Vai al contenuto
PLC Forum


Regolazione valvola proporzionale per riempimento


kevin_a

Messaggi consigliati

Ciao a tutti,

Avrei bisogno di un aiuto per regolare una valvola proporzionale (4-20mA) utilizzata per riempire con gas un serbatoio ad un livello di pressione desiderato (massimo 10 bar). La pressione iniziale del serbatoio può essere 0 barg oppure può già contenere del gas. Secondo la specifica, all'avvio, la valvola si deve aprire lentamente e poco prima che si raggiunga il setpoint deve essere quasi chiusa.

Link al commento
Condividi su altri siti


Per prima cosa ti serve un sensore di pressione che vada a leggere il valore nel serbatoio e un set point da impostare. 

 

Potresti fare la differenza tra il setpoint e il valore reale e in base all'errore comandi la valvola. Devi crearti una sorta di PID. 

Per la fase iniziale, se il valore di azionamento è molto grande, potresti mettere una rampa di apertura in modo che la valvola si apra gradualmente. 

 

 

Link al commento
Condividi su altri siti

47 minuti fa, marco1278 ha scritto:

Per prima cosa ti serve un sensore di pressione che vada a leggere il valore nel serbatoio e un set point da impostare. 

 

Potresti fare la differenza tra il setpoint e il valore reale e in base all'errore comandi la valvola. Devi crearti una sorta di PID. 

Per la fase iniziale, se il valore di azionamento è molto grande, potresti mettere una rampa di apertura in modo che la valvola si apra gradualmente. 

 

 

Ci sono due sensori di pressione: uno in ingresso e un altro sul serbatoio.

Considerando il range di lavoro come ( range = Setpoint  - P_iniziale), ho pensato di dividere la logica in tre parti:

Apro lentamente la valvola fino a quando raggiungo il 30% del range,

tra 30% e 70%range l'apertura della valvola rimane costante,

dopo il 70% del range inizio a chiudere la valvola lentamente.

Tuttavia mi sembra un po' troppo complicato...

 

 

Link al commento
Condividi su altri siti

Secondo me non è così complicata la cosa.

L'apertura della valvola deve essere sempre lenta, a prescindere da quanto il serbatoio sia pieno, quindi basta fare una rampa, tenendo conto di non sforare il set-point.

La chiusura la puoi gestire con un sistema proporzionale, tranne per l'ultimo gradino di chiusura dove puoi usare un'altra rampa.

 

 

Link al commento
Condividi su altri siti

Fai un regolatore PI che lavora sull'errore (valore di riferimento - valore attuale).

Tarando opportunamente il coefficiente Proporzionale ed integrale la rampa sarà naturale.

Link al commento
Condividi su altri siti

Il 5/6/2020 alle 07:33 , Livio Orsini ha scritto:

Tarando opportunamente il coefficiente Proporzionale ed integrale la rampa sarà naturale.

 

Se proprio Kevon, oltre all'indicazione di Livio, considera anche di mettere un limitatore al valore di uscita, limitando l'incremento al secondo.

 

Buona serata, Ennio

Link al commento
Condividi su altri siti

Buonasera,

Come suggerito da Livio, ho provato ad impostare un PI con setpoint uguale al valore di riferimento - valore attuale di pressione e aggiornare il valore di setpoint scan. Tuttavia, se la pressione iniziale del serbatoio (Piniziale) >  setpoint, la valvola non si apre.

Ho provato a impostare il setpoint del PI così: setpoint PI = Piniziale + (valore di riferimento - Piniziale)/2, ma devo ancora provarlo sul sistema.

 

 

 

Link al commento
Condividi su altri siti

9 minuti fa, kevin_a ha scritto:

(Piniziale) >  setpoint, la valvola non si apre

 

È corretto! Se imposti un setpoint di 5 ma il valore reale è 6, è normale che la valvola non apre. 

 

Tu hai anche bisogno di scaricare la pressione dal serbatoio?

Se è così ti serve un'altra valvola e devi far lavorare il PI anche con valori negativi. 

Link al commento
Condividi su altri siti

32 minuti fa, marco1278 ha scritto:

 

È corretto! Se imposti un setpoint di 5 ma il valore reale è 6, è normale che la valvola non apre. 

 

Tu hai anche bisogno di scaricare la pressione dal serbatoio?

Se è così ti serve un'altra valvola e devi far lavorare il PI anche con valori negativi. 

No

Link al commento
Condividi su altri siti

Sandro Calligaro
9 ore fa, kevin_a ha scritto:

ho provato ad impostare un PI con setpoint uguale al valore di riferimento - valore attuale di pressione e aggiornare il valore di setpoint scan

Per me (e, che io sappia, per tanti altri che fanno controlli 🙂), "valore di riferimento" e "setpoint" sono la stessa cosa, in lingue diverse. "Setpoint scan" non so cosa sia. 

Il segnale di ingresso al PI, a essere rigorosi, è l'errore = setpoint-feedback, quindi se tu avessi fatto come dici nella frase citata, avresti sottratto l'errore due volte...

Prova a spiegarti meglio.

 

Volevo chiederti, poi, se il serbatoio ha anche un'uscita di gas variabile, o se  è, ad esempio, una bombola che, una volta caricata, viene staccata per passare alla successiva.

La presenza o assenza di una uscita di gas fuori dal tuo controllo cambia il tipo di controllore che occorre, tra PI e proporzionale puro.

Link al commento
Condividi su altri siti

1 ora fa, Sandro Calligaro ha scritto:

Per me (e, che io sappia, per tanti altri che fanno controlli 🙂), "valore di riferimento" e "setpoint" sono la stessa cosa, in lingue diverse. "Setpoint scan" non so cosa sia. 

Il segnale di ingresso al PI, a essere rigorosi, è l'errore = setpoint-feedback, quindi se tu avessi fatto come dici nella frase citata, avresti sottratto l'errore due volte...

Prova a spiegarti meglio.

 

Volevo chiederti, poi, se il serbatoio ha anche un'uscita di gas variabile, o se  è, ad esempio, una bombola che, una volta caricata, viene staccata per passare alla successiva.

La presenza o assenza di una uscita di gas fuori dal tuo controllo cambia il tipo di controllore che occorre, tra PI e proporzionale puro.

Buongiorno,

Chiedo scusa per essermi spiegato male.

Il sistema deve riempire delle bombole con gas fino ad una certa pressione, e una volta finito, la bombola va rimossa. La bombola ha solo una valvola, tuttavia sul tubo che collega la macchina alla bombola ci possono essere delle perdite.

Come "valore di riferimento" intendevo il valore di pressione, impostabile da HMI, che deve raggiungere la bombola. (la pressione di riempimento)

Come "setpoint" (SP) intendevo il valore di ingresso alla FB del PI mediante la quale regola l'apertura della valvola proporzionale.

Nella logica di regolazione ho fatto in modo che se si PTout >= Pressione di riempimento, la valvola si chiude completamente.

Nella primissima prova che ho fatto ho impostato il SP del PI = Pressione di riempimento, PV = Valore del sensore di pressione in uscita (PTout). Così la valvola continua ad aprirsi e poco prima di raggiungere la pressione di riempimento, la valvola raggiunge la sua massima apertura, ma il ritardo dovuto alla chiusura della valvola è così elevato che ha riempito la bombola più del dovuto.

Nella seconda prova, seguendo l'indicazione di Livio (molto probabilmento ho frainteso), ho impostato il SP del PI = Pressione di riempimento - PTout. La valvola si apre e si chiude lentamente, tuttavia se la pressione iniziale della bombola (P iniziale > SP del PI) la valvola giustamente rimane chiusa. Esempio: pressione iniziale bombola 5 bar e la devo portare a 6 bar (pressione di riempimento), il SP del PI è uguale a 6-5 = 1 e la PV = 5 bar.

Ora ho provato a impostare l'SP del PI = P iniziale + (Pressione di Riempimento - P iniziale) /2, ma devo ancora testarlo.

 

Ringrazio ancora per tutto l'aiuto che mi state dando.

Buona giornata!

 

 

Link al commento
Condividi su altri siti

2 ore fa, kevin_a ha scritto:

Come "valore di riferimento" intendevo il valore di pressione, impostabile da HMI, che deve raggiungere la bombola. (la pressione di riempimento)

 

Questo deve essere il valore di quello che tu chiami "set point"

 

Il regolatore avrà come valore di ingresso il valore di riferimento che sarà conforntato con il valore di pressione attuale della bombola.

La differenza tra i 2 valori sarà processata in modo "P" o "I"  o "PI" ed il risultato determinerà l'apertura della valvola proporzionale.

Personalmente userei solo una regolazione proporzionale con uscita del regolatore "rampata" in salita.

 

Bisogna fare alcune considerazioni.

  • dove è collocato il trasduttore di pressione che misura la pressione della bombola?
  • c'è un trasduttore che misura la pressione del serbatoio?
  • come intendi agire se la pressione del serbatoio è <= alla pressione che dovrebbe avere la bombola (valore di riferimento o set poin)?
Link al commento
Condividi su altri siti

16 minuti fa, Livio Orsini ha scritto:
  • dove è collocato il trasduttore di pressione che misura la pressione della bombola?
  • c'è un trasduttore che misura la pressione del serbatoio?

 

Il trasduttore è posizionato nella macchina, sull'attacco utilizzato per collegare la bombola. Il tubo di collegamento tra macchina e bombola non ha dimensione fissa e può superare i 10 metri di lunghezza. Sulla bombola/serbatoio non ci sono trasduttori, o quanto meno non vengono acquisiti dal sistema.

 

25 minuti fa, Livio Orsini ha scritto:
  • come intendi agire se la pressione del serbatoio è <= alla pressione che dovrebbe avere la bombola (valore di riferimento o set poin)?

Se la pressione è inferiore del setpoint devo aprire la valvola proporzionale per far passare gas e chiuderla quando è uguale o maggiore. Il serbatoio o la bombola da riempire con gas non hanno un volume prefissato.

 

Link al commento
Condividi su altri siti

Non hai capito il senso della mia domanda, allora ti faccio un esempio numerico.

 

Mettiamo che devi riempire le bombole sino ad una pressione di 5 bar.

Se i serbatoio ha una pressione pari a 4 bar non riuscirai mai a riempire la bombola a 5 bar. Compresa la domanda?

 

Ecco perchè sarebbe necessario un trasduttore che indichi la pressione sul serbatoio e, qualora la sua pressione sia inferiore al valore di set point, si fa abortire il processo dando un opportuno allarme.

 

Non hai dato indicazioni su cosa intendi usare come sistema di controllo.

Comunque la regolazione è semplice; moltiplichi la differenza tra il valore a cui devi riempire la bombola ed il suo attuale valore, per un coefficiente fisso.

Il risultato costituisce il riferimento per la valvola proporzionale.

Non generi subito il riferimento, ma lo generi attraverso un integratore.

In pratica ad ogni intervallo di tempo di campionamento, incrementi il valore di riferimento reale alla valvola di una quantità fissa; questo sino al momento in cui il riferimento reale sia eguale o maggiore del riferimento calcolato.

Raggiunta questa condizione il riferimento reale seguirà puntualmente il riferimento calcolato moltiplicando l'errore per una costante.

 

 

Modificato: da Livio Orsini
Link al commento
Condividi su altri siti

Crea un account o accedi per commentare

Devi essere un utente per poter lasciare un commento

Crea un account

Registrati per un nuovo account nella nostra comunità. è facile!

Registra un nuovo account

Accedi

Hai già un account? Accedi qui.

Accedi ora
×
×
  • Crea nuovo/a...