ПИД - общий или раздельный?, Два способа управления клапанами тепло/х Опции

[Взводатор]

Здравствуйте, господа!
Вопрос к специалистам, работающим с программируемыми контроллерами.

Возможны два способа управления приводами клапанов обогрева/охлаждения:
1. один ПИД-регулятор с диапазоном регулировки от -100 до +100%. На выходе стоят модули, отсекающие ненужные для привода значения, например, отрицательные для теплого клапана. ( Этим вариантом мы сейчас и пользуемся)

2. два ПИД-регулятора с диапазонами -100..0 и 0..100%. Сигнал с датчика и уставки запаралеллены. Выходы каждого из регуляторов подаются на свои привода.

Кто пользуется вторым вариантом или двумя, какие у него есть преимущества?

С уважением Взводатор.
Рис. 1:

Рис. 2:

[Взводатор]

Здравствуйте, господа!
Вопрос к специалистам, работающим с программируемыми контроллерами.

Возможны два способа управления приводами клапанов обогрева/охлаждения:
1. один ПИД-регулятор с диапазоном регулировки от -100 до +100%. На выходе стоят модули, отсекающие ненужные для привода значения, например, отрицательные для теплого клапана. ( Этим вариантом мы сейчас и пользуемся)

2. два ПИД-регулятора с диапазонами -100..0 и 0..100%. Сигнал с датчика и уставки запаралеллены. Выходы каждого из регуляторов подаются на свои привода.

Кто пользуется вторым вариантом или двумя, какие у него есть преимущества?

С уважением Взводатор.
Рис. 1:

Рис. 2:

[LordN]

один ПИД будет корректно работать только если хар-ки систем при нагреве и охлаждении тождественно равны или пренебрежимо мало отличаются. в любом другом случае (а их подавляющее большинство) нужно два.

[Гость_Pavel_*]

Лучше два ПИД-регулятора.
Я бы еще зону нечувствительности организовал 1-2 гр,
а также добился бы того, чтобы два привода одновременно не работали.

[LordN]

я так думаю, что нужна не столько зона нечувствительности, сколько гистерезис по входу на переключение ПИДов, причем с временными ограничениями...
и если организовывать программно ПИД, то вполне достаточно просто подменять коэффициенты. т.е. ПИД какбы один, а по команде от гистерезиса происходит подмена коэффициентов и переключается выход.

[Brutal]

Лучше два разных, и зачем делать границы -100;0, достаточно поставить отрицательный коэффициент пропорциоональности. По сути переключение входов-выходов при наличии одного ПИД уменьшит объем занимаемой памяти но для TAC это не критично. Да и наглядность падает. И два контура работающих одновременно, действительно зачем?

[AlexSch]

Мой ответ - только 2 регулятора.
Параметры ПИДов во втором варианте надо разделить и организовать запрет работы одного регулятора, если другой >0%. А еще можно сделать переключение Зима-лето. Или по наружной температуре или вручную. И соответственно переключать регуляторы. В общем вариантов много, главное - что 2 регулятора все-таки лучше.

[Взводатор]

Спасибо за отзывы.

При правильном выборе теплообменников параметры ПИД для нагрева и охлаждения достаточно близки. У меня был только один случай, когда пришлось разделить настройки.

Зона нечувствительности 1-2гр - это очень много.

0..-100 очень наглядно отражает режим охлаждения. Кроме названия параметра не дает ошибиться и значение.

Переключение Зима-Лето хорошо именно для зимы и лета, а вот осенью/весной возникают проблемы. Даже сравнение наружной температуры с текущей уставкой комнатной или приточной температуры не всегда дает корректный критерий кому работать - нагревателю или охладителю.

Если запрещать совместную работу, то кто будет определять, какой из регуляторов неправ? Скомбинировать варианты и поставить третий?
Варианты: если теплый(холодный) ПИД в течении 5 минут держит на выходе 0%, то
1. Разрешается работа холодного(теплого) ПИД с 0.
2. разрешается прохождение сигнала с выхода работающего до того холодного(теплого) ПИД.
Немного разгружусь, промоделирую.

Кстати, как часто у Вас возникает необходимость в ручном задании открытия клапана и как приточка после перевода в автоматический режим на это реагирует? Предусмотратривается какая-либо процедура, или она сама выкарабкивается, как может? У меня рассогласование задания приводу и его положения больше чем на 2% рассматривается как авария с выдачей сообщения, а при переводе в автомат выход ПИД приводится в соответствие с фактическим положением привода.

До ограничений по памяти в Xenta-301 я однажды дошел, когда в один контроллер загрузил программу на две приточки. Но диагностическое сообщение, которое при этом выдавалось, совершенно не касалось памяти. Пришлось бороться буквально за каждый байт.

С уважением Взводатор.

[AlexSch]

Если запрещать совместную работу, то кто будет определять, какой из регуляторов неправ? Скомбинировать варианты и поставить третий?

Кто первый встал, того и тапки!!!!
Другой регулятор будет ждать пока работающий не поймет, что он не прав и не вернет тапки.

Кстати, как часто у Вас возникает необходимость в ручном задании открытия клапана и как приточка после перевода в автоматический режим на это реагирует? Предусмотратривается какая-либо процедура, или она сама выкарабкивается, как может? У меня рассогласование задания приводу и его положения больше чем на 2% рассматривается как авария с выдачей сообщения, а при переводе в автомат выход ПИД приводится в соответствие с фактическим положением привода.

Сама бедолага выкарабкивается :wacko:

[Взводатор]

По-крайней мере в моделях работает даже без задержки переключения. Значения ПИД-ов в этой точке близки, поэтому никаких изломов не наблюдается. Запрет прохождения сигнала при работающем ПИД-е отброшен как очевидно неподходящий.

Рис 3:

С уважением Взводатор.

[ttt]

Делаю разные ПИДы на нагрев и охлаждение.
На нагрев на самом деле 3 ПИДа, максимальное значение на аналоговый выход. Контроллеры Xenta.

[LordN]

Делаю разные ПИДы на нагрев и охлаждение.
На нагрев на самом деле 3 ПИДа, максимальное значение на аналоговый выход. Контроллеры Xenta.

два - понимаю (+обратка?), три - это вместе с каскадным (комнатная темп-ра)? почему тогда макс на выход? почему не просто сумма? из-за нормировки по интегралу?

[ttt]

to LordN
перечитал свой пост, немного уточню, а то и вправду не понять
Вы правы, два ПИДа одновременно во время работы - по воздуху и по обратке
Третий по воде во время останова. Если режим не соответствует назначению ПИДа, то он блокируется (равен 0), поэтому просто максимум на выходе.
Ну и прибамбасы при угрозе заморозки, к ПИДам отношение не имеющие .
С уважением ttt

[Взводатор]

А почему два ПИД-а на обратку?

В режиме останова у меня ПИД работает как пороговый: при падении обратки клапан открывается, вбрасывается порция горячей воды, он закрывается и эта вода крутится в контуре, пока не остынет. Добиться качественного регулирования не удается, потому что нет теплосъема и клапан работает на начальном участке характеристики с большой нелинейностью. А сильно грубить регулятор, чтобы он небыстро открывал вентиль не хочется, дабы не рисковать лишний раз.
Этот способ меня полностью устраивает.

С уважением Взводатор.

[ttt]

Почему 2 ПИДа на обратке?
6 лет так делаем, держим воду 35 С. Нигде проблем нет. А защита - это защита и ПИД здесь ни при чем.
С уважением

[AlexSch]

2 ttt, Взводатор
По поводу ПИДа на обратку в режиме работы.
ИМХО - он лишний. В режиме стоянки - да, необходимо держать обратку. И на самом деле не важно как ПИДом или гистерезисом (открыл, нагрел, закрыл), так как расходы в стоянке мизерные. А в режиме работы ПИД на обратке только мешает выполнять регулирование воздуха. Я тоже долгое время ставил два ПИДа в режиме работы. Сейчас решил от него отказаться. И все нормально работает. Главное при пуске завысить уставку температуры притока градусов этак на 10-15, и плавно подогнать ее к номиналу, чтобы клапан к рабочей точке выходил сверху. И все, дальше система нормально работает, только за угрозой замораживания следит.

[ttt]

to AlexSch
Клапан и так сверху идет из-за прогрева, а второй ПИД не дает проваливаться воде после прогрева. Впрочем, у каждого свои приемы и пристрастия.
Главное работает, заморачиваться (в смысле исследовать) нет времени.

[Взводатор]

Мне в ПИДе по обратной воде нравится то, что они плавно друг у друга управление перехватывают. При пороговом регулировании после отключения защиты возникает переходной процесс.

С уважением Взводатор.

[ttt]

Хотел выложить картинку с тремя ПИДами на нагрев, не соображу как.
Смысл следующий - регулирование по Т пом. с ограничением по Тмакс и Тмин в притоке. Подсмотрено в далеком 96г. у буржуев. Иногда использую.

[Взводатор]

Я делаю PrintScreen, вставляю в PaintBrush, подрезаю до нужных размеров и сохраняю в gif. Затем закачиваю на свою страничку у домашнего провайдера и даю на файл ссылку [ img ] адрес_файла [ /img ] ( внутри [] не должно быть пробелов. Это я сделал, чтобы скрипт пропустил форму.)

Если есть проблемы с размещением, присылайте мне, я выложу у себя. Если файлы в формате TAC или Visio, можно присылать просто так, если другие - то уже готовые картинки gif, jpg.

С уважением Взводатор.

[ttt]

to Взводатор
Не получается отправить Вам файл.
Если не трудно пошлите мне сообщение.

С уважением

[Взводатор]

адрес vzvodator собака mail.ru, leonid собака hcm-en.com.ua

Проблема, как выяснилось, была в аниспаммерской защите. Я думал, что адрес будет отображаться в поле ввода, а на форуме используется самостоятельный почтовый клиент. Уже все исправлено.

Еще проблемы. На предпросмотре поплыла кодировка, а потом выяснилось, что можно отправить второе письмо только через 15 минут.

С уважением Взводатор.

[ttt]

Попробуем с картинкой
Смысл следующий - регулирование по Т пом. с ограничением по Тмакс и Тмин в притоке. Подсмотрено в далеком 96г. у буржуев. Иногда использую.
Здесь только идея, немного не в тему, нет холодного клапана и поддержания Тводы.

[LordN]

................Главное при пуске завысить уставку температуры притока градусов этак на 10-15, и плавно подогнать ее к номиналу, чтобы клапан к рабочей точке выходил сверху. И все, дальше система нормально работает, только за угрозой замораживания следит.

задачку решал несколько иную, но смысл почти тот же...
при старте, в том случае, когда "прямая" ошибка (П-) дает наибольший вклад в выход и он становится = 0, слегка модифицирую ПИД:

Д - без изменений,
И - почти без изменений (увеличиваю Ти в два-четыре раза)
П - выключаю полностью, обнуляю. Вместо него использую интеграл по Д- с небольшой коррекцией (К.у), т.е. как бы смещаю потенциал через кондер большой емкости.

Остается продумать процедуру старта и способ/условия выхода из неё.

Получилось довольно красиво, переходной процесс сильно отличается от стандартного ПИДа в лучшую сторону.

[Взводатор]

ttt, по-моему эту задачу проще решить каскадным включением ПИД-ов. Сейчас занят другим делом, но попозже выложу и рисунок.


У меня старт по такой процедуре:
Подача на выход ПИДа приточного воздуха предустановленного уровня
Если температура обратки достигнет заданного значения, включается вентилятор.
Через 5 минут, когда снимутся тепловые запасы ПИД отпускается в регулирование.
Уровень предпрогрева выбирается близким к типовому положению клапана + 10-20%.

С уважением Взводатор.

[AlexSch]

К Взводатор

У меня старт по такой процедуре:
Подача на выход ПИДа приточного воздуха предустановленного уровня
Если температура обратки достигнет заданного значения, включается вентилятор.
Через 5 минут, когда снимутся тепловые запасы ПИД отпускается в регулирование.
Уровень предпрогрева выбирается близким к типовому положению клапана + 10-20%

Все здОрово. Так тоже пробовали . В таком алгоритме очень много зависит от соотношения Температура нар. воздуха - Темп. подающей воды. Если это соотношение примерно постоянно, тогда все нормально, но при некоторых условиях все равно происходит перегрев и, когда вы отпускаете ПИД, он валится в 0% со всеми вытекающими...

К LordN

задачку решал несколько иную, но смысл почти тот же...
при старте, в том случае, когда "прямая" ошибка (П-) дает наибольший вклад в выход и он становится = 0, слегка модифицирую ПИД:

Д - без изменений,
И - почти без изменений (увеличиваю Ти в два-четыре раза)
П - выключаю полностью, обнуляю. Вместо него использую интеграл по Д- с небольшой коррекцией (К.у), т.е. как бы смещаю потенциал через кондер большой емкости.

Как всегда нестандартное решение. Только, вот не знаю как его в моих контроллерах использовать. Стандартные функции здесь не подойдут

[Взводатор]

К Взводатор

... при некоторых условиях все равно происходит перегрев и, когда вы отпускаете ПИД, он валится в  0% со всеми вытекающими...

Если предусматривать и это, то можно либо ввести ограничение по минимуму еще на 5-10минут после предпрогрева, либо присвоить в конце предпрогрева уставке текущее значение притока и разрешить ей дрейфовать к заданному с ограниченной скоростью.
Можно еще включить ограничение, если ПИД подошел к нижнему порогу с высокой скоростью.
Если ПИД правильно настроен и система имеет переходной процесс без перерегулирования, то этого не происходит. Для приточки скорость выхода на режим в общем-то не важный критерий, поэтому я так ее и настраиваю.

Есть задумка вычислять уровень предпрогрева в зависимости от наружного воздуха и температуры подачи.

С уважением Взводатор.

[LordN]

Только, вот не знаю как его в моих контроллерах использовать. Стандартные функции здесь не подойдут

угу, здесь надо иметь возможность задания алгоритма на уровне языка, а не на уровне набора стандартных блоков (хотя, опять же, смотря какой набор..).

[LordN]

прицепил картинку. два пуска системы. первый - по описанному алгоритму, второй - стандартный.

Прикрепленные файлы

 pid.GIF ( 38,51 килобайт ) Кол-во скачиваний: 64

 

[Взводатор]

Я что-то не понимаю. Два графика в разных системах координат или одна система в двух графиках?
Разница между текущей температурой и уставкой в нулевой момент - 25°С ?

С уважением Взводатор.

[LordN]

Я что-то не понимаю. Два графика в разных системах координат или одна система в двух графиках?
Разница между текущей температурой и уставкой в нулевой момент - 25°С ?

С уважением Взводатор.

графики:
верхний - вход, ошибка (разность = Ттекущая - Туставка), ордината - температура, *С.
нижний - выход, ордината - напряжение, В.
графики синхронны, не нормированы по ординате, в реальных координатах. абсцисса - время, минуты.

чтоб было понятней - это работа в реале регулятора температуры конденсации.

[Взводатор]

Все равно я вижу только один пуск. Это стандартный, или по Вашему алгоритму.
Опишите более подробно зубец на графике температуры. Чем он вызван?

С уважением Взводатор.

[LordN]

зубец на отметке времени вблизи (чуток раньше) 4-х минут - это и есть второй пуск

[Взводатор]

Спасибо. Теперь все встало на свои места.

С уважением Взводатор.

[Гость_witboy_*]

2 LordN
вообще говоря устройство с правильно настроенным ПИД регулятором должно выходить на режим "идеально" (примерно так как на первой картинке) на второй картинке нехороший переходный процесс, да, но причем здесь ПИДрегулятор?

кстати вопрос что за возмущение у вас возникло мезду 1,5 и 2,5 минутой? уже застабилизированный процесс начал отклоняться в перерегулирование?

[LordN]

2 LordN
вообще говоря устройство с правильно настроенным ПИД регулятором должно выходить на режим "идеально" (примерно так как на первой картинке) на второй картинке нехороший переходный процесс, да, но причем здесь ПИДрегулятор?

идеально настроить ПИД можно только в идеальной системе , в реальной же, когда и собственная частота и передаточные коэффициенты, и когда отношение (и величина!) времен разгона/торможения являются функциями входа и выхода одновременно - добиться идеальности невозможно, вернее не так, можно, но при очень ограниченных условиях. как только условия изменились - система либо реагирует не так, либо, что самое хреновое, начинает возбуждаться.
можно конечно повышать порядок регулятора, вводить линеаризацию, строить самонастраивающиеся регуляторы, строить мат.модели, искать все связи и т.д. и т.п.
а можно сделать по другому - добиться уставками нормального поведения ПИДа, после входа в боле-мене стабильный режим во всем диапазоне внешних условий, а для старта системы использовать немного отличный регулятор, даже не столько сам регулятор, сколько его уставки...

кстати вопрос что за возмущение у вас возникло мезду 1,5 и 2,5 минутой? уже застабилизированный процесс начал отклоняться в перерегулирование?

как уже говорил - это поведение в реале регулятора давления конденсации сплита, по датчику температуры управляю напряжением, подводимым к вентилятору. могу выложить график, где скорость вент-ра = макс. (или = некоторой) - на нем будет хорошо видно, как болтается температура конденсации, даже в безветренную погоду. с чем это связано - с чем угодно, начиная с прогрева компрессора, дуновениями ветра и кончая какими-нить турбулентностями, периодически возникающими во фреоновой гидро.системе...

зуб даю - никаким одним ПИДом, без разных заморочек с предпрогревом, плывущими уставками и т.п., вам не добиться ровного старта приточки с медным т/о и стандартным приводом на вентиле (который из конца в конец проходит за, почти, минуту) при температуре за бортом в -40*С.
по сути, то что делаю я для старта - тоже заморочка, но здесь учитываются кое-какие важные факторы самого разгона - скорость, и почти не учитывается расстояние до уставки...

[LordN]

могу выложить график, где скорость вент-ра = макс. (или = некоторой) - на нем будет хорошо видно, как болтается температура конденсации, даже в безветренную погоду. с чем это связано - с чем угодно, начиная с прогрева компрессора, дуновениями ветра и кончая какими-нить турбулентностями, периодически возникающими во фреоновой гидро.системе...

выкладываю

Прикрепленные файлы

 max_out.GIF ( 33,62 килобайт ) Кол-во скачиваний: 52

 

[Гость_a_vent_*]

А как быть (т.е. сколько ПИД-ов использовать), если кроме нагревателя и охладителя есть еще управляемый рекуператор или камера смешения?