Автоматика ИТП, Вопрос по алгоритму регулирования Опции

[asm]

Дело такое: есть маленький ИТП, с контуром всего на две приточки, и не получилось с ходу настроить регулятор клапана этого самого ИТП.
По большому счёту, ИТП работает в трёх режимах: в районе 0% клапана, в районе 40% и в районе 80%.
И если настроить ПИД так, чтобы он оперативно регулировал при большом расходе, то при остановленных приточках он уходит в автоколебания.
Если убить колебания, то он слишком медленно реагирует при включённых приточках.
Честно говоря, я бы не задавал этот вопрос здесь, но ближайшую неделю не будет возможности поэкспериментировать на практике, а ответ найти - неймётся, спится, понимаете ли, плохо

Как я разумею, в зависимости от степени открытия клапана я имею разное транспортное запаздывание, и есть идея настроить ПИД в двух пограничных случаях, и выдавать ему по кривой П и И составляющие в зависимости от значения выхода.
А может, не только выхода?
Интенсивность теплообмена зависит ещё и от разности температур подачи теплосети и обратки вентиляции...

В общем, чтобы я не изобретал велосипеда, может поделитесь опытом?
Как минимум, надо побороться с крайне низкой скоростью теплоносителя при малых величинах открытия клапана...

[asm]

Дело такое: есть маленький ИТП, с контуром всего на две приточки, и не получилось с ходу настроить регулятор клапана этого самого ИТП.
По большому счёту, ИТП работает в трёх режимах: в районе 0% клапана, в районе 40% и в районе 80%.
И если настроить ПИД так, чтобы он оперативно регулировал при большом расходе, то при остановленных приточках он уходит в автоколебания.
Если убить колебания, то он слишком медленно реагирует при включённых приточках.
Честно говоря, я бы не задавал этот вопрос здесь, но ближайшую неделю не будет возможности поэкспериментировать на практике, а ответ найти - неймётся, спится, понимаете ли, плохо

Как я разумею, в зависимости от степени открытия клапана я имею разное транспортное запаздывание, и есть идея настроить ПИД в двух пограничных случаях, и выдавать ему по кривой П и И составляющие в зависимости от значения выхода.
А может, не только выхода?
Интенсивность теплообмена зависит ещё и от разности температур подачи теплосети и обратки вентиляции...

В общем, чтобы я не изобретал велосипеда, может поделитесь опытом?
Как минимум, надо побороться с крайне низкой скоростью теплоносителя при малых величинах открытия клапана...

[jota]

Вот и опять, который раз лбом открываются ворота.....
1. На приточках я ставлю бай-пасс после первых вентилей на минимальный проток (уже писал об этом и не раз) не только для того, чтобы держать магистрали тёплыми, но и для того, чтобы у контроллера ИТП не улетели мозги при закрытии управляющих клапанов приточек. В качестве бай-пасса может быть балансовый вентиль минимального диаметра или термостатный ограничитель температуры обратки типа FJWR Danfoss
2. В ИТП управляющий клапан вентиляции с быстрым приводом - полный цикл открытия - 15 сек.
Всё!

[Сергей Долганов]

Может стоит притоки пересадить на контур отопления (при совпадении графиков естественно) и не морочить себе голову?

[jota]

На контур нельзя, на теплообменник - можно. Но если режим вентиляции переменный такого тоже делать нельзя, т.к. на отопление клапана медленные 240 сек цикл - просто будет уход от реальности в постоянную подстройку....

[Abysmo]

asm у Вас технология нарушена, а Вы настроить что-то пытаетесь

[asm]

asm у Вас технология нарушена, а Вы настроить что-то пытаетесь

И настрою. Вопрос только в том, буду ли изобретать велосипед, или воспользуюсь идеей чужого.
По любому, абстрагируясь от конкретного случая, вроде бы очевидно, что ПИ(Д) регулятор нормально будет работать только с системой, пропорциональность реакции которой на упарвляющее воздействие более-менее постоянна.
Но ведь полно исключений. То вентиляция с переменным расходом, то клапан теплообменника с ОЧЕНЬ переменным теплосъёмом во вторичном контуре.
Согласитесь, что при теплосъёме в 1-2% реакция на изменение клапана совсем не такая, как при теплосъёме в 80-90%.
Плюс, при малом закрытии вода в первичном контуре течёт настолько медленно, что до датчика обратки не сразу дотекает, как бы близко его не располагать...

[jota]

А зачем в ИТП контролировать обратку от вентиляции. Её надо контролировать в узле регулирования самой венткамеры на выходе из калорифера.....а зачем в ИТП?

[asm]

Вот и опять, который раз лбом открываются ворота.....
1. На приточках я ставлю бай-пасс после первых вентилей на минимальный проток (уже писал об этом и не раз) не только для того, чтобы держать магистрали тёплыми, но и для того, чтобы у контроллера ИТП не улетели мозги при закрытии управляющих клапанов приточек. В качестве бай-пасса может быть балансовый вентиль минимального диаметра или термостатный ограничитель температуры обратки типа FJWR Danfoss

Ну вот не поставили они байпас, я попросил сантехников вварить валяющийся без надобности регулирующий клапан, полдюймовый, белимовский, шаровой... Но им нечем было вынуть из него шайбу, уменьшающую его КВС до смехотворно мизерного значения, и они вкорячили его так. Причём не собщив об этом, пока вопрос не был зада напрямую...
В общем, будет проток, обещаю.

Но дело не в этом.
Понимаете, ПИД регулятор, он, конечно, универсален, живуч, и работоспособен в большом диапазоне входных значений и пропорциональности реакции системы, но, тем не менее, ОПТИМАЛЬНО он работает при соблюдении одного важного условия: реакция должна быть пропорциональна воздействию. Плюс-минус у этой пропорциональности может быть в разы, но он не бесконечен. И не в протоке дело, дело в теплосъёме. Он то есть, то его нет. А в таких условиях, сами понимаете, 1% воздейсвтие на клапан ИТП приводит к очень разному изменению т-ры подачи вторичного контура и обратки первичного.
Имея возможность запускать только половину вентиляции, я уже столкнулся с тем, что разнос оптимального коэффициента пропорциональности при теплосъёме и без него более 10 крат.

А зачем в ИТП контролировать обратку от вентиляции. Её надо контролировать в узле регулирования самой венткамеры на выходе из калорифера.....а зачем в ИТП?

Я обратку теплосети имел в виду. Там же скорость теплоносителя пропорциональна открытию клапана, а значит, и время с момента воздействия на клапан до реакции датчика тоже разное... При полностью закрытом клапане датчик вообще "видит" лишь т-ру стоячей воды, которая остывает в трубе... Тут, правда, проектировщики услышали мою молитву, и поставили байпас с малюсеньким балансировочником.
Но всё равно, скорость реакции датчика т-ры не постоянна, а для оптимальной настройки И-составляющей ПИД регулятора пять же, желательна константа...

[ktulu]

"Но всё равно, скорость реакции датчика т-ры не постоянна, а для оптимальной настройки И-составляющей ПИД регулятора пять же, желательна константа..."

...ну вообще-то в ПИД есть еще и Д:), Дифференциал, так вот Д как раз и предназначена для компенсации скорости изменения величины статической ошибки, и если ПИД правильно настроен, то как бы не менялась теплоемкость и прочее он удерживает систему в пределах допуска, и кстати автоколебания тоже Д сглаживает...

[asm]

...ну вообще-то в ПИД есть еще и Д:), Дифференциал, так вот Д как раз и предназначена для компенсации скорости изменения величины статической ошибки, и если ПИД правильно настроен, то как бы не менялась теплоемкость и прочее он удерживает систему в пределах допуска, и кстати автоколебания тоже Д сглаживает...

Неужели он настолько безгранично всемогущ?
Его величина так или иначе "заточена" под период автоколебаний, а он в моём случае разный.
Или есть какая-то отдельная методика его настройки специально для подобной ситуации?

Читая описание Synco нашёл упоминание алгоритма DRT, моего случая это особо не касается, но задумался: а какие ещё есть "умные" алгоритмы регулирования контура ИТП? Ведь действительно, исходя из температур на всех четырёх трубах теплообменника можно что-то умное замутить.
Например, в систему отопления подавать воду не по графику, а в зависимости от дельты между подачей и обраткой.

Да и по мотивам DRT, разница между обратками должна чём-то полезном говорить, хотя о чём именно, я не понял ))
Если они уравнялись, значит теплосъём у нас низкий, и теплообмен прошёл предельно эффективно.
Если обратка потребителя холоднее обратки теплосети, значит теплосъём большой, и теплообменник просто не смог передать всю востребованную мощность.
Если обратка потребителя горячее, что с т.з. физики фантастично, то это значит, что мы практически закрыли регулирующий клапан, и датчик обратки теплосети видит воду с большим запаздыванием
Третий пункт "замнён для ясности", но какие действия следует совершать в промежутке между первым и вторым?

Я сталкивался только с двумя алгоритмами регулирования: поддержание подачи с корректировкой уставки оной с целью непривышения обратки теплосети. И с поддержанием по обратке теплосети, в ситуации, когда т-ра подачи "чем больше тем лучше", всё равно ведь зависит от температурного графика теплосети.

[LordN]

асм, вам говорят - обратку контролировать надо в контуре приточек, а не снаружи. так понятнее?

[jota]

Вообще, контроль Т2 в ИТП вспомогательная функция для предотвращения аварийной ситуации и делать её опорной для регулирования - это бред. Опорной является температура подачи.
Вы, ставя Т2 на место аргумента, извращаете вообще смысл и логику регулирования от интересов абонента-пользователя к интересу поставщика....

[asm]

асм, вам говорят - обратку контролировать надо в контуре приточек, а не снаружи. так понятнее?

Да оно так и есть, в режиме простоя калориферы вентиляции успешно сливают 30 градусную воду, причём с очень высокой точностью и стабильностью

Вентиляция просто с очень переменным расходом, и, как результат, контур ИТП имеет большой разброс теплосъёма, и МАССЫ (скорости) воды во вторичном контуре.
Ну вот задумайтесь, при одном и том же теплообменнике, одинаковми ли должны быть параметры ПИД-а, ИТП, если мы в час имеем пол тонны воды, и если имеем десять?
Причём во вторичном контуре переменность расхода составляет от 2 до 12 тонн, а в первичном от 0 до 10.

[asm]

Вообще, контроль Т2 в ИТП вспомогательная функция для предотвращения аварийной ситуации и делать её опорной для регулирования - это бред. Опорной является температура подачи.
Вы, ставя Т2 на место аргумента, извращаете вообще смысл и логику регулирования от интересов абонента-пользователя к интересу поставщика....

Вы что, думаете, я всегда так делаю???
Тут как в анекдоте, неприличном: "ну, случаи-то разные бывают" (С)
В данной ситуации теплобменник установлен из-за того, что вентиляции нужен другой перепад давления и скорость теплоносителя, чем может позволить выделенаня линия теплосети. Соотвественно, температурный график подачи идентичен графику теплосети.
И что мне надо регулировать по подаче в таком случае?
Больше чем даёт теплосеть, я нагреть всё равно не смогу, правда?
Меньше мне нагревать - не нужно.
Единственное, что мне нужно, это не слить горячую обратку, причём исключительно в момент простоя всей вентиляции.

О! А ведь при малом теплосъёме у меня обе обратки будут одинаковыми, правда? Но во вторичном контуре у меня и при нулевом закрытии клапана циркуляция есть, процентов 10% от номинальной, но есть. Может быть, имеет смысл при малых открытиях клапана ориентировать на датчик обратки вторичного контура?

Кстати, а уж не для подобных ли ситуаций, привода клапанов имеют возможность включить логарифмическую кривую положения штока в зависимости от управляющего сигнала, вместо линейной? Мой привод так не может, но я могу программно это сделать.

[jota]

Делаю последнюю попытку....
Ваш случай. 3 венткамеры от ТО в ИТП.
Задача контроллера ИТП держать на выходе Т11 температуру по графику с коррекцией по наружной температуре - основная задача.
Задача автоматики AHU держать заданную температуру воздуха.....
Контроль обратки Т12 в узле регулировки AHU с функцией защиты калорифера
Контроль обратки Т2 вообще для подачи сигнала тревоги, а не для коррекции графика температуры.
Клапан в ИТП на Т1 перед теплообменником с быстрым приводом (15 сек полный ход штока)
Система простая как чайник, Вы ищете сложности, которые никто так и не понял.....

Сообщение отредактировал jota - 7.11.2009, 14:10

[Abysmo]

В таких ИТП я ставлю трехходовые смесительные клапана.

[jota]

В таких ИТП я ставлю трехходовые смесительные клапана.

В ИТП?

[Abysmo]

Я имел ввиду в узлах обвязки приточных установок.

[jota]

Там я ставлю и 3 и 2 ходовые - по настроению

[asm]

Делаю последнюю попытку....
Ваш случай. 3 венткамеры от ТО в ИТП.
Задача контроллера ИТП держать на выходе Т11 температуру по графику с коррекцией по наружной температуре - основная задача.
Задача автоматики AHU держать заданную температуру воздуха.....
Контроль обратки Т12 в узле регулировки AHU с функцией защиты калорифера
Контроль обратки Т2 вообще для подачи сигнала тревоги, а не для коррекции графика температуры.
Клапан в ИТП на Т1 перед теплообменником с быстрым приводом (15 сек полный ход штока)
Система простая как чайник, Вы ищете сложности, которые никто так и не понял.....

Всё именно так и сделано, только клапана трёхходовые, и вместо байпаса с балансировочником у каждой системы один регулируемый клапан на общей гребёнке, которая былиже к вентустановкам, чем к ИТП.
И привод Siemens SKD62, 15 секунд в закрытие, 30 в открытие.
Вопрос-то у меня чисто программистский.
Классический ПИД регулятор не в силах оптимально управлять клапаном ИТП при разных расходах тепла.
Или он меделнно реагирует при большом расходе, или уходит в автоколебания при малом.
По идее, "логарифмизация" графика продвижения штока должна спасти. На малом открытии автоматически и скорость занизится и пропорциональность реакции на воздейсвие.
В документации клапана указано, что у него равнопроцентная характеристика, а у привода есть переключатель "линейный-равнопроцентный".
В общем, надо будет попробовать щёлкнуть этот переключатель, и, возможно, тема будет исчерпана.

Как я писал выше, графики для Т1 и Т11 у меня совпадают, так что, по большому счёту регулировать нечего.
Если бы поддержание какой-то Т11 мне технологически гарантировало допустимость Т2, а тут при требуемой мне Т11, Т2 может быть и заниженной и завышенной.

Надо ловить момент остановки, когда резко исчезает теплосъём, Т2, пусть и кратковременно посдкакивает, из-за чего я закрываю клапан в ноль, из-за чего теплоноситель теплосети почти не движется, да и во вторичном контуре его скорость минимальна.

Хотя, действительно, чего я нервничаю, Т2 хоть и горяча, но масса её крайне незначительна...

[jota]

Т1 и Т11 никак не могут совпасть:
- на теплообменнике перепад не менее 5*С
- у вас регулировка Т11 по наружному датчику температуры т.е. сиюмоментная, а Т1 по интегрированному суточному графику....
Какие "программистские вопросы" могут быть в стандартной, миллионы раз обкатанной ситуации.....?
Вообще-то это не моё дело.....

[ktulu]

"Неужели он настолько безгранично всемогущ?
Его величина так или иначе "заточена""

...эээ "заточена" кем.. и чем?:))...

"Или есть какая-то отдельная методика его настройки специально для подобной ситуации?"
...их несколько, поищите настройка контуров на основе ПИД-регулирования, а вообще ТАУ это все...

[asm]

"Неужели он настолько безгранично всемогущ?
Его величина так или иначе "заточена""

...эээ "заточена" кем.. и чем?)...

"Или есть какая-то отдельная методика его настройки специально для подобной ситуации?"
...их несколько, поищите настройка контуров на основе ПИД-регулирования, а вообще ТАУ это все...

Кем "заточена"?
Наладчиком, при подборе параметров по метолдикам, о которых Вы же пишете ниже.
Три основных параметра ПИД-а подбираются под конкретную систему.
А контур ИТП в условиях штатного съёма тепла, и в условиях почти нулевого съёма - это две очень разных системы.

СКОРОСТЬ движения воды через теплообменник меняется более чем в 10 раз.
Вот и автоколебания при настройке получаются с десятикратным разбросом периода.
Допустим, это 20 и 200 секунд.
Какие И и Д вы посоветуете в такой ситуации?
А П, вызывающий автоколебания меняется от 0.5 до 7.
Какой предложите оставить?

[Гость_Boris Blade_*]

Адаптивный регулятор.

[LordN]

СКОРОСТЬ движения воды через теплообменник меняется более чем в 10 раз.

либо вы чего-то непонимаете, либо вводите нас в заблуждение - кто говорил что схема такая как на рисунке Йота? как в схеме с насосом может меняться производительность через т/о на порядок???

давайте свою схему...

[asm]

Адаптивный регулятор.

Где такой взять? Как смастерить? В стандартной библтотеки Десиго 4.0 такого нет

либо вы чего-то непонимаете, либо вводите нас в заблуждение - кто говорил что схема такая как на рисунке Йота? как в схеме с насосом может меняться производительность через т/о на порядок???

давайте свою схему...

И ничегошеньки я не ввожу в заблуждение. В первичном контуре клапан двухходовой? Регулирование количественное, скорость само собой - тоже.
На схеме Jota расход со стороны ИТП тоже переменный +небольшая константа через байпасы с балансировочниками.

Сообщение отредактировал asm - 8.11.2009, 18:14

[jota]

На схеме Jota расход со стороны ИТП тоже переменный +небольшая константа через байпасы с балансировочниками.

Да, переменный - но Вы плохо представляете режим пуска вентагрегата: сначала открывается клапан и происходит проток через калорифер для прогрева, поэтому в ИТП возвращается не ледяная вода и регулятор (2х ходовой клапан) не получает "шока".
Изменение нагрузки от вентиляции по времени Вами сильно преувеличена. Это может быть только для технологической вентиляции, работающей в дискретном режиме. Общая вентиляция работает в стабильном режиме который изменяется так же как и отопление в зависимости от температуры наружного воздуха. Значит основные процессы стабилизации режима в ИТП происходит только при включении или выключении вентагрегатов.
Про пуск я уже писал вначале, выключение - вообще не вызывает проблем: с закрытием клапана установки уменьшается расход и в ИТП (как работает насос я уже не буду описывать), соответственно клапан на Т1, поддерживая заданную Т11 будет закрываться.......
А минимизированный проток через бай-пасс агрегатов даёт возможность постоянно и точно контролировать температуру подачи в ИТП, не даёт остыть магистрали - что в свою очередь, при пуске Вентагрегата даёт возможность немедленно подать в калорифер горячую воду....

Сообщение отредактировал jota - 8.11.2009, 20:56

[asm]

Обижаете, уже пять лет занимаюсь программированием и пусконаладкой в этой области, и предварительынй прогрев реализую всегда, ровно как и поддержание обратки при простое.
Съём тепла у меня не потстоянный: вентиляция обслуживает покрасочные камеры, у них два основных режима: покраска (с максимальным) расходом, и сушка.
И пуск, как таковой не вызывает у меня проблемы.
Проблему у меня вызывает тот факт, что под малый съём тепла ПИД регулятор ИТП мне надо настроить совсем не так, как под большой.
Я писал в самом начале: если он при ощутимом съёме оптимально работает, то при простое уходит в раскачку, а если настроить его так, чтобы при простое не было раскачки, то он очень медленно выходит на режим при работе.
Природа этого явления на мой взгляд проста и очевидна, и с ходу я вижу уже два пути борьбы с ним, но в пылу изобретения велосипедов грешно не спросить о чужом опыте на форуме специалистов...

[jota]

Так бы сразу и написали, что вентиляция технологическая.
В таких случаях вообще для сглаживания пиковых нагрузок применяется буферная ёмкость или аккумулятор. В этом случае задача ТО - зарядить аккумулятор - процесс стандартный и растянутый.

[HeatServ]

А можно с лигонца не в тему вопрос?
Садить вентиляцию на соленоидный клапан это вообще можно? Регулировать пропусками всмысле?

Сообщение отредактировал HeatServ - 8.11.2009, 22:30