Regolazione Pid Blocchetto Emerson. - riunite 2 discussioni

[frabrindisi]

ciao,

dovremmo regolare un PID che:

- in ingresso ha la portata di un olio (il processo che entra in un alto forno)

- come set point la temperatura del fluido desiderata

- come process value la temperatura corrente del fluido.

- l'uscita sarà l'out del pid che dovrà essere mandato ad una logica di controllo.

Conoscete la formula fisica da applicare in modo da poterlo settare con precisione?

Grazie,

Francesco

[Livio Orsini]

La taratura di un regoltoatore PID "da scrivania" è possibile a patto che si conoscano esattamente tutti i parametri di processo interessati. Anche in questo caso andrà poi ottimizzata manualmente.

Le equazioni per il calcolo dei parametri di guadagno, costante di tempo integrale e, eventualmente, costante di tempo derivativa sono quelle canoniche dei regolatori PID. Le trovi su qualsiasi testo di controllo e regolazione, oppure in rete. Le trovi anche nel mio tutorial sui regolatori; il tutorial lo trovi nella sezione didattica.

[frabrindisi]

Buongiorno,

cerchiamo di fare un blocco di logica per controllo per un altoforno:

-(USCITE DEL BLOCCO) Le variabili da manipolare sono 2 legate all'apertura delle valvole dei due fuel gas disponibili (gas naturale e olio) tramite due pid.

-(INGRESSO DEL BLOCCO) Tramite una termocoppia viene effettuata la misura della temperatura del processo in uscita dal forno. Questa costituisce il process value per un pid che ha come set point la temperatura desiderata ossia quella inserita dall'operatore.

A tale pid inoltre è inviata la misura della portata (non manipolabile) del processo in ingresso al forno.

Alla luce di ciò, come possiamo legare i vari elementi in modo tale da avere una regolazione precisa dei SP dei pid che comandano le valvole dei due fuel?

Vi ringraziamo in anticipo,

Francesco e Pierangelo

Se vi servono dei dati noi possiamo contribuire con quello che abbiamo da specifica.

[Livio Orsini]

1 - Hai aperto una seconda discussione sul medesimo argomento. Questo è vietato dal regolamento perchè crea dispersioni e confusione. Ora ho riunito le due discussioni. Leggi e rispetta smepre il rgolamento. Se hai dei dubbi su come operare leggi le FAQ.

2 - Veniamo al tuo problema.

Hai una variabile da controllare: la temperatura di uscita dal forno.

Hai alcune variabili che possono incidere su questo valore, due sono controllabili: le portate dei combustibili. Conosci anche il valore di un'altra variabile su cui non hai il controllo: la portata del materiale in ingresso del forno.

A mio parere questo non è un processo da controllare con un semplice regolatore PID.

Prima di tutto ci sono prolemi tecnologici, che io immagino ma che non conosco.

Secondariamente, dai miei ricordi, per ottenere buoni risultati da un simile controllo il problema va affrontato in modo diverso: modellizzando il processo e costruendo un regolatore un po' più "furbo".

[ETR]

Prima soluzione, regolazione di rapporto tra i due combustibili, la temperatura tascina il primo combustibile e la sua portata, trascina la seconda in rapporto (non capisco se ci sono gli elementi però...mi sembra che manchi quella del gas come portata)

Seconda soluzione, la temperatura trascina, tramite cam elettronica i due combustibili, a questo punto non mi interessa più la portata (per assurdo si intende, se si ha il valore di portata si ha sempre un riscontro sull'andamento dell'impianto).

Come approccio per una corretta analisi o è la valutazione degli organi di misura e attuatori presenti sull'impianto per determinare cosa è possibile realizzare con essi, oppure viceversa, ipotizzare la logica di controllo, per determinare cosa manca. Attenzione impuntarsi sulla logica di regolazione senza averne i mezzi per gestirla, accontentandosi di ciò che si ha, inserendo elaborazioni empiriche dei dati mancanti, porta nella maggior parte dei casi a regolazioni poco attendibili.

Scusate la divagazione.

Saluti

[frabrindisi]

Noi abbiamo realizzato questo:

Aspettiamo che la temperatura si stabilizzi per incrementare o decrementare (vedendo il segno dell'errore tra temperatura desiderata e quella corrente) l'apertura delle valvole dei due fuels.

Quali possono essere le problematiche?

[taratista]

ciao a tutti.

frabrindisi, non puoi fare una normalissima regolazione in cascata, dove la temperatura regola la o le portate ? stando alla tua prima domanda secondo mè ti basta questo.

luscita la mandi alla regolatrice e o a qualsiasi cosa d' altro che ti serva.

Concordo con Orsini, calcolare un pid su carta ne dubito che ci riesci troppi parametri da valutare. La carta è un conto, la pratica è un altra cosa, e di solito non si tiene conto dei problemi impiantistici.

buon appetito

[taratista]

ciao a tutti.

frabrindisi, non puoi fare una normalissima regolazione in cascata, dove la temperatura regola la o le portate ? stando alla tua prima domanda secondo mè ti basta questo.

luscita la mandi alla regolatrice e o a qualsiasi cosa d' altro che ti serva.

Concordo con Orsini, calcolare un pid su carta ne dubito che ci riesci troppi parametri da valutare. La carta è un conto, la pratica è un altra cosa, e di solito non si tiene conto dei problemi impiantistici.

buon appetito

[frabrindisi]

La tua idea l'avevamo già pensata e applicata. Ma su che base possiamo dare i set point per le valvole..è proprio quello il problema.

Graze per la collaborazione.

[taratista]

Ricapitoliamo, devi regolare una temperatura e per far si che questo avvenga si deve gestire l’ olio e il gas ( anche se all’ inizio avevi detto solo olio ) inoltre trovo una quarta variabile, il prodotto che entra nel forno. Quest’ultima la abbandoniamo per ora.

Ora ci ritroviamo con la TT a due FT giusto? Tu affermi che avete già provato a creare la cascata ma il problema è gestire ( regolare ) i due combustibili?. Ma ora mi domando una cosa, fino ad oggi il forno come ha funzionato, non credo che il sistema si gestisca a caso o a spanne avrete un’indicazione di quanto gas e olio servono per far sì che la TT sia a temp costante?

ETR giustamente afferma che ci sarà un rapporto tra olio e gas o mi sbaglio. Dovresti entrare di più nel dettaglio dando anche numeri, così tutti noi riusciamo a capire di più e magari giungere o avvicinarsi alla soluzione.

1 la temp. Rimane costante nel tempo? e a che temp.?

2 attualmente che portate hai dei due combustibili? O non hai dei misuratori o totalizzatori di portata ?

Ciao buona notte

[frabrindisi]

Grazie per la risposta,

Prima di tutto, il forno è in progettazione...non esiste e non funziona

Abbiamo la portata in ingresso del primo combustibile (GAS): 2300Kg/h max

Abbiamo la portata in ingresso del secondo cobustibile (OLIO): 1820Kg/h max (che devono passare attraverso pompe e filtri per la depurazione)

Entrambe sono controllabili tramite una valvola di regolazione e relativo pid (una per ogni fuel).

Il processo che entra nel forno abbiamo:

-150000 Kg/h a 120° Light Crude

-187000 Kg/h a 170° Heavy Crude

Non controllabile

In uscita abbiamo un TIC che legge la temperatura del processo tramite una termocoppia e che ha come SP la temperatura scelta dell'operatore. Oltretutto, sempre in tale PID, entra la portata del processo in ingresso (i numeri che vedete sopra).

Il forno ha 8 bruciatori.

Questo è quello che abbiamo, ora Vi chiediamo un consiglio su come gestirlo in modo opportuno: costruire una adeguata logica grossolana da affinare poi in campo.

Fino ad ora abbbiamo costruito una logica che leggendo l'errore di temperatura, apre o chiude le valvole a piccoli o grandi step (propozionale all'errore). Viene effettuato un nuovo incremento quando la temperatura rimane stabile (nè cresce nè diminuisce) e questo gioco viene ripetuto fino a quando si arriva alla temperatura richiesta.

Questa logica in teoria funziona ma ci sono delle problematiche che potete immaginare. Per tale motivo, chiediamo il Vostro aiuto per dare un Sp alle valvole il più preciso possibile senza procedere per step.

[taratista]

Buona sera a tutti

Ho visto solo ora la vostra risposta, caspita che dettaglio !!!!!!!!

Ora evo fare una precisazione, devi essere obiettivo, rileggi le tue prime domande. Nessuno può immaginarsi un impianto simile, non stai chiedendo una cosa banale.

Avendo due combustibili, liquido e gas, credo che li manderai separatamente ad ogni singolo bruciatore con tubature in parallelo in pratica due linee principali e poi si dirameranno verso i bruc.

Le mi due applicazioni simili a queste erano di due bruciatori a gas inoltre era introdotto con una seconda linea un secondo combustibile liquido.

La regolazione era in cascata dove il MASTER leggeva la TT principale la sua uscita erano i set point dei due regolatori di portata gas e liquido. L’uscita regolante del loop master è il set point del loop di regolazione slave o più slave. Nel momento che la temp era a set le portate erano stabili su dei valori pre calcolati e ottimizzati durante il processo. Ma tu devi già sapere quanto combustibili ti serve per mantenere la tua temp costante, se io diminuivo o fermavo la portata secondaria,( il liquido), automaticamente la temp diminuiva e il sep di portata gas aumentava per recuperare l’errore, ma se tu non lo sai almeno indicativamente prima non so come te la caverai.

Ciao buona notte

[Savino]

Il forno ha 8 bruciatori.

Dovresti specificare se il forno e' diviso in 8 zone, con 8 attuatori di regolazione, 1 per zona. Tipo di attuatore?

Quindi se ho capito bene tu dovresti regolare la temperatura del forno, regolando le portate dei combustibili in ingresso ??

Magari se riesci a dare una descrizione piu precisa del processo, avanzamento del prodotto, una descrizione di massima...

Modificato: 27 settembre 2008 da Savino

[taratista]

Ciao

Come dici tu Savino, sono perplesso per questi 8 sistemi con i combustibili liquidi e gas in più non conosciamo la temp. di set point. Penso che sia molto alta attorno i 1000 o magari di più. Altrimenti bisogna calcolare anche il calore del prodotto che entra coma vedi è di 120 e 170 °C

Ciao

FORZA VALENTINO E MASSA!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!

[frabrindisi]

Prima di tutto grazie per la disponibilità.

Dunque vi sono otto bruciatori indipendenti nella stesso forno. Ognuno con due tubature differenti per il gas e l'olio rispettivamente. I bruciatori sono accesi manualmente tramite dei pulsanti e lo stesso operatore sceglie il tipo di fuel.

(ANCHE QUI HO UN DUBBIO SU QUANTI BRUCIATORI DEVO ACCENDERE MINIMO)

A quanto sembra da qualche stralcio di specifica, la temperatura di uscita del processo dovrebbe essere in condizioni normali intorno ai 250 gradi. Mentre a 340 con il 40% di vaporizzazione.

Se ho ben capito da quanto mi avete detto in precedenza, dovrei porre il PID della temperatura come MASTER e il suo out lo devo utilizzare come SP per i PID slave delle due valvole che regolano la quantità di fuels?

PER SAVINO: hai centrato il problema!

PER TARATISTA: il forno dovrebbe funzionare in maniera similare al tuo solo che io non so quali dati e formule prendere per poter controllare il tutto.

[Savino]

PER SAVINO: hai centrato il problema!

Fammi capire una cosa.. i bruciatori hanno il suo propio box di accensione e controllo fiamma locale e individuale, giusto?

Questi sono dei briciatori che sono commandati da due elettrovalvole, la principale e quella di accensione (pilota). Questi hanno una tubatura per il gas ed anche quella per l'aria?

Poi l'olio sarebbe il "prodotto" che avanza ad un determinato tempo ciclo. .. 150000 Kg/h a 120° Light Crude e 187000 Kg/h a 170° Heavy Crude.

E' cosi o mi sono perso?

[frabrindisi]

Si i bruciatori hanno controllo fiamma locale e individuale.

C'è una elettovalvola a monte per il gas

C'è una elettovalvola a monte per l'olio.

Ogni tubo si divide su altri 8 tubi (uno per ogni bruciatore)-> quindi 8 tubi per il gas e 8 per il gas ognuno con una elettrovalvola + valvola ON-OFF.

Ogni bruciatore ha il proprio pilota alimentato a gas.

Ogni bruciatore ha il proprio attacco per il vapore (che vaporizza l'olio in ingresso).

Ora tutto il forno serve per riscaldare un altro olio (il processo) che sono il light crude e l'heavy crude (penso venga scelto dall'operatore ma a noi non interessa).

[Savino]

Allora questi sono dei bruciatori che possono utilizzare gas od olio vaporizzato... ma ci arriva anche la tubatura d'aria per ogni bruciatore?

Quale tipo di bruciatore ? Link

Cosa utilizzi come attuatore di regolazione?

Poi per regolare individualmente la lunghezza della fiamma, dove attua la regolazione ?

Ora tutto il forno serve per riscaldare un altro olio (il processo) che sono il light crude e l'heavy crude (penso venga scelto dall'operatore ma a noi non interessa).

Il prodotto e' un'altro olio.

Come avanza il prodotto nel forno, a ciclo continuo od intermittente...

Dove o come sono posizionate le termocoppie per ogni zona...

Presumo che sulla rampa gas hai uno zero governo in ingresso,filtro, elettrovalvola principale , pressostati di alta e bassa, regolazione in rapporto aria dal ventilatore principale?

[frabrindisi]

Allora,

Al bruciatore non arriva aria ma vapore (da non confondere con l'olio vaporizzato).

Come attuatore di regolazione utilizzo i PID che agiscono su delle valvole regolatrici su ogni singolo fuel.

Il ciclo è continuo.

Le termocoppie sono posizionate lungo i pass del forno e sul forno stesso.

Naturalmente su ogni linea vi sono i segnalatori di alta e bassa, e i blocchi per altissima e bassissima.

comunque la mia domanda è come fare per regolare questi PID..cioè li devo mettere in cascata?con quale principio?come faccio a dare un SP adeguato da poter affinare in campo?

Mi bastano degli input da parte Vostra che siete degli Esperti per poter procedere nel mio lavoro..

[taratista]

Buona sera

Bene, avete approfondito la discussione, in questi giorni ho interpellato dei miei ex colleghi ma non sono riuscito a trovare un’applicazione simile alla tua. Devo capire una cosa, il discorso del controllo del o dei bruciatori non ci vincola nella regolazione dei combustibili.

Ora facciamo il punto, abbiamo appurato che hai due linee principali, gas e olio, se tu applichi la regolazione che ti ho detto prima il sistema funziona!!. Le valvole possono essere sia motorizzate che modulanti a globo non è quello il problema e neanche il PID che ti ostini ad impuntarti, ma secondo me devi verificare due cose, la più importante è quanta portata ti serve dei due e se hai tenuto conto del calore indotto del prodotto in ingresso che è alto per i set di 250 o 340 °C

Mi spieghi questa frase " agiscono su delle valvole regolatrici su ogni singolo fuel." quante valvole hai ??

Il fatto che ti ostini sui PID, io partirei con dei parametri lentissimi così sei sicuro che il tuo sistema non ti sfugga dal controllo.

Ciao

[Savino]

comunque la mia domanda è come fare per regolare questi PID..cioè li devo mettere in cascata?con quale principio?come faccio a dare un SP adeguato da poter affinare in campo?

Come attuatore di regolazione utilizzo i PID che agiscono su delle valvole regolatrici su ogni singolo fuel.

Dunque, tu hai un forno diviso in 8 zone, quindi 8 bruciatori. Ogni zona ha la sua pulsantiera di comando di accensione e controllo della fiamma per il bruciatore. Ogni bruciatore a un attuatore di regolazione che agisce sulla alimentazione singola del fuel. Quindi gli attuatori sono queste valvole regolatrici e non il PID.

A te servono quindi 8 PID per pilotare le 8 valvole regolatrice di fuel, per ogni singola zona.

Allora:

8 PV : termocoppie od altro rilevatore di temperatura.

8 SP : selezionabile tra impostazione singola zona oppure globale (potreste avere la necessita di impostare diversi valori di SP sulle distinte zone, per riuscirne ad avere la temperatura desiderata in uscita, 120° - 170° )

8 OutVal: grandezze regolanti che agiscono sulle 8 valvole regolatrice di fuel.

Poi, immagino un tubo che attraversa le 8 zone del forno, portando il prodotto in modo continuo, ad una determinata velocita' di avanzamento. questo tubo ha una capacita di portata in Kg/sec.

150000 Kg/h a 120° Light Crude

187000 Kg/h a 170° Heavy Crude

Per il primo item, dovresti iniettare l'olio in modo di averne 41.6 Kg/sec in uscita a 120°. Quindi la velocita viene determinata dalla richiesta del valore di produzione kg/h, che sarebbe il SP per il PID che governa l'attuatore iniettore. Il PV sarebbe il feedback che misura la portata dell'olio in uscita.

Quindi tu fai passare l'olio ad una velocita di avanzamento determinata dai Kg/h desiderati in uscita, attraverso le otto zone del forno. Poi impostando i differenti valori di SP per ogni singola zona, fai in modo di ottenere i 120° in uscita, per il Light Crude e cosi via.

Forse il link tra il PID che fa la regolazione del avanzamento del prodotto e i 8 PID per la regolazione delle temperature non ci vuole ?

E' una ipotesi!

Modificato: 1 ottobre 2008 da Savino

[Savino]

Caso mai, la correlazione tra i due sistemi, sarebbe che una determinato valore di portata richiesta in uscita dal frono (SP Kg/h), corrisponde ad un determinato valore/valori di SP di temperatura in ingresso per le diverse zone.

Modificato: 1 ottobre 2008 da Savino

[frabrindisi]

Attenzione stiamo un pò sviando.

Vi allego il P&DI cosi ci capiamo in modo definitivo.

comunque non so come ringraziarvi. Ho frequentato vari forum ma questo è davvero di una professionalità unica.

QUI DI SEGUITO IL LINK

www.webalice.it/francescobrindisi/PDI.dwg E' un AUTOCAD

Ciao

Modificato: 1 ottobre 2008 da Livio Orsini

[taratista]

ciao a tutti

Ora sono in palla io, savino non ti seguo. Io seguendo il ragionamento penso che ci siano 8 o anche più bruciatori, ma se sono tutti in parallelo le valvole le inserisci sulle due linee principali.

Poi ogni bruciatore ha il suo controllo di presenza fiamma e il suo pilota ma per il resto, essendo in parallelo, le regolazioni le fai a monte di tutto sulle due linee principali.

Confermo questo perchè lo visto con solo due bruc. Rimango perplesso su un punto, 8 bruciatori per regolare a 250 o 340 °C saranno di piccola potenza????

Il link lo guardo questa sera

[taratista]

ciao a tutti

Ora sono in palla io, savino non ti seguo. Io seguendo il ragionamento penso che ci siano 8 o anche più bruciatori, ma se sono tutti in parallelo le valvole le inserisci sulle due linee principali.

Poi ogni bruciatore ha il suo controllo di presenza fiamma e il suo pilota ma per il resto, essendo in parallelo, le regolazioni le fai a monte di tutto sulle due linee principali.

Confermo questo perchè lo visto con solo due bruc. Rimango perplesso su un punto, 8 bruciatori per regolare a 250 o 340 °C saranno di piccola potenza????

Il link lo guardo questa sera