LOGO8 e gestione forno con grande inerzia

[ceio1960]

Buongiorno e saluti a tutti, sono alle prese con il pilotaggio di un forno di circa 15/20 Litri che deve raggiungere i 125° e mantenerli per circa 20 minuti. Sto usando un Logo8 configurato con un blocco PI e un PWM che pilotano un SSR ON/OFF. Ormai sono giorni e giorni che incontro problemi nel senso che o la temperatura sale troppo lentamente, oppure velocemente ma in ogni caso non ottengo una regolazione buona, quasi sempre il pilotaggio scende o si azzera al raggiungimento del SP di 125° e questo, data la grande inerzia, provoca l'ascesa della T fino anche a 160°. Ho già provato diverse parametrizzazioni ma con scarsa fortuna. Non chiedo che la T si mangenga costante nel grado, accetto anche una variazione di qualche unità, diciamo che se sto fra 125 e 135° sarebbe accettabile. Purtroppo non posso introdurre un raffreddamento. Chierdo de qualcuno ha più esperienza di me e ha già programmato un Logo in modo da pilotare un forno, mi servono delle parametrizzazioni abbastanza realistiche da testare. Mi potete aiutare.

P.S. avevo fatto prove e più o meno il forno ha un rateo di salita da 3 a 5°/minuto a seconda della temperatura (all'inizio con forno spento e T bassa sale lentamente, poi più velocemente)

[Livio Orsini]

10 ore fa, ceio1960 ha scritto:

Sto usando un Logo8 configurato con un blocco PI

 

Come minimo dovresti usare un regolatore PID,meglio sarebbesi la derivata venisse fatta non sull'errore ma sulla reazione ma, si sa, con i blocchi standard questo non è possibile.

Altra correzione che, forse, puoi fare è variare il guadagno proporzionale in funzione della grandezza dell'errore.

 

Io, comunque, ti consiglio di non usare il LOGO ma di usare un termoregolatore dedicato.

In commercio ne esistono di parecchi tipi, non sono molto costosi, sono affidabili e, tutti, oramai hanno anche la funzione di autotunig.

[ceio1960]

Grazie Livio, naturalmente ho pensato già da tempo alla soluzione che mi proponi ma il Logo, oltre a questa mansione, mi sta compiendo diversi altri lavori come azionare un motore avanti e indietro, temporizzare la sterilizzazione, azionare una ventola, aprire e chiudere uno sportello ed invine un aspiratore. Tutto questo viene svolto in modo egregio, e quindi non volelo aggiungere altro materiale ma demandare a lui anche questo compito. Tieni conto che non mi serve una stabilità eccelsa, se stiamo in +-5° mi basta e avanza. Poi non so se i parametri impostati sul modulo esterno vengono conservati, sul logo si, perchè non sarebbe pratico doverli impostare di volta in volta, anzi proprio non si deve fare. Grazie comunque

 

[Livio Orsini]

7 minuti fa, ceio1960 ha scritto:

Poi non so se i parametri impostati sul modulo esterno vengono conservati,

 

Sicuramente si.

 

9 minuti fa, ceio1960 ha scritto:

Tieni conto che non mi serve una stabilità eccelsa, se stiamo in +-5° mi basta e avanza.

 

Il problema vero a quanto pare non è la stabilità, ma la sovraelongazione in fase di riscaldamento.

Io non conosco il LOGO!, quindi non so darti consigli di programmazione, ma le azioni correttive da fare te le ho scrtitte prima, te le riassumo:

• Inserire anche il controllo dertivativo.
• Variare il guadagno proporzionale in funzione dell'errore istantaneo
• Cercare di tenere l'integrale poco carico.

Hai fatto una buona cosa rilevando il gradiente di crescita di temperatura. Non so se le ahi rilevate ad anello aperto o in fase di regolazione.

Se non lo hai già fatto ti consiglio di rilevarlo alimentando in continua il resistore di riscaldo; inoltre ti consiglierei di verificare anche il gradiente di perdita, una volta raggiunta la temperatura di esercizio, con i resistori privi di alimentazione.

Con questi dati si potrebbe ipotizzare qualche azione per ridurre la sovraelongazione dovuta all'inerzia termica.

[Adelino Rossi]

Il sistema è dotato di un circuito di raffreddamento, aria o acqua, moltissime applicazioni hanno il doppio circuito proprio per regolare, smaltire il calore in eccesso. Se il raffreddamento è lasciato allo smaltimento proprio del calore alla massa del forno allora avrai tempi lunghissimi. Per 125c, non sono poi molti, riduci la coibentazione termica del forno ed eventualmente giusto per provare metti un ventilatore anche esterno. 

Quote

Come minimo dovresti usare un regolatore PID,meglio sarebbesi la derivata venisse fatta non sull'errore ma sulla reazione

Per i regolatori PID, ormai on line li vendono per qualche decina di euro e praticamente quasi tutti mantengono i parametri impostati.

[NovellinoXX]

14 ore fa, ceio1960 ha scritto:

Ormai sono giorni e giorni che incontro problemi nel senso che o la temperatura sale troppo lentamente

L'origine del problema e' il lag (ritardo) del rilevamento della temperatura del sensore rispetto a quella della resistenza scaldante

causata da una non uniforme distribuzione dal calore all'interno della cella del forno.

Provvedi ad una ventilazione interna.

Edited March 4 by Livio Orsini

[Livio Orsini]

52 minuti fa, NovellinoXX ha scritto:

del problema e' il lag (ritardo) del rilevamento della temperatura del sensore rispetto a quella della resistenza scaldante

 

Potrebbe essere però, non conoscendo la disposizione del sensore rispetto all'elemnto riscaldante, non ne sarei così sicuro.

 

Il gradiente di aumento di temperatuira è stato anche rilevato. Un gradiente di 3°C/1' (se la misura è stata eseguita correttamente) non credo causi 35°C di sovratemperatura con un riferimento di 125°C, è molto più probabile che sia causato dall'inerzia dell'elemento riscaldante.

[ceio1960]

Grazie a tutti, molto graditi gli interventi. Allora 1) il gradiente in discesa è almeno all'inizio MOLTO più lento. 2) non è possibile installare ventilazione o altro all'interno del forno e tantomeno ridurre la coibentazione 3) il rilevamento del gradiente di salita e discesa è stato effettuato accendendo il forno costantemente e poi spegnendolo quindi senza regolazione alcuna. Il valore è CIRCA quello. 4) raggiunti i 125° spegnendo la resistenza si raggiungono anche i 160° max con partenza da circa 25°. 

 

Visto che la condizione principale e unica da sottostare è quella di mantenere per 25 minuti una temperatura di 125° E NON MINORE. A questa condizione vorrei ottenere il minimo scarto possibile ma non cercare la perfezione. Purtroppo finora, ripeto, riesco a arrivare minimo a 155°, TROPPI.

 

[NovellinoXX]

Le resistenze sono in alto?

[Mircoron]

Ciao, ti posso dare qualche suggerimento,

per trovare i parametri migliori spengo l'integrale e regolo il proporzionale al massimo valore in modo che la temp si stabilizzi vicino al set senza oscillare, poi metto un po' di integrale (quanto basta per portare poi la temp al set). Questi parametri però vanno bene solo con la seguente strategia.

La strategia che finora ho trovato migliore è resettare continuamente il blocco PI (una volta al minuto) quando sei al di fuori di una banda definita, esempio più 3 e meno 10 gradi dal set, se la temperatura è più bassa di 10 gradi resetti la parte integrale (se non la resetti ti si "carica" troppo e poi la temp. va sopra al set di parecchio).

Ovviamente la banda la imposti di concerto col proporzionale sufficiente in modo che la temp arrivi dentro la banda.

Io di solito facendo così ottengo delle buone regolazioni.

Se la temp la leggi senza decimali metti un proporzionale che ti dia 1000 a (hai detto che sale di 35 °C) a 90 °C, quindi 1000/90=11, prova con 10.

 

Edited March 4 by Mircoron

[Livio Orsini]

Ceio1960, non so quali siano le tuo conoscenze sul funzionamento dei regolatori PID, da quello che ho letto in questa discusiione mi permetto di suggerirti di dare una lettoura a questo mio tutorial che è inserito nessa sezione didattica del forum. Oltre a fornire una semplice e pratica descrizione del funzionamento di un PI(D), suggerisce la metodologia ottimale e più semplice per ottimizzare i parametri di un regolatore PI(D), quale può essere il blocco PI che stai usando.

 

Inoltre visto che il gradiente lo ha misurato, giustamente, in assenza di regolazione ti suggerisco alcune azioni, dettate dall'esperienza personale.

Fissa una soglia di temperatura, in prima approssimazione 75°C, sino a quella soglia escludi il blocco PI e fai lavorare lo SSR in continuo. Dopo quella soglia attiva il blocco PI con guadagno P non molto elevato. Fissa dei limiti all'ampiezza dell'Integrale. Il limite dell'integrale dovrebbe essera appena un poco maggiore della quantità che serve per annullare l'errore del solo proporzionale. Se non si limita l'integrale questo si carica troppo, impiegando troppo tempo poi a scaricarsi con il rischio di "pompare" troppo anche ad errore piccolo.

I limiti dell'integrale dovrebbe essere possibile immeterli nella parametrizzazione del blocco PI.

Se non ha particolari esigenze tieni basso il guadagno proporzionale (P), impiegherai più tempo ad andare a regime ma la sovra elongazione sarà più contenuta.

Ogni quanto tempo viene richiamato il blocco PI?

[ETR]

Stiamo poi parlando di un LOGO non è che si possano fare molte manovre attorno/dentro al blocco. Già non è possibile farle nel 1200 e bisogna ingegnarsi tutto il necessario esternamente ! In questo caso sarebbe stato utile essere in possesso di maggiori informazioni circa il modulo Finder/Arduino, ma dal pessimo riscontro che ho avuto dal software l'anno scorso, non mi sono ancora riavvicinato. Mi dicono che potrebbero arrivare a breve delle versioni con Codesys, ma spero che non siano gestite male come hanno gestito LogicLab che è un validissimo software.

 

Tornando al problema base, un 48x48 Ascon, avrebbe fatto benissimo al caso suo.

 

Altrimenti se ha la possibilità di eseguire la prova con un regolatore di buon livello, lancia l'auto tune e poi ne ricopia i parametri.

 

Buona serata

 

Ennio

[ceio1960]

Grazie a tutti, purtroppo sono decisamente a digiuno sull'argomento. Posso però fare delle prove. Oggi avevo lanciato un test con questi parametri. R accese finoi a 95° poi intervento PI e PWM con SP 120° e PI come sotto

 

 

E PWM come sotto ma con 1000 al posto dei 200:

 

Il risultato è stato che l'inerzia si è protratta fino a 138°. Quali modifiche potrei cominciare ad apportare? Un grazie speciale a tutti voi per l'interessamento

 

[Livio Orsini]

Un certo miglioramento c'è stato, prova a ridurre il proporzionale e verifica se la sovra elngazione diminuisce. Se diminuisce questa è la strada da percorreresino al miglior compromesso tra errore di sovraelongazione e tempo per andare a regime.

 

13 ore fa, ETR ha scritto:

ornando al problema base, un 48x48 Ascon, avrebbe fatto benissimo al caso suo.

 

Si questa saebbe la soluzione più efficiente, visto anche il costo contenuto di questo dispositivo. Si lascia il LOGO per l'automazione e si usa il trmoegolatore per il controllo di temperatura.

È la soluzione che ho ptoposto sin da subito, ma pare che l'autore della discussione non voglia prenderla in considerazione.🙂

 

13 ore fa, ETR ha scritto:

Stiamo poi parlando di un LOGO non è che si possano fare molte manovre attorno/dentro al blocco.

 

È un µPLC che conosco solo di nome, quindi non so cosa possa o non possa fare. Io ho indicato quali sono le strade corrette da seguire.

Io non ho mai voluto usare i blocchi di sitema previsti da siemens, ma anche quelli di altri. Usando il mio regolatore PID, con una CPU S7-214 ho fatto regolazioni impensabili con quel dispositivo (sto parlado della fine del secolo scorso).

[ceio1960]

Sempre grazie, sto facendo tesoro dei vostri consigli e contestualmente con quelli di un amico che invece conosce bene il Logo ma non come regolatore PI-PWM. Tento tuttge le strade.

 

[Mircoron]

Con i parametri che hai messo il PI funziona come un termostato e non come regolatore, prova 10 di proporzionale e 10 s di integrale

[Livio Orsini]

23 minuti fa, Mircoron ha scritto:

Con i parametri che hai messo il PI funziona come un termostato e non come regolatore, prova 10 di proporzionale e 10 s di integrale

 

Visto che tu conosci questo blocco del LOGO, per mia curiosità, vorrei chiederti 2 cose:

• È possibile impostare dei limiti massimi per l'integrale, così non si carica troppo.
• I parametri di guadagno e tempo si possono impostare solo in fase di programmazione e non si possono variare da programma?

 

[Mircoron]

Ciao Livio,

mi hai stuzzicato la curiosità e ho fatto alcune prove, prima di tutto i parametri di regolazione sono statici, non si possono cambiare da programma. Poi ho visto che il limite della somma fra P e I è 1000 con priorità al P.

Per verificare ho fatto così: il blocco PI lavora fra 0 e 1000, ho messo un SP a 500, P a 10 e I a 10s e un ingresso analogico a 500.

Lanciando il programma l'uscita sta a zero perché la variabile controllata (l'ingresso analogico) è uguale al SP.

Portando l'ingresso a 400 l'uscita va a 1000 perché la differenza fra I e SP moltiplicata per 10 fa 1000.

Portando l'ingresso a 450 si vede l'uscita che va a 500 e si incrementa di 25 ogni mezzo secondo, alla fine arriva a 1000 composto da 500 di P e 500 di I.

Se porto l'ingresso a 500 l'uscita rimane va a 500 perché rimane solo I (P va a zero).

Se porto l'ingresso a 400 l'uscita va a 1000 ma se riporto l'ingresso a 500 vedo che l'uscita va a zero, praticamente il 1000 del P si è "mangiato" il 500 dell'I.

 

La conclusione è che si tiene il P abbastanza alto, sempre senza far oscillare il sistema, fino a che l'uscita non scende sotto al massimo, che è 1000, l'integrale non carica niente;

praticamente l'integrale può caricare solo quello che resta fra il proporzionale e 1000, e se il proporzionale ritorna un po' più su taglia via la fetta di integrale caricato.

 

Spero di essere stato chiaro.

 

[ceio1960]

5 ore fa, Mircoron ha scritto:

Con i parametri che hai messo il PI funziona come un termostato e non come regolatore, prova 10 di proporzionale e 10 s di integrale

Voglio provare, ma per il PWM a quanto metto il parametro tempo periodico?

 

[ceio1960]

Il 04/03/2025 alle 12:52 , NovellinoXX ha scritto:

Le resistenze sono in alto?

no, sotto

5 ore fa, Mircoron ha scritto:

Con i parametri che hai messo il PI funziona come un termostato e non come regolatore, prova 10 di proporzionale e 10 s di integrale

Il campo Campo di misura è corretto 200 oppure va 1000?

[ceio1960]

Ho impostato K=10     Ti=10     e anche Tpwm=10        E' partito subito con il max del pilotaggio come da grafico è corretto?

Edited March 5 by ceio1960
Aggiunta dati

[ceio1960]

Una cosa che vorrei capire, con un SP di 120°C a quanti gradi dovrebbe cominciare un abbassamento della salita, gradiente, per compensare una così grande inerzia di 2,4°/min?

[ceio1960]

 

 

Grafico a 120°, come si vede la regolazione parte intorno ai 120°. atro grafico:

 

 

 

 

Dopo 2' siamo già a 131° BEN 11 più del SP.

[ceio1960]

Sono mesi che ho l'idea che il PID o anche PI con un SP di 125° e una inerzia intorno ai 3°/min debba praticamente spegnere la R decismente prima del SP, invece con tutti i parametri usati si arriva quasi sempre al SP. Boh

Ora dopo solo 12' siamo già a 149°. VINCE SEMPRE L'INERZIA (già 25° oltre il SP). Tieni conto che il tempo in cui devo controllare la stabilità è di 20'. Di solito saliva di 24° ora siamo dopo 12' gia a 29°

ok IL MAX è DI 149°

ASSOLUTAMENTE INSODDISFACENTE.

Edited March 5 by ceio1960

[Livio Orsini]

5 ore fa, Mircoron ha scritto:

Spero di essere stato chiaro

 

Sei stato chiarissimo.

È un regolatore più cialtrone di quanto avessi ipotizzato!

Il problema è che, in questo caso, il guadagno proporzionale dovrebbe essere abbastanza contenuto, in mod da avere uno Xi di sistema nell'intorno di 1, così da minimizzare i fenomeni di sovra elongazione, però si rischia che l'integrale si carichi troppo.

È la classica coperta troppo corta.😟

È un'altra conferma della mia teoria che le funzioni diregolazione della biblioteca sono ottimi se, esolo se, sono adatti a problemi generali.

 

35 minuti fa, ceio1960 ha scritto:

Sono mesi che ho l'idea che il PID o anche PI con un SP di 125° e una inerzia intorno ai 3°/min debba praticamente spegnere la R decismente prima del SP, invece con tutti i parametri usati si arriva quasi sempre al SP

 

Non può farlo!

Sino a che c'è un errore in uscita hai una correzione.

Potresti provare con un trucco, anche se il termine non mi piace.

Se puoi cambiare "al volo" il riferimento di temperatura parti con con un SP di, ad esempio, 100; con l'inerzia che ha il sistema probabilmente raggiungerà i 125°C o quasi. A questo punto, camboi llo Sp da 100 a 125 ma, essendo l'errore, prossimo allo zero, l'uscita rimane molo bassa, il giusto per compensare le perdite.

 

Quanto è il tempo di aggiornamento, ovvero il periodo tra due letture di temperatura ed aggiornamento dell'uscita?