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PLC Forum


Regolazione di due pompe in cascata


aude

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Buon giorno a tutti , sto avviando un sistema di regolazione tra una pompa master e una pompa slave
Premetto che le pompe sono pilotate da inverter nuovi ma sono pompe di 12 anni fa con un riduttore e variatore manuale.
La miscela composta dalle due pompe viene inviata ad una centrifuga. Mediamente se entro 15-20 sec il raporto tra i due fluidi inviati dalle pompe non è stabile ci sono dei problemi nel processo.
Tra le pompe e la centrifuga ci sono circa 12-14 mt di tubazione.

LA pompa master è regolata da un pid in portata , la pompa slave segue la pompa master tramite un rapporto fisso.
Il tutto funziona correttamente.
Adesso dispongo di un misuratore di portata sulla pompa slave e ho provato a gestire la pompa con un PID dedicato in portata dove il set point è il valore della portata della pompa master scalato.

Risultato scadente nei transitori con variazioni importanti
Non sono riuscito a rendere il PID della pompa slave sufficientemente veloce e stable per poter inseguire la pompa master senza mandare in crisi il processo.

CHiedo , secondo voi una regolazione cosi in cascata non è adeguata per questo tipo di impianto, oppure è un problema di migliorare il settaggio del PID?

Ho utilizzato i PID dell'S7-1510.

Grazie per eventuali consigli.

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47 minuti fa, aude scrisse:

CHiedo , secondo voi una regolazione cosi in cascata non è adeguata per questo tipo di impianto, oppure è un problema di migliorare il settaggio del PID?

Ho utilizzato i PID dell'S7-1510

 

Usando l'architettura master - slave lo slave segue il master con ritardi trascurabili, mentre usando un regolatore PID la banda passante del regolatore sarà molto minore.

La funzione di librerira PID siemens è una funzione "general pourpose" quindi non è ottimizzata per il tuo processo.

Si possono fare infinite variazioni architetturali su un regolatore PID per ottimizzarlo per l'applicazione.

Mettere 2 regolatori in cascata, inoltre, si rallenta ulteriormente perchè il rgolatore esterno, affinchè il sistema si astabile, dovrà avere una banda passante che è all'incirca un decimo di quello interno. Il regolatore interno deve essere il più veloce, poi man mano che si mettono in cascata regolatori i più esterni son sempre più lenti.

Classico è loschema di un posizionamento con motore elettrico: si hanno 3 anelli in cascata. Dall'interno verso l'esterno: corrente, velocità e posizione. Tra l'anello di corrente e quello di posizione ci sono quasi due ordini di grandezza di banda passante.

 

In conclusione io lascerei il master con regolazione PID e lo slave agganciato in anello aperto. Se non c'è e se l'inverter lo consente, chiudi l'anello di velocità con trasduttore di velocità (encoder o tachimentrica).

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Concordo con Livio, inoltre la pompa slave non dovrebbe partire secondo una soglia di velocità della pompa master? In pratica se la pompa master non ce la fa a mantenere la portata da setpoint in regolazione PID entro un dato tempo viene fatta partire anche la slave in anello aperto, una volta partita la slave la master continuerà a fare regolazione PID. Al contrario se con slave in funzione la master scende troppo di velocità può essere fermata la slave oppure calata la velocità in anello aperto a una velocità minore e la master continuerà a fare regolazione PID

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Sandro Calligaro

Scusate se mi intrometto da non esperto, ma come si fa a regolare indipendentemente la portata di un fluido in due punti della stessa tubazione?

La fisica dice che la portata è praticamente la stessa, perché il liquido è incomprimibile e la tubazione rigida.

 

La mia impressione è che in quel processo ci possa essere uno ed un solo regolatore di portata (c'è un solo "grado di libertà" in quel senso), semmai potrai regolare indipendentemente le due pressioni (differenze di pressione tra ingresso ed uscita di ciascuna pompa)...

 

Dove manca un "grado di libertà", tentando di regolare in anello chiuso i regolatori vanno in conflitto e si disturbano uno con l'altro.

Se sei di formazione elettrica/elettronica, un esempio può essere quello di due regolatori di tensione le cui uscite siano collegate assieme sul condensatore di uscita.

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3 ore fa, Sandro Calligaro scrisse:

Scusate se mi intrometto da non esperto, ma come si fa a regolare indipendentemente la portata di un fluido in due punti della stessa tubazione?

 

Sandro forse ti è sfuggito l'inizio della descrizione, invero piuttosto scarna ed un poco confusa, del processo.

 

23 ore fa, aude scrisse:

La miscela composta dalle due pompe viene inviata ad una centrifuga. Mediamente se entro 15-20 sec il raporto tra i due fluidi inviati dalle pompe non è stabile ci sono dei problemi nel processo.

 

Si tratta di 2 liquidi differenti che vengono miscelati. Il rapporto dei liquidi è stabilito dal rapporto di velocità delle 2 pompe. La prima pompa, o master, regola la sua velocità con un anello chiuso di portata. Il riferimento di velocità del master, suppongo, sia inviato debitamente rapportato alla pompa slave. In questo modo si avrà una portata costante dei due liquidi, con rapporto costante.

 

Aude ha scomposto questa regolazione in due anelli in cascata di portata.

Il primo è rimasto immutato; il riferimento di velocità del primo viene usato, debitamente scalato, come riferimento di portata del secondo, chiudendo poi l'anello tramite un misuratore di portata ed un regolatore PID. Il problema è che il secondo anello non riesce a seguire il primo.

 

Almeno questo è quanto ho capito io sul funzionamento descritto.

Tutte le considerazioni del mio messaggio sono basate su questo assunto.

 

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Sandro Calligaro

Scusate, è un po' che sono distratto, leggo troppo velocemente i post 😐

 

Quando hai impostato il secondo PID, hai lasciato invariato il primo?

Hai provato a "rallentare" il primo?

 

Mi pare di capire che, volendo sfruttare il funzionamento della configurazione precedente, ma senza sprecare l'informazione in più data dal secondo misuratore di pressione, si potrebbe usare il riferimento di velocità scalata col rapporto fisso come feed-forward, lasciando la regolazione fine al secondo PID.

In pratica, partendo dal sistema come era all'inizio (cioè la seconda pompa come slave, in anello aperto), nella seconda pompa si aggiunge al valore di velocità proveniente dal "master" l'uscita del PID che chiude il loop sulla seconda misura di portata. Si può partire da guadagni nulli sul secondo PID ed aumentare fino ad ottenere un comportamento soddisfacente.

Il ruolo del PID sulla seconda pompa sarebbe solo quello di migliorare la precisione.
Ho detto solo un'altra castroneria?😊

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il 28/8/2018 at 16:05 , aude scrisse:

Mediamente se entro 15-20 sec il raporto tra i due fluidi inviati dalle pompe non è stabile ci sono dei problemi nel processo.

Chi è che '' decide '' se stabile o non stabile , e come '' fa i conti '' ?

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2 ore fa, Sandro Calligaro scrisse:

è un po' che sono distratto, leggo troppo velocemente i post 😐

Io ho smesso di leggere una riga alla volta , sono tornato a leggere una parola alla volta :wallbash:

Spero di non dovere arrivare a leggere una lettera alla volta :worthy:

 

Un pochino deprimente , ma aiuta......:thumb_yello:

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12 ore fa, Sandro Calligaro scrisse:

Quando hai impostato il secondo PID, hai lasciato invariato il primo?

Hai provato a "rallentare" il primo?

 

Il fatto è che dopo l'apertura della discussione aude non si è più fatto vivo, quindi noi stiamo discutendo senza aver riscontri.

 

Io, per principio, prima di modificare un impianto funzionante mi chiedo: "Quali benefici psso ottenere? Quali contro indicazioni potrei avere?"

Questa sarebbe la prima domanda a cui aude dovrebbe dare una risposta.

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Buon giorno e scusate per il ritardo con cui mi faccio vivo , ma essendo impegnato nella campagna del pomodoro in 4 stablimenti il tempo è sempre poco.

 

il 29/8/2018 at 16:01 , Livio Orsini scrisse:

Si tratta di 2 liquidi differenti che vengono miscelati. Il rapporto dei liquidi è stabilito dal rapporto di velocità delle 2 pompe. La prima pompa, o master, regola la sua velocità con un anello chiuso di portata. Il riferimento di velocità del master, suppongo, sia inviato debitamente rapportato alla pompa slave. In questo modo si avrà una portata costante dei due liquidi, con rapporto costante.

 

Aude ha scomposto questa regolazione in due anelli in cascata di portata.

Il primo è rimasto immutato; il riferimento di velocità del primo viene usato, debitamente scalato, come riferimento di portata del secondo, chiudendo poi l'anello tramite un misuratore di portata ed un regolatore PID. Il problema è che il secondo anello non riesce a seguire il primo.

 

Almeno questo è quanto ho capito io sul funzionamento descritto.

Tutte le considerazioni del mio messaggio sono basate su questo assunto.

 

Mi scuso se la spiegazione non era sufficientemente chiara , ma Livio l'ha riassunta alla perfezione .

Quando dico che il processo non è stabile intendo che se non montengo il rapporto corretto dei due fluidi , la centrifuga non separa il solido dal liquido e quindi il processo non funziona.

Stiamo parlado di separazione dell'acqua dal fango (primo fluido) con l'aiuto di un additivo (secondo fluido)

 

Il mio intento era quello di far regolare in automatico il secondo anello di portata usando come riferimento la portata del primo anello , scalata in funzone di una relazione che dipende dal tipo di processo .

Questo eviterebbe che al variare nel tempo delle caratteristiche della pompa e/o del suo punto di lavoro la portata effettiva dell'additivo fosse sempre corretta per la portata del fango inviata alla centrifuga

Purtroppo non sono riuscito a rendere sufficientemente veloce il regolatore e non posso diminuire la velocità di regolazione del primo anello.

In questo caso , considerando che la campagna del pomodoro dura 40-60 gg e non ci si può permettere molte prove , la soluzione di usare la seconda pompa agganciata alla velotcità della prima opportunamente scalata è assolutamente soddisfacente.

Sono ormai 8gg in H24 che ho attivato il sistema e tutto funziona bene.

 

Grazie per tutte le vostre considerazioni e scusante ancora se ho tardato nel rispondere

 

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