarsi al meglio alle varie situazione di esercizio.

Saluti

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Usi il serbatoio solo come vaso di sconnessione ed il prelievo è solo sulla adduzione ? (non ci sono perlievi che dipartono dalla vasca).

Prova a fare una regolazione direttamente sulla pressione..

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La portata della pompa di adduzzione la conosci perchè regoli tu la velocità della pompa, pertanto puoi stimarla abbastanza bene. Il prelievo dal serbatoio può variare, dici, però puoi sapere con quale velocità si svuota perchè misuri il livello. Più che un PID dovresti fare un PD, con il D che è non è un anticipo sull'errore, ma un anticipo sulla reazione.

Una curiosità, parli di 400 perchè l'hai a disposizione per altri motivi? Perchè per questo controllo è sufficiente un 224.

Se dai un'occhiata al mio tutor potresti trovare qualche spunto per un regolatore di questo tipo.

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Se è la portata del liquido di adduzzione a influenzare negativamente il livello,ripetto a quella di prelievo,io farei un sistema in cascata tra due regolazioni pid,dove abbiamo una regolazione pid del livello del tank, la cui uscita regolante andrà a comandare il set point di una regolazione pid della portata dell'adduzzione,questi comanderà la velocità della pompa.

Questo comporta come vantaggio che una variazione di portata sarà corretta istantaneamentte prima che vada ad influenzare il livello,ciò aumenterà anche il tempo di risposta della regolazione di livello.

Di contro si ha una regolazione più complessa e un aggravio economico perchè dobbiamo utilizzare anche un sensore di portata.

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Mettere due regolatori in cascata, nel modo proposto, è andarsi a cercare grane!

Modificato: da Livio Orsini
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Stefano Sormanni

Su automazione di qualche mese fa (gennaio?) c'e' un articolo proprio sui sistemi con ritardo, i quali se non erro si possono controllare con i predittori di Schmith.....(vado a memoria....)

:blink:

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Stiamo parlando di un PLC, anche se potente, ma pur sempre di un PLC. Poi hai mai provato a fare una regoalzione basata su un predittore? Io si. Ti assicuro non è semplice ne facile. In effetti un sistema come quello oggetto della discussione avrebbe come regolatore ottimale un regoaltore basato su un modello predittivo, oppure un bel regoaltore FUZZY. Questo in linea teorica. In pratica si tratta di regolare un livello senza eccessive pendolazioni, vale la pena di complicarsi troppo la vita? Se leggi il mio tutor, nell'ultimo capitolo, faccio l'esempio della regoalzione del livello nel serbatioi dello sciacquone del water: si può regolare con il sitema classico rubinetto-galleggiante oppure con un regolatore basato su di modello predittivo e ne concludo che si continua ad usare il controllo galleggiante-rubinetto perchè i benefici non giustificano la spesa, mentre per riempire i serbatoi delle formula 1 le tecnica è molto più sofisticata perchè, in quel caso, la convenienza economica non è il parametro di riferimento, ma lo sono le prestazioni. Ecco questo è un caso in cui si può ottenre un buon risultato gia con un PLC classe s7-224.......

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Una configurazione di questo tipo forse potrebbe andare bene:

Una pompa + valvola di non ritorno e valvola di intercettazione alla fine della tubazione per mantenere la tubazione di mandata sempre piena.

Sensore analogico di livello 4-20mA collegato direttamente all'inverter e utilizzo del regolatore PID integrato nello stesso.Questo sistema l'ho visto funzionare abbastanza bene, considerato che il PID integrato nell'inverter non è proprio il massimo, avendo già a disposizione un PLC si potrebbe fare sicuramente meglio.

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Pietro Buttiglione

vediamo se sono riuscito a modificare l'avatar (che vo' di'??)

e faccio uscire il mio faccione su un articolo di livio...

Ne aprofitto del titolo del 3D per chieder a te, livio, sicuramente

piu' esperto di me su queste cose:

per un amico sul forum tu conosci una scheda

che faccia da "albero elettrico" tra due potenziometri, quindi

completamente analogica?? L'uscita di correzione sullo slave dovrebbe essere analogica.

attendo

grazie.

pietro

adesso vado a vedere se esce la foto! :D

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Gabriele Riva

Scusate il fuori tema, voglio solo rispondere a Pietro:

> l'avatar (che vo' di'??) bho! me lo sono sempre chiesto anch'io ;)

> complimenti x la foto B)

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Per Pietro: non conosco schede già fatte di quel tipo; comunque basterebbe una scheda ampli, come la "Ay" della SIEI ed un potenziometro per il rapporto. Cioè (non ti offendere per la spegazione) entri con il riferimento master( ocon la tachimetrica del master) disaccoppi con guadagno 1 o maggiore di 1 se è necessario avere rapporti in salita, alimenti il potenziometro del rapporto con 0-10v e invii il centrale del pot disaccoppiato come riferimento dello slave.

Quando eravamo più giovani c'erano le schede di refirimenti coordinati (analogici), ma ora è tutto numerico.

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Per Livio Orsini

In merito all'argomento dei regolatori in cascata proposto in precedenza,volevo chiederti se potevi spiegarti meglio su cosa intendi per andarsi a cercare grane.

Forse il sistema funziona solo in teoria e non in pratica ?in alcune regolazionil di livello l'ho visto applicato, solo che il regolatore slave regolava la portata di prelievo anzichè di adduzzione.

Ti ringrazio in anticipo per l'eventuale risposta

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Attenzione: la mia osservazione non significa che queste regolazioni non funzionano, anzi.

Se pensi che un qualsiasi azionamento ha almeno due regoaltori in cascata: il regolatore di corrente pilotato da quello di tensione. Se poi prendi in considerazione un regolatore in c.c deflussato ne hai addirittura quattro di anelli in cascata.

Il primo problema dei regolatori in cascata è che devi tenere le frequenze di taglio ben distanziate: in teoria dovrebbero stare in rapporto di 10; in altri termini se il regolatore interno taglia a 50 Hz, quello esterno dovrebbe tagliare a 5 Hz. In pratica, tarando bene i regolatori, si possono tenere i limiti anche più vicini: rapporto 1:5 p.e..

Oltre a questa piccola complicazione ci sono poi tutti i problemi legati al processo. Te ne cito uno abbastanza comune. Se pensi di usare l'uscita di un regoaltore per pilotare il secondo è evidente che un disturbo sul primo, se riportato all'uscita si riperquoterà anche sul secondo; ma se le due variabili controllate possono influenzarsi a vicenda, come in questo caso, un disturbo qualsiasi può innescare un fenomeno rigenerativo, fenomeno il cui smorzamento risulterà difficile, a meno di ridurre le risposte dei regoaltori a limiti inaccettabili. Attenzione per disturbo non intendo solo i disturbi elettrici anzi, basta che ci sia un aumento improvviso della portata o del prelievo ed il sistema può diventare instabile.

Ho detto può. Se il regolatore complessivo è ben progettato e ben ottimizzato, questo non succede. Il problema della progettazione è avere a disposizione tutti i dati necessari, cosa non sempre possibile. Nel mio tutor sulle regolazioni ho fatto un esempio di come si potrebbe controllare il livello di serbatoio tramite un regolatore basato su un modello matematico, contrapponendolo ad un regoaltore solo proporzionale. Prova a leggerlo ed a leggere le considerazioni. Lo trovi al capitolo 6 del tutor (sezione didattica).

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