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Controllo PID temperatura con alta inerzia


falcetta

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Buonasera, mi trovo alle prese con una regolzione di temperatura con alta inerzia ( dai 2 ai 13 min ) per avere cambiamenti.

 

Cerco di spiegare brevemente e chiaramente il funzionamento.

 

Praticamente è come un grande "mulinex" dove dentro una "camera" devo controllare la temperatura del materiale, la regolazione viene fatta tramite la potenza attiva che "immetto" variando i giri del motore. ( comandato tramite inverter )

 

Aumentando i giri ( a parità di massa ) aumenta la potenza attiva immessa e viceversa.

 

Nella camera carico costantemente del materiale da trattare, con circa l'85 / 95% di umidità, il sistema scaldando il materiale tramite il motore, scalda il materiale fino a circa 90°, tramite uno scambiatore condensa il vapore generato, e successivamente lo scarica, la restante parte trattata e asciutta viene scaricata con una coclea. ( la camera è sottovuoto per permettere l'evaporazione a temperature inferiori a 100°)

 

Ad oggi il sistema funziona, ma non tramite PID, ho fatto una semplice regolazione a scalini/tempo che variano il set point della potenza, causando però molte oscillazione ( seppure abbastanza lunghe nel tempo ) che preferirei evitare per questioni legate al trattamento del materiale, e per poter implementare altre regolazionie e controlli.

 

Mi chiedevo ( data la mia inesperienza ) se anche su inerzie cosi lunghe una regolazione PID potrebbe aiutarmi nel mio intento o peggiorare la situazione?

 

Ad oggi ho constatato che per avere circa 90° devo oscillare tra i 10 e i 15/16 kw, avendo oscillazione che variano tra 88 e 91 gradi.

 

Grazie mille

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L'unica cosa chiara di quello che hai scritto è che fai variare la potenza attiva (?) che immetti tramite la regolazione di velocità di un motore.

 

9 ore fa, falcetta ha scritto:

regolzione di temperatura con alta inerzia ( dai 2 ai 13 min ) per avere cambiamenti.

 

Di quanti gradi in quanto tempo? Se fosse 2' per avere un dt pari a 1°C sarebbe molto differenteda 13' per un dt di 4°C, ad esempio.

 

Forse se spiegassi meglio il legame tra variazione di velocità e variazione di temperatura si capirebbe qualche cosa in più.

 

Comunuqe, in linea di pricipio, puoi continuare a mantenere la tua regolazione diretta a gradini, magari sostituendo i gradini con una rampa continua.

A questo feed forward vai poi a sommare, con peso differente, il risultato di un regolatore PI(D). Questo dovrebbe eliminare le oscillazioni di temperatura e velocizzare il controllo.

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Grazie mille per la risposta.

certo di dare qualche info in più

 

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5 ore fa, Livio Orsini ha scritto:

Di quanti gradi in quanto tempo? Se fosse 2' per avere un dt pari a 1°C sarebbe molto differenteda 13' per un dt di 4°C, ad esempio.

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15 ore fa, falcetta ha scritto:

Ad oggi ho constatato che per avere circa 90° devo oscillare tra i 10 e i 15/16 kw, avendo oscillazione che variano tra 88 e 91 gradi.

 

 

 

Questi sono pressochè i valori che ho rilevato io, il tempo tra la variazione di setpoint a quando il sistema rileva la variazione varia dai 2 ai 13 min. il delta T è di circa 3 gradi però il lasso di tempo non è sempre uguale, dipende anche dalla percentuale di acqua nel materiale da trattare.

 

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6 ore fa, Livio Orsini ha scritto:

Forse se spiegassi meglio il legame tra variazione di velocità e variazione di temperatura si capirebbe qualche cosa in più.

 

Il legame è che a parità ( come peso ) di materiale nella camera, più veloce gira il motore e più alta sarà la potenza attiva data al materiale da trattare, di conseguenza fornendo più energia avremo un aumento di temperatura, e viceversa fornendo meno energia ( e continuando a caricare materiale da trattare ) la temperatura iniziera a scendere.

La nota importante è che nel trattamento continuiamo a inserire materiale da trattare nella camera con una alta percentuale di H20 e questo ( legato al fatto che diamo meno energia ) permette di abbassare la temperatura...

 

E' un po come un boiler con una resistenza.

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Adelino Rossi
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Il legame è che a parità ( come peso ) di materiale nella camera, più veloce gira il motore e più alta sarà la potenza attiva data al materiale da trattare

Mi sembra un discorso da capire/esprimere meglio. Premesso che, la velocità del motore può variare entro un certo range, se durante il processo non cambierà la densità del materiale, non cambierà nulla. A parità di materiale, senza cambiamenti fisici, avrai un cambiamento di potenza che sarà sempre uguale. Nelle autoclavi durante il processo ci sono altri parametri che devono cambiare, soprattutto la densità, in relazione a catalizzatori o a riscaldamento o raffreddamento del materiale.

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10 minuti fa, Adelino Rossi ha scritto:

Mi sembra un discorso da capire/esprimere meglio. Premesso che, la velocità del motore può variare entro un certo range, se durante il processo non cambierà la densità del materiale, non cambierà nulla. A parità di materiale, senza cambiamenti fisici, avrai un cambiamento di potenza che sarà sempre uguale. Nelle autoclavi durante il processo ci sono altri parametri che devono cambiare, soprattutto la densità, in relazione a catalizzatori o a riscaldamento o raffreddamento del materiale.

 

Come in tutti i processi, Ovviamente il motore può variare entro un certo range. ( che nel mio caso è da 800 a 2300 RPM )

Onestamente non saprei come altro spiegare.

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2 ore fa, falcetta ha scritto:

Il legame è che a parità ( come peso ) di materiale nella camera, più veloce gira il motore e più alta sarà la potenza attiva data al materiale da trattare, di conseguenza fornendo più energia avremo un aumento di temperatura, e viceversa fornendo meno energia ( e continuando a caricare materiale da trattare ) la temperatura iniziera a scendere.

La nota importante è che nel trattamento continuiamo a inserire materiale da trattare nella camera con una alta percentuale di H20 e questo ( legato al fatto che diamo meno energia ) permette di abbassare la temperatura...

 

Più veloce gira il motore e più potenza fornisco al materiale e viceversa ( a parità di massa ). Fornendo più potenza la temperatura tende ad aumentare, perchè asciuga e fa evaporare l'acqua contenuta nel materiale, e la restante parte "solida" inizia ad aumentare di temperatura.

Cioè la potenza è una conseguenza della velocità del motore e della massa contenuta nella camera, siccome la massa è controllata tramite altre automazione e mantenuta sempre uguale, abbiano il risultato che aumentando i giri aumenta la potenza attiva fornita.

 

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2 ore fa, falcetta ha scritto:

La nota importante è che nel trattamento continuiamo a inserire materiale da trattare nella camera con una alta percentuale di H20 e questo ( legato al fatto che diamo meno energia ) permette di abbassare la temperatura...

 

 

 

 

l'unica precisazione che mi viene in mente è che il materiale non è un liquido ma un "omogenizzato" di scarti alimentari..

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17 ore fa, falcetta ha scritto:

Praticamente è come un grande "mulinex"

 

Spero di essere riuscito a chiarirvi qualche dubbio.

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A me sembra di capire che quando le pale girano veloci scaldi di più il materiale, quando girano più lente lo scaldi meno.

Quello che non è chiaro è se ci sono le resistenze ( che in funzione ai giri delle pale scaldano più o meno) oppure lo scaldare di più o di meno è dato dal fatto che le pale scaldano di più perchè più veloci girano più attrtito fanno quindi scaldano di più per quello.....

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Accantoniamo, per il momento, il perchè il materiale si scalda di più aumentando la velocità del motore.

 

Consideriamo la massima velocità del motore 2860 rpm, classico 2 poli a 50Hz. Poniamo questa velocità parin a 100.

Attualmente hai una gamma di lavoro che varia da circa 28% a circa 80%.

Mantenendo l'attuale regolazione legata all'impostazione della velocità del motore, puoi provare ad inserire un regolatore PI(D) in parallelo.

Ovvero fai un regolatore PI che riceve la misura della temperatura e la confronta con il riferimento. L'uscita di questo regolatore la sommi algebricamente all'attuale riferimento di velocità scalata in modo tale che la massima uscita del regolatore equivalga al 10% - 15% dell'attuale riferimento.

Ottimizzando bene il regolatore dovresti ottenere una regolazione più rapida e con minori oscillazioni.

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Hai già a disposizione una sorta di modello, anche se non ben definito: sai che devi lavorare con potenze tra i 10 e i 15 kW. Non è molto, ma è già un punto di partenza.
Io utilizzerei questo dato per mettere in pratica una regolazione con feed-forward, come spiegato da Livio, solo che proverei a regolare la potenza del motore, e non la velocità.
La potenza definisce in modo diretto l'energia che immetti nel sistema (responsabile dell'aumento di temperatura), mentre il rapporto tra velocità ed energia fornita al sistema non è detto che sia lineare. Se conosci anche la portata del materiale, puoi fare un ulteriore passo avanti nella regolazione, calcolando la potenza necessaria proporzionalmente alla portata.

 

Inoltre, per regolare la potenza gestirei due PID: il primo che serve per determinare la potenza necessaria, il secondo che modula la velocità per ottenere la potenza richiesta, con il secondo PID molto più veloce del primo.

Modificato: da batta
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5 minuti fa, batta ha scritto:

solo che proverei a regolare la potenza del motore, e non la velocità.

 

Batta la potenza non è altro che il prodotto coppia per velocità angolare.

Visto che la coppia è esattamente quella che serve per muovere le pale, agendo sulla velocità controlli la potenza.

Se fosse un ventilatore si potrebbe dare il riferimento di massima velocità e poi limitare la coppia in modo da stabilizzare il sistema alla velocità di equilibrio (come si fa con i dimmer nei motoventilatori monofasi).

Ma in questa applicazione non so se c'è una proprozionalità, con funzione definibile, tra coppia assorbita e velocità delle pale.

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43 minuti fa, Livio Orsini ha scritto:

Visto che la coppia è esattamente quella che serve per muovere le pale

Non so come sia costruita la macchina, e non so se si possa dare così per scontato che la coppia sia costante.

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E' il principio su cui funzionano i turbomixer per il pvc: una specie di grossi frullatori, da 100 ad oltre 700Kw;

Le pale, rotanti ad alcune centinaia di rpm, scaldano in 5-6 minuti per "sbattimento" ed attrito la polvere immessa fino ad oltre 110 gradi.

Arrivati a 95 gradi, una pompa per vuoto aspira il vapore acqueo emesso contribuendo ad essiccare il prodotto.

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6 ore fa, Livio Orsini ha scritto:

Consideriamo la massima velocità del motore 2860 rpm, classico 2 poli a 50Hz. Poniamo questa velocità parin a 100.

Attualmente hai una gamma di lavoro che varia da circa 28% a circa 80%.

Mantenendo l'attuale regolazione legata all'impostazione della velocità del motore, puoi provare ad inserire un regolatore PI(D) in parallelo.

Ovvero fai un regolatore PI che riceve la misura della temperatura e la confronta con il riferimento. L'uscita di questo regolatore la sommi algebricamente all'attuale riferimento di velocità scalata in modo tale che la massima uscita del regolatore equivalga al 10% - 15% dell'attuale riferimento.

Ottimizzando bene il regolatore dovresti ottenere una regolazione più rapida e con minori oscillazioni.

In Realtà il motore installato è un 6 Poli a 60Hz da 22Kw, come dice Batta io gia regolo in base ai KW. ( vedi sotto )

Passerò per arrogante o presuntuoso, ma vi chiedo di non iniziare post con scritto che un motore a 6 poli non dovrebbe girare cosi veloce, o che oltre la sua frequenza nominale l'inverter non puo fornire ulteriore tensione e quindi il motore perde coppia, ecc ecc, perche sono questioni conosciute. il sistema è stato cosi progettato per varie ragioni.

 

Comunque ci tengo a precisare che gli rpm in funzionamento variano dai 900 ai 1500,  va oltre in determinati casi.

 

5 ore fa, batta ha scritto:

solo che proverei a regolare la potenza del motore, e non la velocità.

In realta faccio gia cosi, praticamente ho una regolazione ( sempre a scalini e non pid ) sulla potenza, cioè in base al setpoint di potenza aumento o diminuisco i giri del motore, e in base alla temperatura, modifico ( sempre a scalini ) il setpoint di potenza, cosi mi ritrovo una doppia regolazione ( questo è quello che faccio ad oggi )

 

3 ore fa, Colonial54 ha scritto:

E' il principio su cui funzionano i turbomixer per il pvc: una specie di grossi frullatori, da 100 ad oltre 700Kw;

Le pale, rotanti ad alcune centinaia di rpm, scaldano in 5-6 minuti per "sbattimento" ed attrito la polvere immessa fino ad oltre 110 gradi.

Arrivati a 95 gradi, una pompa per vuoto aspira il vapore acqueo emesso contribuendo ad essiccare il prodotto.

hai centrato il segno bene o male il sistema fa questo ( però con scarti alimentari )

 

5 ore fa, batta ha scritto:

regolazione con feed-forward

Non so cosa sia purtroppo ....

 

Sono andato a leggere cosa vuol dire, praticamente è un controllo ad anello aperto, purtroppo però non sono sicuro faccia al caso mio, in quanto la percentuale di H2O nel composto può variare e senza un controllo in retroazione temo possa fare "casino"

Modificato: da falcetta
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12 ore fa, batta ha scritto:

Non so come sia costruita la macchina, e non so se si possa dare così per scontato che la coppia sia costante.

 

Appunto, come ho scritto, non si sa se la funzione coppia-velocità possa approssimarsi con un'equazione nota come, ad esempio, nel caso di un ventola.

 

7 ore fa, falcetta ha scritto:

In realta faccio gia cosi, praticamente ho una regolazione ( sempre a scalini e non pid ) sulla potenza,

 

Allora il motore deve essere necessariamente sovra dimensionato per coppia perchè, essendo un 6 poli, quindi con velocità nominale di circa 950 rpm a 50Hz, oltre a quella velocità lavori in regime di potenza costante.

Qui non centra l'arroganza ma solo le leggi dell'elettrotecnica. In teoria potrebbe succedere che, anche aumentando la velocitàm una volta raggiunto il limite di coppia, la potenza non cresca, anzi addirittura il motore potrebbe stallare.

Quindi devi considerare che il sistema potrebbe andare in saturazione.

 

7 ore fa, falcetta ha scritto:

Sono andato a leggere cosa vuol dire, praticamente è un controllo ad anello aperto, purtroppo però non sono sicuro faccia al caso mio,

 

E quello che stai facendo attualmente, come ti ho scritto nel primo messaggio potresti ipotizzare di ridurre l'ampiezza dei gradini o, addirittura, usare una rampa.

Se rileggi quello che ho scritto nel primo messaggio, c'è la descrizione di come potresti sommare un eventuale regolatore PI (il derivativo lo eviterei almeno inizialmente) al tuo controllo che già funziona decentemente.

 

Come ha scritto giustamente Colonial54, il riscaldamento non avviene in funzione della potenza assorbita dal motore, ma dalla velocità a cui ruotano le pale.

La variazione della potenza assorbita dal motore, è solo una conseguenza della variazione di velocità.

Io eviterei di pensare ad un controllo di potenza, ma mi concentrerei sulla velocità. La temperatura che è la variabile da controllare. Dato che questa variabile è funzione della velocità, il regolatore PI deve agire ditettamente su questa.

 

 

PS. L'argomento non è specifico per PLC, ma è un argomento tipico di regolazione e controllo, quindi sposto la discussione nella sezione corretta.

Modificato: da Livio Orsini
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6 ore fa, Livio Orsini ha scritto:

Qui non centra l'arroganza ma solo le leggi dell'elettrotecnica. In teoria potrebbe succedere che, anche aumentando la velocitàm una volta raggiunto il limite di coppia, la potenza non cresca, anzi addirittura il motore potrebbe stallare.

Quindi devi considerare che il sistema potrebbe andare in saturazione.

 

Questo posso assicurare che non accade, la potenza sale proporzinalmente con i giri ( sempre considerando a parita di materiale interno ) il limite di coppia non è mai raggiunto !!

 

6 ore fa, Livio Orsini ha scritto:

il riscaldamento non avviene in funzione della potenza assorbita dal motore, ma dalla velocità a cui ruotano le pale.

La variazione della potenza assorbita dal motore, è solo una conseguenza della variazione di velocità.

Dipende un pò uno come la vuole vedere, quello che scalda è comunque la potenza non i giri, che poi a parità di materiale aumentando i giri aumenta anche la potenza, è chiaro, ma è la potenza che scalda, ci si potrebbe anche trovare con piu materiale dentro e quindi potrebbe succedere che prende 15kw a 1100 rpm invece con meno materiale potrebbe

prendere 15kw a 1300 rpm.. pero questo è un altra regolazione che gia controlla la macchina.

 

20 ore fa, Livio Orsini ha scritto:

Consideriamo la massima velocità del motore 2860 rpm, classico 2 poli a 50Hz. Poniamo questa velocità parin a 100.

Attualmente hai una gamma di lavoro che varia da circa 28% a circa 80%.

Mantenendo l'attuale regolazione legata all'impostazione della velocità del motore, puoi provare ad inserire un regolatore PI(D) in parallelo.

Ovvero fai un regolatore PI che riceve la misura della temperatura e la confronta con il riferimento. L'uscita di questo regolatore la sommi algebricamente all'attuale riferimento di velocità scalata in modo tale che la massima uscita del regolatore equivalga al 10% - 15% dell'attuale riferimento.

Ottimizzando bene il regolatore dovresti ottenere una regolazione più rapida e con minori oscillazioni.

mantengo le stesse proporzioni anche se il motore è 6 poli?

 

 

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3 ore fa, falcetta ha scritto:

mantengo le stesse proporzioni anche se il motore è 6 poli?

 

Quella che conta è la velocità effettiva, che sia ottenuta con un 2 poli o con un 6 poli non ha importanza. Tu fissa a 100% la velocità massima che puoi raggiungere, in base a quello fai le regolazioni Io ho considerato come massima velocità 2860 rpm, ma se la tua massiam velocità fosse differente, per esempio 2500 rpm, devi solo fare in modo che il PI corregga circa +/- 500 rpm (20% del massimo).

In teoria potresti regolare solo con il PI, ma potrebbe diventare più difficoltoso da ottimizzare, specie se non hai molta dimestichezza con questo tipo di regolazioni. Inoltre sarebbe molto più lento a rispondere.

 

4 ore fa, falcetta ha scritto:

Dipende un pò uno come la vuole vedere, quello che scalda è comunque la potenza non i giri,

 

Questa è una "polemica" fine a se stessa e che non mi interessa più di tanto. 🙂 (oltre a tutto non serve a risolvere il tuo problema)

Se ti facilita vedere il controllo come funzione della potenza fai così, però non è corretto.

La potenza meccanica e di conseguenza la potenza elettrica assorbita, è solo una conseguenza. Il fattore che fa riscaldare più o meno e più o meno velocemente è solo la velocità con cui le particelle vengono agitate e cozzano le une contro le altre. La potenza potrebbeanche aumentare pur cdiminuendo la velocità, è sufficiente che venga richiesto un maggior sforzo, quindi una maggior coppia, per avere una maggior potenza, dato che la potenza altro non è che il prodotto della coppia motrice per la velocità angolare.

 

Comunque tu la pensi, o la rigiri, sei obbligato a variare la velocità delle pale per ottenere una variazione di temperatura del materiale.

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15 ore fa, Livio Orsini ha scritto:

La potenza potrebbeanche aumentare pur cdiminuendo la velocità

È proprio per questo motivo che è concettualmente più corretto gestire la potenza. Se per qualche ignoto motivo, senza variare la quantità di materiale, aumenta la coppia richiesta, a pari velocità aumenta l'energia immessa nel sistema e, di conseguenza, la temperatura.

Se, invece, si varia la quantità di materiale, siamo sicuri che la coppia vari in modo proporzionale, in modo che, regolando direttamente la velocità, senza bisogno di fare altri calcoli, mi rimane costante la potenza per unità di materiale? Se sì, allora regolare direttamente la velocità va benissimo e, anzi, evita altri calcoli. Ma se così non dovesse essere, regolare la velocità non andrebbe più bene.

Io vedo varie possibilità. Per esempio, se non ho capito male, si parla di un processo in continuo, con flusso di materiale che entra ed esce. Se lavoro a livelli diversi, sicuramente mi cambia la coppia ma, se il flusso di materiale è costante, indipendentemente dal livello di lavoro (trascurando le dissipazioni termiche), per mantenere la temperatura devo immettere potenza proporzionale al flusso. In questo caso, regolare direttamente la velocità sarebbe un errore.
Poi, se parametri come il livello sono costanti, saltare il passaggio dalla potenza e regolare direttamente la velocità è una semplificazione che si può fare ma, concettualmente, non è corretto.

Immaginiamo un serbatoio d'acqua (coibentato), che devo mantenere a temperatura costante. Se immetto acqua fredda (ed esce uguale quantità di acqua calda), per mantenere il sistema in temperatura devo fornire energia proporzionale al salto di temperatura e al flusso. Quanto è grande il serbatoio o a che livello sia, non conta. Immaginiamo ora di immettere energia non con scambiatori di calore o resistenze eletteriche, ma con un agitatore. In questo caso, il livello del serbatoio conta.
Il mantenimento della temperatura con un PID potrebbe regolare direttamente la velocità solo se il livello del serbatoio fosse costante. In caso contrario, il PID mi deve dire quanta potenza mi serve, ed il numero di giri cambia in base al livello del serbatoio.

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2 ore fa, batta ha scritto:

È proprio per questo motivo che è concettualmente più corretto gestire la potenza. Se per qualche ignoto motivo, senza variare la quantità di materiale, aumenta la coppia richiesta, a pari velocità aumenta l'energia immessa nel sistema e, di conseguenza, la temperatura.

 

Se, a parità, di condizioni aumenta la coppia richiesta significa che c'è stato un addensamento del materiale, effetto che si ha o varaindo le caratterisitche fisiche del materiale o aumentandone la quantità nel medesimo volume. Le carattesticche fisiche potrebbero variare con l'aumentare della temperatura, cos' come con l'aumento della temperatura il materiale si può dilatare, quindi se il volume rimane invariato aumenta la densità.

 

L'aumento della temperatura è dato da un incremento della velocità di movimento delle particelle che, in questo modo, aumentano la loro energia, energia che si trasformerà in calore per effetto delle collisioni. Per aumentare la velocità delle particelle è necessario aumentare la velocità.

Quindi si ritorna al punto di partenza la variabile che influenza la temperatura è solo la velocità. Tutte le altre variabili sono dipendenti dalla velocità.

 

Due considerazioni finali.

Regolare e controllare la velocità, se l'azionamento non entra in limitazione di coppia, è comunque un controllo surrettizio di potenza.

Non credo sia conveneinte conttrollare contemporanemente coppia e velocità, che sono le due variabili necessarie per controllare la potenza. Anzi riteng che il duplice controllo, oltre che inutile, complichi di molto il regolatore. La via più semplice, ed affidabile, rimane il controllo di velocità; tra l'altro è l'attuale regolazione ad anello aperto che da comunque risultati decenti.

 

Da ultimo.

Personalmene la disputa se è meglio effettuare un controllo di velocità o di coppia, non mi appassiona quindi, dopo aver illustrato la strategia di regolazione che ritengo più adatta, mi astengo da altri commenti.

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Alcune osservazioni:

Le pale per essere efficaci devono possedere una certa sezione di contatto col  prodotto, aspetto peraltro ben conosciuto dagli addetti ai lavori, e che richiede per forza di cose una certa lunghezza delle pale, quindi a 3000 rpm le forze centrifughe diventano preoccupanti, di solito si gira ad alcune centinaia di rpm.

Un altro aspetto da considerare per la regolazione e' che le pale, per un determinato prodotto ad una determinata velocita', trasferiscono una specifica  quantita' di energia per unita' di tempo (kw/h) ch e' quella che effettivamente "scalda"  e deve essere tenuta in considerazione.

Infine ad ogni tipologia di prodotto (granulometria, densita', forma dei granuli etc.) corrisponde una certa velocita' ottimale, al di fuori della quale il rendimento cala verticalmente.

Sono anni che nei turbomixer si favoleggia di una possibile regolazione per via elettronica ma la strada maestra continua a passare per il profilo delle pale.

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3 ore fa, Colonial54 ha scritto:

e che richiede per forza di cose una certa lunghezza delle pale, quindi a 3000 rpm le forze centrifughe diventano preoccupanti, di solito si gira ad alcune centinaia di rpm.

 

Quasi certamente, anche se Falcetta non lo scrive, tra motore e pale c'è di mezzo un riduttore di velocità. Inoltre, essendo differente il tipo di materiale trattato si possono averepale di minor larghezza.

3 ore fa, Colonial54 ha scritto:

deve essere tenuta in considerazione.

Infine ad ogni tipologia di prodotto (granulometria, densita', forma dei granuli etc.) corrisponde una certa velocita' ottimale, al di fuori della quale il rendimento cala verticalmente.

.....

Sono anni che nei turbomixer si favoleggia di una possibile regolazione per via elettronica

 

Regolaree mantere la velocità ottimale tramite un drive è una cosa semplicissima, conoscendo lavelocità ottimale per quel prodotto impostarla e regolarla è semplicissimo.

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  • 2 weeks later...
Il 6/8/2022 alle 18:39 , Livio Orsini ha scritto:
Il 6/8/2022 alle 15:02 , Colonial54 ha scritto:

e che richiede per forza di cose una certa lunghezza delle pale, quindi a 3000 rpm le forze centrifughe diventano preoccupanti, di solito si gira ad alcune centinaia di rpm.

 

Quasi certamente, anche se Falcetta non lo scrive, tra motore e pale c'è di mezzo un riduttore di velocità. Inoltre, essendo differente il tipo di materiale trattato si possono averepale di minor larghezza.

Non c'è assolutamente nessun riduttore ( e comunque non ho mai scritto che gira a 3000 rpm) ma ho scritto nei primi post un ragno da 800 a 2300 rpm.. Comunque la pala è direttamente calettata sull'asse del motore 

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  • 2 months later...

Buonasera a tutti, sono rientrato da qualche giorno dalla trasferta estera per seguire il suddetto impianto/automazione...

Prima di entrare nel merito, avrei piacere di spiegare il motivo per cui sostengo che basarsi solo sulla velocità non è secondo me la scelta corretta.

 

Il 3/8/2022 alle 18:05 , Livio Orsini ha scritto:

La potenza meccanica e di conseguenza la potenza elettrica assorbita, è solo una conseguenza. Il fattore che fa riscaldare più o meno e più o meno velocemente è solo la velocità con cui le particelle vengono agitate e cozzano le une contro le altre. La potenza potrebbeanche aumentare pur cdiminuendo la velocità, è sufficiente che venga richiesto un maggior sforzo, quindi una maggior coppia, per avere una maggior potenza, dato che la potenza altro non è che il prodotto della coppia motrice per la velocità angolare.

Ci tengo a precisare che mi sto basando solamente sull'esperienza fatta su questo sistema.. anche perchè non ho le competenze per poter affermare quanto dico su base teorica..

Durate le fasi preliminari dei test del sistema in azienda ( e poi anche in loco a bordo ) è apparso molto chiaramente che andare a 2000 giri non vuol dire scaldare di più che andare a 1500, in varie prove ho constatato che seppur andando a 2000 rpm la temperatura tendeva a non salire o comunque salire molto lentamente, e in queste situazioni controllando la potenza immessa notavo che era molto bassa...

Ad esempio mettendo più materiale dentro la camera ( aumentado cosi la coppia richiesta e di conseguenza la potenza immessa ) esempio a 1400 rpm la temperatura saliva molto più velocemente. Questo mi ha fatto pensare che regolare i giri considerandoli direttamente proporzionali alla temperatura non fosse la scelta giusto, perchè mi sarei potuto trovare nella situazione in cui ho per esempio necessità di abbassare la temperatura ma per qualche motivo abbassando i giri la potenza non mi cambia, ( motivi dettati dalla tipologia di materiale ) e quindi come nella esperienza sopra descritta non avrei una variazione di temperatura... è altresi vero però che il PID non vedendo abbassare la temperatura continuerebbe ad abbassare i giri sin che la temperatura no si abbassa, questo porterebbe comunque il sistema a funzionare, ma secondo me in modo concettualmente sbagliato.

Fatta questa premessa che anche io come te non ci tengo a protrarre avanti, veniamo al dunque:)

 

Ho modificato il software eliminando la regolazione a scalini sostituendo con regolazione tramite PID.. ( il PID utilizzato è un FB facente parte delle librerie del PLC )

 Purtroppo in realtà non ho avuto molto tempo per fare dei test accurati e approfonditi, dovuto anche dal fatto dei tempi del sistema per andare "a regime" e da altri fattori che per ora vi tralascio :)..

 

Ho provato varie soluzioni solo P e anche PI ma quest'ultima non mi ha portato a netti miglioramenti della regolazione rispetto a solo quella P, e questo è proprio il fulcro del mio post di oggi in quanto non sono riuscito a capire bene il motivo.

 

La nota positiva è che ora la regolazione è un pò più performante di quella precedente a scalini..

Una delle supposizioni che mi sono venute in mente e che ho il dubbio possano esse parte delle cause è come io utilizzo il regolatore nel programma..

 

Copio una parte di codice del pid


LD 300.0
ST PID_REGOLAZIONE_SETTAGGIO_KW_CICLO_UMIDO_CONTINUO.OMax

 

LD -300.0                               
ST PID_REGOLAZIONE_SETTAGGIO_KW_CICLO_UMIDO_CONTINUO.OMin

 

LD PID_REGOLAZIONE_SETTAGGIO_KW_CICLO_UMIDO_CONTINUO.Out
DIV 100000.0 
ST SOMMA_ANALOGICA_SET_KW_CICLO_UMIDO_CONTINUO_INFUNZIONE

 

LD SET_KW_BLADE_PER_PID_CICLO_UMIDO_CONTINUO_HMI
ADD SOMMA_ANALOGICA_SET_KW_CICLO_UMIDO_CONTINUO_INFUNZIONE
ST SET_KW_BLADE_PER_PID_CICLO_UMIDO_CONTINUO_HMI

 

LD SET_KW_BLADE_PER_PID_CICLO_UMIDO_CONTINUO_HMI
GE KW_MASSIMI_BLADE_CICLO_UMIDO_CONTINUO_HMI
AND STEP_100_CICLO_UMIDO_CONTINUO
ANDN FASE_ACIUGATURA_MISURAZIONE_PERIODICA_CICLO_UMIDO_CONTINUO_IN_CORSO
JMPCN FISSO_MASSIMI

 

LD KW_MASSIMI_BLADE_CICLO_UMIDO_CONTINUO_HMI
ST SET_KW_BLADE_PER_PID_CICLO_UMIDO_CONTINUO_HMI
FISSO_MASSIMI:

 

LD SET_KW_BLADE_PER_PID_CICLO_UMIDO_CONTINUO_HMI
LE KW_MINIMI_BLADE_CICLO_UMIDO_CONTINUO_HMI
AND STEP_100_CICLO_UMIDO_CONTINUO
JMPCN FISSO_MINIMI

 

LD KW_MINIMI_BLADE_CICLO_UMIDO_CONTINUO_HMI
ST SET_KW_BLADE_PER_PID_CICLO_UMIDO_CONTINUO_HMI
FISSO_MINIMI:

 

Come si evince da questa parte di codice io divido l'uscita del pid per un numero molto grande di modo di avere come risultato un numero molto piccolo, poi sommo il set-up a questo piccolo risultato ciclicamente, non vorrei che questo mi portasse problemi.

 

Grazie mille

 

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3 ore fa, falcetta ha scritto:

Come si evince da questa parte di codice io divido l'uscita del pid per un numero molto grande di modo di avere come risultato un numero molto piccolo, poi sommo il set-up a questo piccolo risultato ciclicamente, non vorrei che questo mi portasse problemi.

 

In pratica hai realizzato questo:

 

Il 2/8/2022 alle 06:08 , Livio Orsini ha scritto:

A questo feed forward vai poi a sommare, con peso differente, il risultato di un regolatore PI(D). Questo dovrebbe eliminare le oscillazioni di temperatura e velocizzare il controllo.

 

Realizzando una sorta di secondo integratore con ilrisultato della correzione.

Potresti ottenere un risultato migliore usando quello che ho indicato da subito:

Il 2/8/2022 alle 06:08 , Livio Orsini ha scritto:

magari sostituendo i gradini con una rampa continua.

 

Modificato: da Livio Orsini
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4 ore fa, falcetta ha scritto:

Ho modificato il software eliminando la regolazione a scalini sostituendo con regolazione tramite PID.. ( il PID utilizzato è un FB facente parte delle librerie del PLC )

Come ho precedentemente scritto, ho eliminato la regolazione di prima a scalini e ho sostituito con una regolazione PID.

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13 ore fa, falcetta ha scritto:

Come ho precedentemente scritto, ho eliminato la regolazione di prima a scalini e ho sostituito con una regolazione PID.

 

Si e la vai a sommare, scalata, al valore di set point che usi come feed forward.

 

17 ore fa, falcetta ha scritto:

io divido l'uscita del pid per un numero molto grande di modo di avere come risultato un numero molto piccolo, poi sommo il set-up

 

Così facendo hai di fatto un doppio integatore: il primo è la componente integrativa del PID, il secondo è dato dalla sommatoria continua della correzione al set point. Questo modo, nel tempo, può provocare instabilità nel sistema.

Il mio suggerimento è di un usare un valore fisso di feed forward, ma un valoreche, partendo da un valore approssimato secondo set point, cresca molto lentamente (rampa). In questo modo riduci l'ampiezza della componente integrativa.

Bisognerebbe scrivere molto su questo però, oltre allo spazio, mancano alcuni dati di partenza.

Modificato: da Livio Orsini
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Alla fine ho lasciato nel PID disattivato sia I che D quindi ora sta funzionando solo la Proporzionale e questo "integratore" Che faccio io.. 

Scusami ma purtroppo non ho appreso in modo chiaro ancora il significato di feed forward. Riusciresti a farmi un esempio, grazie mille per Lan pazienza :)

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