Controllo temperatura con atr620 pixys

[Centolitri]

Buongiorno a tutti.

Chiedo aiuto per capire se c'è possibilità di poter programmare l'atr 620 come semplice controllore di temperatura a vari step.

Attualmente svolge un controllo pid su una resistenza che scalda un tino di ammostamento , con singola sonda pt100.

Questo ammostamento abbisogna di vari step di lavoro a diverse temperature a salire fino ad una temperatura finale di circa 78 gradi.

Per esempio, dobbiamo portare l'impasto a 60 C e farlo stazionare per 40 minuti, passati i quali , salire a 70 C e pausa per 20 minuti......ecc.

Non avendo necessità di un set point perfetto e sapendo empiricamente che nei vari step l'inerzia termica a salire è di circa due gradi, vorrei togliere la regolazione  pid che risulta precisa ma lenta nel processo e impostare semplicemente i vari step con due gradi di soglia in meno riducendo notevolmente i tempi di lavorazione che nel mio caso , sono concatenati.

Grazie mille .

Mauri.

[Livio Orsini]

Non cedo proprio sia possibile senza intrvenire a livello di firmware.

[Blackice]

15 ore fa, Livio Orsini scrisse:

Non cedo proprio sia possibile senza intrvenire a livello di firmware

Scusa Livio ma devo contraddirti,il regolatore in questione riesce ad eseguire 15 cicli di step con firmware originale,come chiede Centolitri.

Riguardo alla programmazione/configurazione Centolitri dovrà leggersi bene il manuale dell'apparecchio ->https://www.google.it/url?sa=t&rct=j&q=&esrc=s&source=web&cd=2&cad=rja&uact=8&ved=0ahUKEwjQ8YiRpp3ZAhWDcRQKHd3aDBoQFgg2MAE&url=https%3A%2F%2Fwww.pixsys.net%2Fdownloads%2F2300.10.025_RevD.pdf&usg=AOvVaw1cNAlDo1OnI5Z-_-LoqCHi

[Livio Orsini]

3 minuti fa, Blackice scrisse:

Scusa Livio ma devo contraddirti,il regolatore in questione riesce ad eseguire 15 cicli di step con firmware originale,

 

ma lui vorrebbe eliminare il controllo PID

16 ore fa, Centolitri scrisse:

vorrei togliere la regolazione  pid

 

Questo non credo che si possa fare senza entrare nel FW

[Blackice]

11 minuti fa, Livio Orsini scrisse:

ma lui vorrebbe eliminare il controllo PID

Non capisco perchè togliere del tutto la regolazione P.I.D.in quanto lo strumento permette eseguire un mix di entrambi rispetto alla temperatura impostata/letta.

Confermo che a pag.33 del manuale sopra,il parametro P-28 descrive come poter escludere la funzione P.I.D. e passare in semplice ON/OFF.

[Livio Orsini]

35 minuti fa, Blackice scrisse:

Non capisco perchè togliere del tutto la regolazione P.I.D.in quanto lo strumento permette eseguire un mix di entrambi rispetto alla temperatura impostata/letta.

 

perchè dice che è troppo lenta.

 

io invece non capisco il senso di avere un  regolatore pid e poi dare la possibilità di escludere il regolatore e lavorare come semplice termostato on-off; tanto vale acquistare direttamente un dispositvo più semplice (e meno costoso)

[eliop]

Ho usato una volta questo regolatore ,e si può usare sia in p.i.d.che in on/off.

[Centolitri]

Grazie ragazzi,i per le delucidazioni.

Proverò a rivedere i parametri dal manuale...in effetti il parametro 28  permette di stabilire una soglia sotto la quale lo strumento lavora in in/off.... farò Delle prove.

Rispondendo a Livio Orsini, ha perfettamente ragione , basterebbe un semplice termostato programmatore ma questo strumento è a bordo della macchina che ho acquistato  tempo fa!!

Il principio di progettazione è giusto poiché si vuole fare degli step di temperatura controllati , soltanto che io concateno cotte (a proposito,parliamo di birra!)  consecutive!!

Finito l'ammostamento della prima cotta, trasferisco al tino filtrazione e ricarico il secondo ciclo!

Così facendo ,pur avendo una macchina di piccole dimensioni , posso sfruttarla al meglio e poiché faccio 4 cotte, se risparmio 30 minuti a cotta, sono due ore in meno di lavoro che alle 22 di sera fanno la differenza.

Ora , magari regolando meglio i parametri in pid , forse si potrebbero avere gli  stessi tempi !!!? Penso di no!

Grazie per la collaborazione.

 

[Livio Orsini]

1 ora fa, Centolitri scrisse:

Ora , magari regolando meglio i parametri in pid , forse si potrebbero avere gli  stessi tempi !!!? Penso di no!

 

Si è possibile.

[Sandro Calligaro]

EDIT: Scusate, ho risposto convinto di aver già ricaricato la pagina, invece mi stavo perdendo almeno 3-4 post!

In ogni caso, mi pare che ci sia consenso sul fatto che mantenere il PID sia cosa buona e giusta...

 

Aggiungo che, se si potessero impostare al volo (tramite PLC, ad es.), i vari parametri del regolatore di temperatura, allora lo si potrebbe adattare alle varie condizioni di funzionamento... Non dovrebbe essere complicato, per un sistema termico.

 

 

il 10/2/2018 at 16:12 , Centolitri scrisse:

sapendo empiricamente che nei vari step l'inerzia termica a salire è di circa due gradi

Non capisco se Centolitri abbia le idee chiare...

 

Mi pare di capire che voglia fare un controllo open-loop.

Se ci fosse la possibilità di aggiungere un feedforward (intendo, se è previsto), si potrebbero anche mettere i guadagni a zero, o a valori molto bassi.

La stessa cosa si potrebbe ottenere impostando un guadagno puramente proporzionale, e poi andando ad alterare il setpoint, calcolandolo come misura + uscita_OL/Kp (dove uscita_OL è il valore desiderato per l'uscita del "regolatore").

 

Credo però che sia una strada sbagliata in linea di principio, e che alla lunga porterà alla necessità di continui aggiustamenti (basta pensare all'effetto della temperatura esterna o, peggio ancora, del materiale in entrata).

Siamo sicuri che, con dei guadagni opportuni, non si possa ottenere un comportamento sufficientemente veloce, con meno complicazioni e mantenendo allo stesso tempo la precisione a regime?

 

 

 

 

 

[Centolitri]

Salve ragazzi, dopo tanti tentativi ,sono giunto alla conclusione che è meglio ottimizzare con il controllo Pid.

Lo strumento è dotato di auto tune ma secondo il costruttore è un modello vecchio l'atr 620 e per il mio caso non auto regola i parametri pid , in modo ottimale.

Più performante sarebbe l'atr 621...

Mi si dice che potrei procedere manualmente alla programmazione dei parametri!!!!....la vedo dura per le mie scarse competenze!!

C'è qualche volontario che può aiutarmi in questo?...per esempio da dove cominciare?!...

Saluti

 

 

 

 

[Sandro Calligaro]

Provo a dire cosa farei io, per cercare dei valori di partenza, evitando ore o giorni di prove.

 

Ipotesi 1: si riesce a visualizzare l'andamento della temperatura e della variabile in uscita al regolatore.

 

Ipotesi 2: si riesce in qualche modo ad imporre l'uscita del regolatore, magari solo per un certo tempo (dopo dirò come si potrebbe fare).

 

Ipotesi 3: l'uscita del regolatore di temperatura è la percentuale del valore massimo della potenza riscaldante applicata al momento.

 

 

La prova che farei consiste in due passi, di cui il primo, che serve a rilevare l'inerzia termica (in realtà un parametro proporzionale all'inerzia), è il più importante.

- Si parte da una condizione di "riposo", in cui il sistema da scaldare è a temperatura ambiente.

- Si avvia il regolatore con uscita fissa, ad un valore alto, che faccia aumentare la temperatura velocemente (ad esempio il 100% della potenza massima). Per ottenere questo comportamento, si potrebbe provare ad impostare un guadagno proporzionale molto alto (ad esempio il valore massimo possibile, con integrale e derivativo nulli),  ed imporre un setpoint di temperatura alto. L'uscita dovrebbe andare subito al limite superiore, e rimanerci per parecchio tempo.

- Appena possibile, si legge la temperatura, in particolare la "pendenza" con la quale la temperatura sale, cioè quanti °C/secondo, e ovviamente il valore dell'uscita del regolatore (potenza %).

- Prima che la temperatura arrivi a valori troppo alti, si spegne il regolatore (o si imposta un setpoint basso).

 

Si può impostare il guadagno proporzionale come:

Kp = 2·pi·B · P_%test1/pendenza_temperatura

dove B è la banda passante desiderata, che non dovrà essere troppo alta (massimo 1 Hz, ma direi anche 0.1 Hz o meno), e P_%test1  è il valore dell'uscita del regolatore mentre si misurava la "velocità di salita" della temperatura.

Potrebbe essere che il valore percentuale corrisponda in realtà, nel regolatore, ad una frazione (ad es. 10% corrisponde a 0.1).

Per non rischiare, conviene considerare prima il valore come proporzione (quindi 0.1 se si è letto 10%), e solo dopo, se la risposta è troppo lenta (100 volte tanto!), usare il valore della percentuale.

 

La seconda prova serve a determinare la "resistenza termica" rispetto all'ambiente.

Si può agire in due modi:

- Si imposta il guadagno proporzionale come scritto sopra, si impone un setpoint di temepratura a metà strada e si aspetta che la temperatura arrivi a regime. A quel punto si misura la temperatura controllata, il valore dell'uscita del regolatore (potenza in %) e la temperatura ambiente.

- Altrimenti si fa in modo che l'uscita rimanga ad un valore fisso (tramite la limitazione, come sopra), con limite di potenza a piuttosto basso. SI aspetta che al temperatura si stabilizzi, poi si leggono temperatura controllata, uscita del regolatore e temperatura ambiente.

 

Si può impostare il guadagno integrale come:

Ki = 2·pi·B · P_%test2/(Temperatura_finale_test - Temperatura_ambiente)

dove B è sempre la banda passante desiderata.

Stessa considerazione di sopra su percentuale vs. proporzione.

 

Se si vuole evitare la seconda prova, si può stimare quale sia la costante di tempo del sistema, in base a quanto tempo la temperatura ci mette a salire.

Basta l'ordine di grandezza, ad esempio 10s, 60s, 600s...

Facciamo conto che metà di questo tempo corrisponda alla costante di tempo tau del sistema termico.

A questo punto, un valore di partenza per il guadagno integrale potrebbe essere:

Ki = Kp/tau

o un po' di meno (la metà, ad esempio).

 

 

Troppo complicato? Allora l'ho solo spiegato male io

 

PS: questa cosa non l'ho provata mai su un sistema del genere, ma su sistemi analoghi (del primo ordine, ma ad esempio elettrici), sì.

[Centolitri]

Grazie Sandro per la tua disponibilità,

Sono riuscito a seguirti per un pezzo del tuo ragionamento...e ti dico che io conosco i valori di salita della temperatura per averli sperimentati direttamente!

Premesso che l'uscita di comando è del tipo tutto o niente (100% -0) , appena le resistenze sono in tensione , trascorsi 4,2 minuti la temperatura si innalza di un grado; dopo 2, 5 minuti, sale di un grado ancora; dopo 1,95 minuti sale ancora di un grado; dopo 1'84 sale di un grado ;dopo 1,41 minuti di un grado ancora dopodiché il parametro di salita rimane  pressoché costante ..

Mi perdo sulla banda passante desiderata in Hertz!!

Sul manuale i parametri che trovo per il pid sono : banda proporzionale (espressa in gradi Celsius sul set point )\ tempo integrale in secondi \ tempo derivativo in secondi... c'è anche un parametro di isteresi in on\off!!

Allego un link del manuale ...non capisco come tradurre il guadagno proporzionale con la banda proporzionale in gradi Celsius!!...

Grazie per il momento.

 

 

https://www.google.it/url?sa=t&rct=j&q=&esrc=s&source=web&cd=2&cad=rja&uact=8&ved=0ahUKEwjQ8YiRpp3ZAhWDcRQKHd3aDBoQFgg2MAE&url=https%3A%2F%2Fwww.pixsys.net%2Fdownloads%2F2300.10.025_RevD.pdf&usg=AOvVaw1cNAlDo1OnI5Z-_-LoqCHi

 

 

 

[Sandro Calligaro]

Non ho ben capito come faccia il regolatore a funzionare con un'uscita che può essere solo 0 o 100%, immagino che ci sia una modulazione tipo PWM...

Dovrei leggermi anch'io il manuale, ma credo di non averne il tempo...

 

La banda di una regolazione è, in parole molto povere, la frequenza massima che il regolatore riesce ad inseguire.

La puoi vedere come la velocità con la quale il tuo sistema riesce a raggiungere il setpoint.

 

Approssimando il sistema al primo ordine, si ha che, in risposta ad un gradino (ad esempio setpoint che cambia da temperatura ambiente a 70°, il tempo di salita della temperatura dal 10% al 90% dell'escursione del setpoint è uguale a 0.35/B (B è sempre la famosa banda, in Hz). Quindi più aumenta la banda, più diminuisce il tempo di salita, compatibilmente con i limiti fisici dell'attuatore, cioè la massima potenza termica che può erogare.

[Centolitri]

Grazie Sandro,

Quando dico tutto o niente, intendo che l'uscita attiva un contattore che chiude sulle resistenze  erogando la massima corrente .... è chiaro che la modulazione è determinata dal numero degli impulsi che il regolatore invia al contattore in funzione del tempo e la durata dell'impulso stesso , nonché il tempo di pausa tra i vari impulsi.

Il regolatore, quando fissiamo un set point  dovrebbe chiudere il contattore Delle resistenze in modo di continuo e quando inizia ad avvicinarsi al valore fissato di temperatura, invia tensione al contattore ad intervalli diversi così da avvicinarsi il più possibile al traguardo.

Io penso  sia più semplice adottare un PLC ! Per questo funzione tanto più che non serve un set point proprio millimetrico.....

Farò comunque Delle prove secondo le tue nozioni e ti farò sapere.....

Grazie infinite 

Maurizio

 

 

 

https://www.google.it/url?sa=t&rct=j&q=&esrc=s&source=web&cd=2&cad=rja&uact=8&ved=0ahUKEwjQ8YiRpp3ZAhWDcRQKHd3aDBoQFgg2MAE&url=https%3A%2F%2Fwww.pixsys.net%2Fdownloads%2F2300.10.025_RevD.pdf&usg=AOvVaw1cNAlDo1OnI5Z-_-LoqCHi

 

 

 

[Sandro Calligaro]

Se è così, sarà difficile capire la logica con la quale è realizzato il regolatore, e quindi anche come impostare i guadagni...

[Livio Orsini]

Usano un regolatore di tipo PID.

Invece di dare un'uscita analogica o un numero che è il frutto delle componenti del regolatore, si varia la percentuale di on sul tempo totale.

Ad esempio se assumi come 100% ==> 10" un tempo di on 0.1" equivale ad un duty cycle pari allo 1%.

E' una PWM con freqeunza di base molto lenta.

[Sandro Calligaro]

Grazie Livio, è quello che immaginavo.

 

Se il valore del duty-cycle è accessibile (intendo leggibile dall'utente), allora si può fare quello che dicevo.

Una volta trovato un valore opportuno per il proporzionale, il resto viene abbastanza facilmente, secondo me.

 

Determinare i guadagni completamente con prove empiriche "trial-and-error" potrebbe invece essere piuttosto lungo, specie se il sistema termico ha costanti di tempo lunghe (cioè è "lento").

Non significa che non si possa procedere in quel modo, partendo da guadagni bassi.

[ETR]

Ciao a tutti, potremmo partire a regolare con la classica terna presente su tutti i regolatori da anni, Pb 5%, Tn 5 min , Td 1 min e con tempo di ciclo a 1 minuto. Mi son sempre chiesto se Ero, Ascon e Eurotherm avessero qualcuno in comune che anni prima avesse deciso questa terna. A parte le battute e considerando giustamente l'osservazione di Sandro 

il 15/2/2018 at 15:15 , Sandro Calligaro scrisse:

specie se il sistema termico ha costanti di tempo lunghe (cioè è "lento").

quanto mi insegnarono in maniera spiccia i primi anni, era di raddoppiare o dimezzare i parametri (uno alla volta ovviamente) e verificarne poi l'effetto. Partiamo con la banda (dimezziamo) e poi con l'integrale. La derivata in questo caso seguirà la regoletta del 1/5 dell'integrale. Attenzione al comando dell'uscita di riscaldo, perché se a rele e non elettronica, potrebbe andare in crisi con cicli di comando On troppo bassi (infatti non scenderei sotto il minuto per non avere tempi di commutazione troppo brevi con un rele).

 

Metodo assolutamente grezzo ed empirico, ma per i primi ritocchi sufficiente a farsi un idea dell'andamento. 

 

Buona giornata, Ennio

[Sandro Calligaro]

Ognuno ha il suo approccio, ovviamente, e certamente il tuo è più pratico.

Io non ho mai tarato un regolatore termico, ma sono ragionevolmente sicuro che ci sia un polo dominante, per quello ho proposto quel tipo di misura.

 

22 ore fa, ETR scrisse:

Ciao a tutti, potremmo partire a regolare con la classica terna presente su tutti i regolatori da anni, Pb 5%, Tn 5 min , Td 1 min e con tempo di ciclo a 1 minuto. Mi son sempre chiesto se Ero, Ascon e Eurotherm avessero qualcuno in comune che anni prima avesse deciso questa terna.

I valori di default potrebbero esserseli copiati (come pure l'algoritmo di auto-tuning), ma ci ptrebbe essere anche dell'altro.

In un'altra discussione qui su plcforum, su un sistema di condizionamento aria abbastanza complesso (con vari scambiatori ecc), era venuta fuori questa cosa dei valori di default che funzionano quasi sempre (in quel caso il controllo era Siemens).

 

Ci avevo ragionato su, e penso che ci siano, in quel caso, delle ragioni precise per cui certi set di guadagni funzionano, legate alle "regole" con cui vengono solitamente dimensionati gli impianti. Mi immagino infatti che i tempi di risposta desiderati per quel tipo di sistemi siano sempre dello stesso ordine di grandezza (ad esempio alcune ore). Avere tempi di risposta simili implica avere un rapporto simile tra potenza ed inerzia termica.

Siccome gli "attuatori" lavorano per quasi tutto il transitorio al 100%, e siccome l'uscita del regolatore è in percentuale della potenza nominale, i valori "buoni" per il gradagno proporzionale sono praticamente sempre uguali, mentre quello integrale sarà calcolato tenendo conto di una costante di tempo ragionevole.

 

Magari mi sbaglio, ma forse questo spiega in parte le cose.

[Livio Orsini]

2 ore fa, Sandro Calligaro scrisse:

Magari mi sbaglio, ma forse questo spiega in parte le cose.

 

No non ti sbagli.

In effetti, in genere, questi controlli di temperatura anche se non ben ottimizzati funzionano sempre decentemente.

 

L'approccio canonico di taratura: integrale e derivativo esclusi, incremento del guadagno proporzionale sino ad inizio oscillazioni, poi inserimento di integrale dimoinuendo il tempo sino al comparire dell'instabilità, difficilmente viene usato proprio per i lunghi tepi di reazione del sistema.

Solitamente si va con i valori standrad, o tramandati da colleghi; evetualmente se il sistema ha qualche sovraeleongazione di troppo o è troppo lento si apportano correzioni grossolane.

Niente a che vedere con i fini aggiunstaggi di un anello di velocità o di posizione.

 

Teoricamente si potrebbe procedere con l'approccio "da scrivania" se si conoscessero abbastanza bene i parametri di processo, cosa veramente non facile da ottenere.

 

Con l'avvento dei regolatori con autotaratura, ci si affida all'automatismo e, al 99.9%, va bene.

 

Sono interessanti certi regolatori basati sulla Fuzzy logic, che nel campo della termoregoalzione dei controlli di immagine (autofocus, autodiaframma, etc.) danno prestazioni veramente notevoli.