Здравствуйте!

Пробую настроить регулятор для работы по методу Циглера-Николса. Регулятор РТП-8.1 (http://www.iztech.ru/goods/10/) работает вместе с нагревателем и рабочим термосопротивлением. Нагревается жидкость в термостате. Можно немного обобщить - регулятор используется для регулирования температуры . Попытавшись использовать метод Циглера-Николса получил неожиданные результаты. Все детали проведения опыта и данные могу сообщить после. Прошу помощи в "расшифровке" данных и определения причины столь странного поведения.

Буду благодарен за любую оказанную помощь.

А где результаты ?

Рад, что появились ответы
Результаты будут вечером, скорее всего. Пока на словах могу сказать как я действовал. Вначале выставил на нулевое значение интегральный (И) и дифференциальный (Д) коэффициенты. Затем нашёл такое значение пропорционального коэффициента (П), при котором начинаются автоколебания. Определил период автоколебаний в секундах, помножил его на 0.5 и принял его как И-коэффициент. Однако, его значение оказалось больше 100. Настройки регулятора позволяют выставлять значение от 0 до 100. Период (И-часть, получается) я получил, но вот как его использовать затем? Как перевести его в "понятную" регулятору информацию?

Также, уменьшая П, вышел на другое значение, при котором колебания начинают затухать. Помножив это значение на 1,67, получил П-часть.

Вот краткое описание части того, что сделано.

Ответы давно появились, ещё до вопроса. http://forum.abok.ru/index.php?showtopic=3...%EA%EE%EB%F1%E0
Первые опыты по пониманию регулирования? Успехов!

Ludvig, прочитал материал по ссылке. Мну всё равно не понял как перевести в понятные регулятору размерности значения периода автоколебаний. Конечно, хорошая идея спросить у компании в каких единицах выставляется у них И-часть. Это я спрошу, конечно. Вы это имели ввиду, когда говорили, что ответы уже есть?

Да, первые шаги, так сказать. Но вожусь достаточно долго с этим регулятором, пытаясь определить первоначальные коэффициенты.

aspirantis, у каждого производителя свои размерности. Подбираются только импирическим путем. Предлагаю вам стать самому регулятором, сравнивая правильность работающего регулятора со своими внутренними ощущениями и привести его работу к своим требованиям. В дальнейшем вам никогда не придется на реальном объекте заниматься вычислениями коэффициентов, это очень долго и не точно. Но понимание чего крутить должно быть. Мне приходится без бумаг получать и оценивать разгонную кривую, а дальше рукоблудие.

Надеюсь, что я понял, о чём Вы говорите. Мой любимый метод - метод проб и ошибок. То есть метод настройки, основанный на знании того, как "действуют" составляющие ПИД-регулятора. Проблема в том, что попытавшись применить этот метод, появились другие трудности, связанные с работой регулятора. Если говорить о них, то это в рамках другой темы.

Так как инженер с фирмы посоветовал мне использовать метод поиска настроек, очень схожий с методом Циглера-Николса, то я решил воспользоваться этим методом. И сразу же столкнулся с тем, что не могу "вбить" в регулятор значение И-части.

А как это без бумаг? Вам нужно встать у объекта и снимать показания, как минимум. Или я чего недопонимаю? Без бумаг тут не обойтись. Ну, конечно можно на ладони данные записывать

aspirantis, попробуйте более простой метод, именуемый в народе "концы пополам". Выбрав изначально заведомо большую итерацию для пропорциональности найдите рабочую зону. И потом, уменьшая каждый следующий шаг в 2 раза, подходите к реальной точке. А И-составляющую вводите уже потом, постепенно её наращивая от нуля. Обычно это помогает при работе с незнакомыми регуляторами. Удачи.

Vian, спасибо за совет. Постараюсь попробовать на практике.

Vian, истину глаголишь! Внимательное изучение ТАР, приводит к ощущениям, что это не теоретические выкладки, а справочник. В любом учебнике теориии заканчиваются на разделе "Выбор регулятора". Далее он преползает в справочник с допущениями, упрошениями и рекомендациями. Теории уже побоку.

Ну, главное ведь всегда результат, а как он достигнут был - при помощи какой-то крутой теории или методом научного тыка - обычно не имеет значения.

aspirantis,попробуйте применить для настройки регулятора в первом приближении следующие параметры Вашей системы,которые желательно определить опытным путём:

-максимальную дельту по температуре в градусах,которое способен обеспечить Ваш нагреватель,примите за диапазон пропорциональности (величина,обратная коэффициенту пропорциональности,например,при дельта равном 40С коэфф.проп. будет равен 2,5);

-время,необходимое нагревателю для предыдущего опыта будет временем интегрирования;

-дифференциальную составляющую отключите,для управления инерционным процессом (каковым является любой теплообмен) она будет только мешать.

В большинстве случаев,подобным способом удаётся получить для регуляторов нагревателей достаточно оптимальные настройки с первого раза.

aslanbek, к сожалению, выяснить какую именно дельту по температуре (т.е., как я понял, максимальное изменение температуры, которое может обеспечить нагреватель, грея жидкость на 100% всей своей мощности) выяснить пока не удастся. Мне пришлось бы отдельную схему собирать, чтобы нагреватель на максимуме от своей мощности работал постоянно или продолжительное время. При выходе на режим нагреватель работает на 100% какое-то время. Затем начинает скидывать мощность, при подходе к заданной температуре.

Дифференциальную часть отключил вовсе На днях отпишусь как чего делал. Пока начинает получатся

такое обычно подразумевается по дефолту и об этом никогда не говорят, но - прежде чем настраивать регулятор надо очень хорошо понимать что именно и как происходит без него.

А что мешает отключить привод регулирующего клапана от регулятора и открыть его в ручном режиме?
А дельта температуры закладывается еще на стадии проектирования. И для вашей установки это паспортные данные.

LordN, немного не понял Вас. Без регулятора с нагревателем скажем так - ничего не происходит...

Rus75 тут не производственные, а лабораторные условия - никакого привода с клапаном нету. Есть термостат, в нём нагреватель и термосопротивление. Нагреватель выбирал, соблюдая некоторые условия, так же как и термосопротивление. Однако производить расчёт такой системы не могу - просто не знаю методики...

если есть нагреватель, то должен быть и охладитель. у вас так?

что до той фразы то на доступном языке она должна звучать както так: требуется снять отклик системы на ступеньку. и на ступеньку вверх и на ступеньку вниз.
катотак http://www.owen.ru/text/51312821
доступно?

Да, охладитель в термостате тоже есть. Без него никак )
Читаю то, что скинули... А про поправку не скажете?

дык в сказке про неё написано все что известно и мне.. остальное, более глубокое знание, надо искать в первоисточниках типа бесекерский и иже с ним.

Дык а хто сказку сочинил?

Знамо дело - Сказочник с большой буквы С

Да, вот предварительные результаты. Удалось приблизится к регулированию температуры на уровне 0.02 С, используя только П и И части. То есть утверждение о том, что Д часть вносит достаточно небольшой вклад в регулирование температуры, может оказаться очень даже верным. Хотя это, конечно, зависит от объекта регулирования и приборов, но в моём случае это оказалось верным, наверное (так как конечная цель - регулирование меньше 0.01 С при минимальном, на сколько это возможно, времени выхода на режим - ещё не достигнута ).

Сегодня-завтра выложу графики результатов. Есть вопросы, конечно...

надеюсь что это шутка. если нет, то советую ознакомиться с методами и средствами измерения.

Нашел какое-то руководство на этот регулятор, из характеристик точности/погрешности только "4.2 Точность отображения температуры ± 0,1 °С;". Не расписано влияние на точность изменения, температуры окружающей среды (может оно конечно для всего диапазона рабочих температур "заложено" в диапазон ± 0,1 °С, но сомневаюсь). Подозреваю, что прибор сделан людьми не до конца представляющими сложность точного измерения/регулирования. Даже само руководство выглядит чудно - текст не отформатирован

И вообще, получить на термостатируемой камере точность поддержание температуры лучше чем ± 0,5 °С это большая проблема. Даже в разных углах термостата температура может различаться на бОльшие величины. "Советские" лабораторные термостаты которые я видел имели точность поддержания температуры в лучшем случае ± 1,5 °С (т.е. диапазон изменения температуры 3 градуса), на дорогих импортных ± 1,0 °С (т.е. диапазон изменения температуры 2 градуса).

Извините, но что Вас смущает? Если перейти по той ссылке, что давал в заглавие темы, то стабильность поддержания для термометров сопротивления там 0.002 С (сноска есть, что от объекта регулирования зависит). В принципе, у меня вчера получилось вписаться в 0.01 С. Только время выхода на режим достаточно долгое.

А вот на счёт ознакомления с методами и средствами регулирования не понял...

Графики, к сожалению, только на следующей неделе будут...

Интересно!
В своё время переделывал сухой термостат для лаборатории (советский - не помню сейчас название). У него нет охлаждения. Только контур нагрева.
Ставил в качестве регулятора "ОВЕН ТРМ-12".
Так вот, применив так всеми почему-то нелюбимую дифференциальную составляющую (которая по-другому называется "время предварения"), я добился того, что регулятор задолго до достижения уставки начинает отключать нагрев, тем самым, быстро выходя на рабочий режим без перерегулирования. И наоборот - заранее начинает включать нагрев при нарастании скорости охлаждения (если таковая скорость появилась - например, открыли ненадолго дверь термостата). В статичном режиме точность поддерживается интегральной составляющей.
Температура удерживается с точностью до десятых долей градуса, что устроило персонал с лихвой...

И на многих других объектах применение дифференциальной составляющей ПИД регулятора даёт очень неплохие результаты.

Картинку бы.) окромя графиков

aspirantis, пожалуйста воздержитесь от опубликования точности результатов, превышающих среднеквадратиченое значение погрешностей датчика и регулятора. Это совершенно неправильное занятие. Лучше покажите разгонную кривую и кривые регулирования с различными П, ПИ и ПИД составляющими.

Боюсь, что вы просто себе не особо представляете процессы автоматического регулирования. Д составляющая нужна для динамических процессов, а не статических. Если вы воду в бойлере греете при отсутствии разбора, или при постоянном разборе, и вам не важно за какое время нужно как можно точнее получить результат - это одно, а если расход постоянно меняется в широком диапазоне, то ПИ регулятор дает очень плохой результат. Вот если начнете моделировать такой процесс, то сразу осознаете необходимость Д составляющей.

Для начала попробуйте менять периодически задание, например раз в 10 минут, и посмотрите, что вы получите от ПИ регулятора.

Совершенно согласен с Kass!
Д - составляющая совершенно необходима в динамических процессах (пример я привёл в предыдущих своих постах).

Всю жизнь имею дело с котельными, особенно паровыми. Динамических процессов предостаточно. Пытался применить в регуляторах Д-составляющую. Бесполезно тратил время. Посто следует учитывать, что в этих процессах присутствует шумоподобная составляющая, кратковременное / типа случайного / измненение параметра. Д-составляющая доставляет кучу проблем. В ПЛК приходится применять фильтр высоких частот с частотой среза аж 0,001Гц. И ещу кучку примочек.
Когда параметр достаточно гладкий, типа температуры бойлера, можно ни в чем себе не отказывать. Да и торопиться с выходом на параметр, а надо ли. Быстрее ИМ поменяешь по обслуживанию.

Д-составляющая полезна только на быстро изменяющихся процессах. Наиболее частое применение, в свете специфики форума, зимний запуск приточной установки. Даже при предстартовом прогреве происходит быстрое охлаждение калорифера. И тут именно дифференцирование помогает "подхватить" упреждающее открытие клапана. Возможно, для термостата, на момент запуска и открытия дверцы, это то же будет полезно. А для медленно изменяющихся процессов Д-составляющая не имеет смысла.

А я не представляю, как можно нормально настроить регулятор уровня воды в барабане котла, имея только ПИ регулятор!
Ведь в котле имеется явление "набухания" воды (изменение её объема после нагрева).
Поэтому, для нормальной работы системы, регулятор должен заранее начать закрывать регулирующий орган на питательной линии котла.
В противном случае, может возникнуть перепитка котла из-за резкого возрастания объёма воды в барабане котла при её нагреве.
Как раз, Д - составляющая ("время предварения") отслеживает повышение скорости роста уровня воды в барабане котла и заранее, с необходимым упреждением, начинает компенсировать это возрастание. И наоборот.

У нас на котельной наблюдаются резкие скачки в потреблении пара. Поэтому, без Д-составляющей ни в одном из имеющихся регуляторов не обойтись, кроме регулятора соотношения газ\воздух (регулятор нагрузки, регулятор разрежения, регулятор уровня).

Так, некоторое время не смог отвечат вовремя в теме.
Ludvig, здесь вопрос не погрешности, а чувствительности. Есть очень стабильный датчик температуры - рабочее платиновое термосопротивление - и есть чувствительный регулятор, способный "почувствовать" колебания температуры на уровне 0.001 С. При чём стабильность своей характеристики от термосопротивления требуется всего лишь в течение 8-12 часов, а не лет. Какие вопросы по погрешности могут возникнуть? Тут о разных характеристиках приборов речь идёт. Для регулирования в пределах 0.01 С используется датчик температуры со стабильным во времени платиновым сопротивлением (класс А термосопротивления) и регулятором, способным уловить колебания в 0.001 С. Регулятор считывает напряжение с термосопротивления и переводит его в температуру - всё. Требуется лишь очень стабильный датчик и чувствительный регулятор.

Пока что всё. ) Отвечу вечером по остальным вопросам. Кривые также обещаюсь показать на этой неделе. Проблемы возникли на работе...

Стабильность или нестабильность статической характеристики в принципе, главное отличие рабочего термосопротивления от эталонного. Нельзя отрицать тот факт, что если для рабочего сопротивления сделать индивидальную градуировку и уменьшить межповерочный интервал, то его можно использовать в качестве образцового или эталонного первого или второго разряда. И опять обращаю внимание на меджповерочный интервал - он, к примеру, у моего темросопротивления два года. А стабильность его статической характеристики требуется в течении короткого промежутка времени. А многие знают о том, что стабильность характеристики у платины ооочень слабо плывёт...

Нахрена тебе всё это? Сможешь воспользоваться своими экспериментальными изысками? Я не буду приводить все пословицы и поговорки на тему твоего занятия, ты их знаешь / дали ... хрен деревянный/. То, что получено в лабораторных условиях, невоспроизводимо на практике. Потому что нужно создать такие же условия. Каким бы ты прибором не пользовался, у него есть класс точности. Пожалуйста при возможности огласи тип регулятора, а то сомнительно про 0,01С. Правда в молодости сам был такой.

Ох, ничего себе... Особенно про деревянный... Регулятор температуры прецизионный с АЦП и микропроцессором внутри, ссылку на сайт производителя приводил. Почему это невоспроизводимо? Я же вижу на своих графиках пределы в 0.02 С. А чего Вы на классе точности зациклились? Надо понимать сам механизм. У этого регулятора есть разрешающая способность при измерении температуры в 0.001 С и стабильность поддержания температуры в 0.002 С. Чего ещё надо? И мне, кстати, не нужно воспроизведение где-то там, мне нужно в моём термостате.

Деревянный, деревянный. Твой регулятор средством измерения не является. Разрешающая способность датчиков к нему никакого отношения не имеют.

И стабильность поддержания температуры, и разрешающая способность при измерении температуры - все эти характеристики касались только регулятора... В общем, чтобы поставить точки над i, выложу графики - может, хотя бы они Вас убедят втом, что всё это работает.

Отлично, посмотрим на досуге. Только как можно быть уверенным, что температура именно та, что показывается? А то я со своего компа начну выкладывать графики с разрешаюшей способностью с 0,00000001С. Запросто!
ПИД- закон регулирования больше не беспокоит? А то я со своего компа начну выкладывать графики с разрешаюшей способностью с 0,00000001С.

Термосопротивление, работающее с регулятором калибруется по эталонному термосопротивлению, которое помещается в тот же термостат. Нет, беспокоит. Регулирование беспокоит, но пока другие проблемы...

Значит так. По методу Циглера-Николса, видимо, определить ничего не удастся. Так как инженер фирмы, выпустившей регулятор заявил, что интегральная составляющая безразмерная. Поэтому, даже определив период колебаний, непонятно в каких единицах его вводить в регулятор.

Обо всём по порядку. Вначале (до известия с безразмерностью коэффициентов) я пытался действовать в рамках методики (http://www.pidregulator.com/chapter3page18.html). Определил примерно коэффициент П-части, при котором начинаются автоколебания. Измерил период в минутах. А затем пришло сообщение о том, что И-часть безразмерная… С методом Циглера-Николса завершил и начал работать по методике, которая должна быть справедлива и для этого регулятора, по мнению того же инженера. Графики привёл. Обдумываю полученные результаты…

И сообщение Ludvig. Если Вы думаете, что я занимаюсь подтасовкой фактов, то ошибаетесь. У меня нету времени и силы я даже не хочу тратить, чтобы убеждать в какой-то ерунде кого-то.

З.Ы.: результатов достаточно много. Возможно, графики, что привёл, не в логичной цепочке приведены. Всё поясню...

он не думает что вы чета гдета там подтасовываете, он знает что вы ошибочно интерпретируете факты которые видите. или вернее даже так, неправильно используете терминологию.


этого следовало ожидать... вот и у меня счас лежит на столе приборчег, вроде ниче так приборчик, но - тау И - безразмерная. П - безразмерная. а вот Д почемуто в секундах. умора...

Ну, надеюсь, что мы сможем найти общий язык

А с И-частью прямо засада какая-то... Лучше бы один немецкий термостат с регулятором купили, чем два российских ... Понадеялись, панимаш...

это у кого так?
и как оно .......работает?

безразмерная.......в смысле не поменять(настроить)?

В том смысле, что она дана от 0 до 100 в непонятно каких величинах. По словам инженера безразмерные величины... Как я понял, величины, у которых нет общепринятой какой-то размерности... Т.е., П-часть НЕ в градусах, к примеру, а И, Д-части НЕ в секундах - тоже, к примеру.

А это, как я чувствую, очень плохо. К примеру, тот же Циглер-Николс уже не применим, так как нельзя использовать значение периода автоколебаний из-за непоняток с размерностью. То есть остаётся метод научного тыка - пользуясь логикой пытаться крутить ручки регулятора и смотреть чего будет..

Мая ни панимать ап чём речь...

говорю доступно объясняет инженер поддержки....мол да,неплохой прибор. только вот самому непонятно как работает))