Приводы: 3-х позиционный vs 0-10 В, Водяная приточка - 2 Опции

[olg2004]

По просьбе asl создал эту тему....

Рассматривается приточная установка с водяным калорифером и пременение в системе автоматики ИМ (исполнительных механизмов) с сигналами управления 3-х позиционный импульсный или 0-10 В.

1. Предупреждаю сразу я использую только двух-ходовые клапаны (РО-регулирующие органы) так как у трех-ходового не одна характеристика - а целых две (канал А-АВ, и канал В-АВ) что усложняет наладку. Схема узла обвязки вот - такая, извините ошибся схемой (вторая попытка):

Сообщение отредактировал olg2004 - 24.4.2005, 8:57

Прикрепленные файлы

 ____2.rar ( 5,53 килобайт ) Кол-во скачиваний: 447

 

[olg2004]

По просьбе asl создал эту тему....

Рассматривается приточная установка с водяным калорифером и пременение в системе автоматики ИМ (исполнительных механизмов) с сигналами управления 3-х позиционный импульсный или 0-10 В.

1. Предупреждаю сразу я использую только двух-ходовые клапаны (РО-регулирующие органы) так как у трех-ходового не одна характеристика - а целых две (канал А-АВ, и канал В-АВ) что усложняет наладку. Схема узла обвязки вот - такая, извините ошибся схемой (вторая попытка):

Сообщение отредактировал olg2004 - 24.4.2005, 8:57

Прикрепленные файлы

 ____2.rar ( 5,53 килобайт ) Кол-во скачиваний: 447

 

[Автоматчик]

Олег! Если у тебя есть проблемы с узлами обвязки приезжай к нам в офис, поговорим.
Горбунков А.В.

[asl]

По просьбе asl создал эту тему....

...

Спасибо.

В чем разница в управлении вышеуказанных приводов?
Желательно конечно рассмотреть все с математикой.

[LordN]

математика примерно такая...

для начала немного о логике процесса, практически все регуляторы, используемые сейчас, цифровые. что это означает наверно распространятся не надо...
дале, пусть есть нагреватель, есть датчик температуры за ним, воздух дует через нагреватель на датчик, мощность нагревателя может меняться, т.е. имеется управляющий вход.
с датчика температуры каким-то образом снимается сигнал и преобразуется в цифрУ, это входной сигнал для регулятора. это делается Периодически, период м/б от долей, до десятков секунд. Пройдя некие преобразования в регуляторе, входной сигнал, каким-то образом превращается в выходной, тот поступает на ИО (исполнительной орган, типа привод, реле, рег.нагреватель и т.п.)

Обозначения.
Th - текущая температура, *С.
Th.set - уставка температуры, *С.
Uxxx - выходной сигнал, не имеет размерности, как правило, изменяется от 0 до 1 т.е. от минимума до максимума, xxx - закон регулирования.
error = Th.set - Th, - сигнал ошибки, читай, входной сигнал, *С.

в чистом виде П-закон регулирования записывается так:

Up = error * Ky,

здесь Ky - коэффициент усиления, вместо него чаще применяется величина ему обратная, т.е. Ky = 1 / Zp, Zp - называют зоной или полосой пропорциональности. поскольку error имеет размерность *С (гр.цельсия), то и Zp также имеет размерность Цельсий.

ПИ-закон записывается так:

Upi = error * Ky + 1/T.i * ("Сумма всех значений error"),
здесь T.i - относительная интегральная постоянная времени, имеет размерность *С. Если внимательно присмотреться к последнему слагаемому, то можно заметить, что оно очень похоже на формулу "среднее арифметическое", на сам деле оно им и является, одно маленькое "но" - для или по величине T.i

Вот, как записаны выражения для Up и Upi, так они и используются для управления приводом с пропорциональным, 0...10В, входом.

теперь про трехпозиционный привод.

здесь потребуется пара новых обозначений:
deltaUххх - приращение выходного сигнала, *С, ххх - метод
errorOld - предыдущее значение error, *С.

без выкладок, они очень просты, записываю выражение для П-закона в несколько другом виде.

Up = Up.Odl + delta.Up,
здесь Up.Old - предыдущее значение Up.
delta.Up - приращение Up на текущем отсчете.

delta.Up = (error - error.Old) * Ky, меняется также от 0 да 1, но в отличии от Up в первой записи превращается не в вольты, а в отношение времени "включено" к "выключено", как и для чего - ниже.

дале поступают так,
если delta.Up > 0 - включают и выключают выход "увеличить", на время пропорциональное модулю значения delta.Up, другими словами меняют скважность включения/выключения этого выхода в зависимости от величины delta.Up
если delta.Up < 0 - тоже самое для выхода "уменьшить".
если delta.Up = 0 - оба выхода выключены.

что теперь со всем этим делать, чтоб разобраться что к чему ...
надо взять карандашик, листочек и разрисовать абстрактные графики со всеми этими переменными и законами, учитывая, что в самый первый период времени Uxxx = 0, а error < 0. Это очень важно!

[Взводатор]

Посмотрите это обсуждение: http://iprog.pp.ru/forum/read.php?f=1&i=28319&t=26859

Есть и физика, и математика и описательные объяснения.

С уважением Взводатор.

[olg2004]

Автоматчик

Уважаемый Александр Васильевич - нет у меня проблем с узлами, в отличие от стороних производителей..... А здесь я отдыхаю - флудим помаленьку

[olg2004]

И так между приводами 0-10 В и 3-х позиционным я невижу НИКАКОЙ разницы с некоторыми оговорками:

3-х позиционный привод:

- относительно привода 0-10 В намного дешевле (отсутствует электронка в приводе)
- различное напряжение питания - 24, 220, 380(3ф)
- помехоустойчивость входов управления (не боится наводок)

0-10 В:

- малое время перемещения привода (быстрые привода)
- синхронная работа приводов при работе группой (например в камере смешения воздуха)
- удобство диспетчеризации и сигнализации положения привода так как 0-10В = 0-100%

В чем же существенные отличия?

А в приборах которые управляют данными приводами:

В регульторе с 3-х позиционным импульсным выходом - уменьшая длину импульса можно добиться любой точности регулирования (меньше импульс больше положений клапана) - при том что существенно увеличивается время хода привода.

В регуляторе с выходом 0-10 В - в основном производители не заморачиваются и ограничиваются максимально возможными 100 положений привода (0-100% выходной мощности). А теперь прикинте - на улице - 28 задание +22. Перепад температур 50 градусов. Допустим что характеристики обьекта линейны (что вобщемто сейчас не существенно). 100 положений делим на 50 градусов в итоге на регулирование с точностью до градуса у нас имеется только ДВА положения привода.
Отсюда и все проблемы с регуляторами 0-10 В и их невозможностью регулировать температуру без колебаний.

На правах рекламы (и анти рекламы):

Правда встретил регулятор (контроллер со встроенными регуляторами) с выходом 0-10 В которыйотсчитывает выходную мощность до сотой доли процента (например 38,85 %) - тоесть практически производителю удалось растянуть привод со 100 ступенек до 10000....
Прибор отечественного производства СИ-34, фирмы САВЕЛ-Ижиниринг...
Что бы не заниматься рекламой отдельной фирмы скажу также что прибор попался практически неисправный, что очень печально...То есть есть хороший регулятор но все остальное - одни проблемы

Продолжение следует....

[LordN]

В регуляторе с выходом 0-10 В - в основном производители не заморачиваются и ограничиваются максимально возможными 100 положений привода (0-100% выходной мощности). А теперь прикинте - на улице - 28 задание +22. Перепад температур 50 градусов. Допустим что характеристики обьекта линейны (что вобщемто сейчас не существенно). 100 положений делим на 50 градусов в итоге на регулирование с точностью до градуса у нас имеется только ДВА положения привода.
Отсюда и все проблемы с регуляторами 0-10 В и их невозможностью регулировать температуру без колебаний.

не могу согласится, эт не так в большинстве случаев. даже если по входу ставят контроллер с АЦП, меньше 8 битных уже и не найдешь. как правило на входе либо двойной компаратор (больше/меньше) + интегратор, либо двойной компаратор + обратная связь через потенциометр положения и тогда чувствительность (шаг) примерно равен гистерезису компаратора.

[Взводатор]

olg2004, по некоторым пунктам ты не прав.

>- относительно привода 0-10 В намного дешевле (отсутствует электронка в приводе)
>- различное напряжение питания - 24, 220, 380(3ф)
>- помехоустойчивость входов управления (не боится наводок)

Согласен.

> 0-10 В:
>- синхронная работа приводов при работе группой (например в камере смешения воздуха)
>- удобство диспетчеризации и сигнализации положения привода так как 0-10В = 0-100%

Частично.

При достижении крайних значений они с большой степенью вероятности синхронизируются. Рассогласование будет зависеть от различия в скорости движения приводов, а у однотипных оно очень близко. Тем более, если они охвачены петлей регулирования, то задачу свою выполнят, хотя и чуть по-иному. На приктике это будет незаметно.
Ставить для синхронной работы разные привода, по-крайней мере, нерационально. Хотя, конечно, бывают разные случаи.

Если уж диспетчеризировать, то не сигнал, подаваемый на привод (его тоже нужно видеть), а снимать сигнал с позиционера. Он в приводах тоже одинаковый. Согласен, это дороже на стоимость входа контроллера, но информация достоверная.

0-10 В:

>- малое время перемещения привода (быстрые привода)

Не согласен.
Скорость перемещения штока зависит не от электроники, а от двигателя. Они в корректно сравниваемых приводах одинаковы.


>В регуляторе с выходом 0-10 В - в основном производители не заморачиваются и ограничиваются максимально возможными 100 положений привода (0-100% выходной мощности).

Шаг дискретизации не равен 1%. Но даже если бы это было и так, то такого разрешения хватило бы вполне. В ПИД регулятор наоборот вводят параметр "мертвая зона", чтобы регулятор загрубить, чтобы он не дергался по каждому подозрительному (шум датчиков) поводу.

По сути регулятор 0-10В представляет собой 3-точечный привод с аппаратным ПИД-регулятором по положению.

>Правда встретил регулятор (контроллер со встроенными регуляторами) с выходом 0-10 В которыйотсчитывает выходную мощность до сотой доли процента (например 38,85 %) - тоесть практически производителю удалось растянуть привод со 100 ступенек до 10000....

Не верь глазам своим. Большая разрядность индикатора совсем не обязательно означает большую точность. Максимум - это большая ОТНОСИТЕЛЬНАЯ точность. При отображении положения привода реальное положение вполне может округляться до целых показаний.

>То есть есть хороший регулятор но все остальное - одни проблемы

Так что же в нем хорошего? Проблемы?

С уважением Взводатор.

[olg2004]

Взводатор

>- синхронная работа приводов при работе группой (например в камере смешения воздуха)

Имеется печальный опыт эксплуатации системы автоматики камеры смешения воздуха с 3-х позиционными приводами... Если система работает продолжительное время (имеется ввиду регулирует) с изменяемыми параметрами вытяжного воздуха привода разбегаются в разные стороны из-за разной скорости перемещения (даже если все одинаковые) и приходится их связывать жесткой ос по сигналу датчика положения.

>- малое время перемещения привода (быстрые привода)

Имелись ввиду привода к водяным клапанам (тема как никак водяная приточка). Все перемещаются довольно таки шустро (например AQM2000 фирмы REGIN от 0 до 100% за 25-40 секунд) и это большой плюс данных приводов - меньше динамические ошибки регулирования...

>-По сути регулятор 0-10В представляет собой 3-точечный привод с аппаратным ПИД-регулятором по положению.

Мысль не понял... обьясните что имелось ввиду...

>-Не верь глазам своим. Большая разрядность индикатора совсем не обязательно означает большую точность. Максимум - это большая ОТНОСИТЕЛЬНАЯ точность. При отображении положения привода реальное положение вполне может округляться до целых показаний.

Специально звонил в Савел-Инжиниринг узнавал (отвлекал от ребят от обеда) все есть так как я написал ... Шаг сигнала управления 1мВ...

Продолжение следует...

[olg2004]

По поводу:

В регуляторе с выходом 0-10 В - в основном производители не заморачиваются и ограничиваются максимально возможными 100 положений привода (0-100% выходной мощности). А теперь прикинте - на улице - 28 задание +22. Перепад температур 50 градусов. Допустим что характеристики обьекта линейны (что вобщемто сейчас не существенно). 100 положений делим на 50 градусов в итоге на регулирование с точностью до градуса у нас имеется только ДВА положения привода.
Отсюда и все проблемы с регуляторами 0-10 В и их невозможностью регулировать температуру без колебаний.


Когда я это писал - я полагался на личный практический опыт... Предлагаю взять конкретный прибор (любой импортный контроллер) хороший вольтметр и попробовать опровергнуть моё утверждение... Правда незнаю как вы это проделаете, если ручное управление предусмотренное в контроллерах регулируется с шагом 1% ... а также индикация в вольтах до десятков долей (например 1,2 В - 12%) или в процентах например 24 %....

[Взводатор]

>>-По сути регулятор 0-10В представляет собой 3-точечный привод с аппаратным ПИД-регулятором по положению.

>Мысль не понял... обьясните что имелось ввиду...

Голый привод - двигатель, который может вращаться в обе стороны. Дополнить его парой концевиков, позиционером и кое-какой защитой - трехточечный привод.
Дополнить все это аппаратным ПИД-регулятором на плате, который будет задавать положение привода в зависимости от входного напряжения 0-10В (уставки) - вот тогда он становится приводом 0-10В.

>>- малое время перемещения привода (быстрые привода)

>Имелись ввиду привода к водяным клапанам (тема как никак водяная приточка). Все перемещаются довольно таки шустро (например AQM2000 фирмы REGIN от 0 до 100% за 25-40 секунд) и это большой плюс данных приводов - меньше динамические ошибки регулирования...

Я же обращал внимание - " в корректно сравниваемых".
Например, Belimo: и у NR24-SR (0..10В), и у NR24-3(3 точечн.) время полного хода 140с.


>Имеется печальный опыт эксплуатации системы автоматики камеры смешения воздуха с 3-х позиционными приводами... Если система работает продолжительное время (имеется ввиду регулирует) с изменяемыми параметрами вытяжного воздуха привода разбегаются в разные стороны из-за разной скорости перемещения

Насчет "в разные стороны" - "меня терзают смутные сомнения"(С). Промоделирую, тогда отвечу подробнее.

>В регуляторе с выходом 0-10 В - ...ограничиваются максимально возможными 100 положений привода (0-100% выходной мощности)....
Предлагаю взять конкретный прибор (любой импортный контроллер) хороший вольтметр и попробовать опровергнуть моё утверждение... Правда незнаю как вы это проделаете, если ручное управление предусмотренное в контроллерах регулируется с шагом 1% ... а также индикация в вольтах до десятков долей (например 1,2 В - 12%) или в процентах например 24 %....

Не задумывался над этим вопросом, хватало целых чисел. Запустил программу - ТАС позволяет ввести 4 знака. На практике проверю чуть позже.
Контроллер - Xenta 302. Пойдет?

С уважением Взводатор.

[olg2004]

Голый привод - двигатель, который может вращаться в обе стороны. Дополнить его парой концевиков, позиционером и кое-какой защитой - трехточечный привод.
Дополнить все это аппаратным ПИД-регулятором на плате, который будет задавать положение привода в зависимости от входного напряжения 0-10В (уставки) - вот тогда он становится приводом 0-10В.

Сомневаюсь насчет наличия Д-составляющей в схеме электроники привода...и И-составляющая под вопросом... А то неплохо бы было прлипил к приводу датчик и погнали - нафиг все эти контоллеры...

Я же обращал внимание - " в корректно сравниваемых".
Например, Belimo: и у NR24-SR (0..10В), и у NR24-3(3 точечн.) время полного хода 140с.

Кстати о Belimo: у NRYD24-SR (0..10В) время перемещения 35 секунд, а еще есть ПРОГРАМИРУЕМЫЕ привода (правда только время перемещения и ограничение хода штока) и с изменяемой характеристикой (правда только два положения равнопроцентная или линейная)
Виват Belimo! так сказать...

[olg2004]

>-Контроллер - Xenta 302. Пойдет?
сколько стоит?

[Взводатор]

>>-Контроллер - Xenta 302. Пойдет?
>сколько стоит?

Много. exw= ~1kЄ

[LordN]

По поводу:

В регуляторе с выходом 0-10 В - в основном производители не заморачиваются и ограничиваются максимально возможными 100 положений привода (0-100% выходной мощности). А теперь прикинте - на улице - 28 задание +22. Перепад температур 50 градусов. Допустим что характеристики обьекта линейны (что вобщемто сейчас не существенно). 100 положений делим на 50 градусов в итоге на регулирование с точностью до градуса у нас имеется только ДВА положения привода.
Отсюда и все проблемы с регуляторами 0-10 В и их невозможностью регулировать температуру без колебаний.


Когда я это писал - я полагался на личный практический опыт... Предлагаю взять конкретный прибор (любой импортный контроллер) хороший вольтметр и попробовать опровергнуть моё утверждение... Правда незнаю как вы это проделаете, если ручное управление предусмотренное в контроллерах регулируется с шагом 1% ... а также индикация в вольтах до десятков долей (например 1,2 В - 12%) или в процентах например 24 %....

например, как решается проблема в региновской акве:
если выходной сигнал "долгое" время был не изменен и вдруг чуток изменился - аналоговый выход аквы начинает "прыгать" в нужную сторону с малой скважностью. привод при этом оченно медленно вращается. так что колебания - это не проблема привода, это проблема управления им.

p.s. маленькая просьба к Взводатор и olg2004, пользуйтесь, плз, кнопкой "QUOTE", а то трудно разобрать, кто про что говорит... без обид, ладно?

[olg2004]

LordN

А где эта гребаная кнопка!!!??? :wacko:

[olg2004]

А где эта гребаная кнопка!!!??? 

Так правильно?

[olg2004]

например, как решается проблема в региновской акве:
если выходной сигнал "долгое" время был не изменен и вдруг чуток изменился - аналоговый выход аквы начинает "прыгать" в нужную сторону с малой скважностью. привод при этом оченно медленно вращается.  так что колебания - это не проблема привода, это проблема управления им.

Что проблема не привода это факт....Насчет того кто куда прыгает не понял - прошу пояснить яснее - желательно в графике, и в обще доступном формате (например эксель)....

[olg2004]

Много. exw= ~1kЄ

Накинь еще 300. и я тебе сам всю автоматику зделаю... ^_^

[LordN]

например, как решается проблема в региновской акве:
если выходной сигнал "долгое" время был не изменен и вдруг чуток изменился - аналоговый выход аквы начинает "прыгать" в нужную сторону с малой скважностью. привод при этом оченно медленно вращается.  так что колебания - это не проблема привода, это проблема управления им.

Что проблема не привода это факт....Насчет того кто куда прыгает не понял - прошу пояснить яснее - желательно в графике, и в обще доступном формате (например эксель)....

В регульторе с 3-х позиционным импульсным выходом - уменьшая длину импульса можно добиться любой точности регулирования (меньше импульс больше положений клапана) - при том что существенно увеличивается время хода привода.

ты ж сам писал это...
чтобы обойти гистерезис входа привода с аналоговым выходом, а сам привод чуток подвинуть в нужную сторону и с меньшей скоростью, делают примерно тоже самое: к аналоговой составляющей добавляют короткие импульсы нужной полярности.

[Гость_Гость_boris_*]

разрисовал как-то схему аквы.конструкция воходного дня.и за что платить?

[LordN]

разрисовал как-то схему аквы.конструкция воходного дня.и за что платить?

попробуйте еще разрисовать схему какого-нить симисторного регулятора оборотов для вентиляторов - вот там точно не зачто....

[Гость_Гость_boris_*]

срисовывал и такие ,все что попадались на глаза.у меня хобби такое.иногда повторяю только из спортивного интереса.

[Взводатор]

Результаты измерений выхода контроллера TAC Xenta302NP. программа проста до ужаса - задающий блок типа Real и аналоговый выход. Изменение задал от 0 до 2%, поскольку шкала на тестере 0-2В с тремя значащими цифрами. До 2% - потому что хотелось и малые приращения (меньше 1%) и значений достаточно. Я, например, дискретности не вижу.

Вход Выход -0,22 /1,1
0 0,022 0 0,020
0,1 0,022 0 0,020
0,2 0,032 0,01 0,029
0,3 0,043 0,021 0,039
0,4 0,053 0,031 0,048
0,5 0,064 0,042 0,058
0,6 0,074 0,052 0,067
0,7 0,085 0,063 0,077
0,8 0,095 0,073 0,086
0,9 0,105 0,083 0,095
1 0,116 0,094 0,105
1,1 0,126 0,104 0,115
1,2 0,136 0,114 0,124
1,3 0,147 0,125 0,134
1,4 0,157 0,135 0,143
1,5 0,168 0,146 0,153
1,6 0,178 0,156 0,162
1,7 0,189 0,167 0,172
1,8 0,199 0,177 0,181
1,9 0,21 0,188 0,191

Прикрепленные файлы

 TAC_Out.gif ( 8,32 килобайт ) Кол-во скачиваний: 38

 

[olg2004]

Взводатор

И что в иотге получилось? А то чето немного не понятно...


Хотите прикол - сегодня еду работать над проблемой управления приводом 0-10В с помощью 3-х позиционного сигнала....

А предистория такая:

Сперли два карманика с VTSсок... денег на новые у заказчика нет (почти 1400 евро) - теперь за 20000 рублей переделываем автоматику двух установок под приборы ТРМ12A

[Взводатор]

Это ответ на предположение: "В регуляторе с выходом 0-10 В - в основном производители не заморачиваются и ограничиваются максимально возможными 100 положений привода". Если бы это было так, то на выходе были бы только три положения 0%, 1%, 2%. На самом деле мы видим линейное нарастание напряжения, что говорит о том, что положений очень много и для практических целей более чем достаточно.

Лучше снимите 0-10 привод для своих целей, а Заказчику поставьте 3-точечные. Разность в цене будет Вашим бонусом, если, конечно, привода в хорошем состоянии, а замена не будет стоить дороже.

С уважением Взводатор.

[AlexSch]

Это ответ на предположение: "В регуляторе с выходом 0-10 В - в основном производители не заморачиваются и ограничиваются максимально возможными 100 положений привода". Если бы это было так, то на выходе были бы только три положения 0%, 1%, 2%. На самом деле мы видим линейное нарастание напряжения, что говорит о том, что положений очень много и для практических целей более чем достаточно.

Ой, чой-то я не понимаю, о чем вы спорите. Если регулятор аналоговый, то ни о какой дискретизации вообще речи нет, а если цифровой, то в нем ЦАП никак не меньше 8 бит, а это значит, что дискретность составляет 0,39 %, а этого для регулирования вполне достаточно.

[Гость_air_wave_*]

Мне тоже понравилось, надо же такое придумать: 1 град на 2%

[Взводатор]

А мы не спорим. "Мы тут плюшками балуемся"(С), т.е. проверяем на практике моменты, которые каждый понимает немного по-своему.

С уважением Взводатор.