Всем добрый день!
Водоочистка. Две ступени:
1) Мех фильтрация
2) ультрафильтрация.
Причём сейчас схема такая
0) емкость
1) нагнетающий насос, датчик давления
2) мехфильтр (на нём часть давления упадёт)
3) регулирующая заслонка, датчик расхода
4) ультрафильтрация.
Всё это в одном трубопроводе, без промежуточных ёмкостей.
Технологи говорят:
1) мех фильтру важно обеспечить требуемое по паспорту давление на входе в него( около 2-3 бара, может и меньше разброс, и абсолютные значения может быть другие, сейчас не важно). Где-то 1 бар на нём упадёт, тоже сейчас не суть.
2) для ультрафильтрации важно обеспечить постоянство расхода, давление не важно.
Дальше говорят: расход на ультрафильтрации будет регулироваться заслонкой, давление перед мех фильтром - насосом.
я так понимаю, что контура-то получаются зависимыми: ведь изменение скорости вращения насоса приведёт не только к изменению давления за ним, но и расхода на заслонке. Справедливо и обратное: изменение положение заслонки влияет как на расход через неё, так и на давление перед ней и значит опосредованно и перед мехфильтром.
Правильно я понимаю, что контура зависимые?
И вот за 8 лет самостоятельных запусков объектов первый раз попался такой: с зависимыми контурами регулирования. А чего-то теорию я совсем забыл. Хотелось бы потеоретизировать по этому поводу:
Как вы считаете, это вообще будет работать? Ведь гипотетически можно подобрать, например, такие сечения трубопроводов, что одновременно не возможно обеспечить и давление в границах, и расход. Трубы выбираю не я, но если в итоге не заработает, виноваты будут все.
Как проверить математически работоспособность? Или как обосновать отказ от ответственности (то есть всё равно нужно показать, что при выбранных (не нами) тех решениях реализовать поддержание 2-х параметров не возможно А показать это, как я понимаю, можно только на мат модели)? я предложил поставить промежуточную емкость и вместо задвижки поставить второй насос. но что-то поддержки не встретил.
Если это всё таки работает. Ткните, пожалуйста, где почитать про методику настройки регуляторов в связных системах. Сейчас ориентируюсь на два ПИД контура, но чего-то мне уже видятся устойчивые колебания в такой системе.
Есть ещё какие-то мысли по этому поводу?
- Обязательно представиться на русском языке кириллицей (заполнить поле "Имя").
- Фиктивные имена мы не приветствуем. Ивановых и Пупкиных здесь уже достаточно.
- Не писать свой вопрос в первую попавшуюся тему - вместо этого создать новую тему.
- За поиск, предложение и обсуждение пиратского ПО и средств взлома - бан без предупреждения.
- Рекламу и частные объявления "куплю/продам/есть халтура" мы не размещаем ни на каких условиях.
- Перед тем как что-то написать - читать здесь и здесь, а студентам - обязательно здесь.
- Не надо писать в ЛС администраторам свои технические вопросы. Администраторы форума отлично знают как работает форум, а не все-все контроллеры, о которых тут пишут.
одновременное поддержание расхода и давления в трубопроводе
Модератор: kirillio
-
- почётный участник форума
- Сообщения: 626
- Зарегистрирован: 29 сен 2008, 17:05
- Имя: Алексей Угрюмов
- Страна: Россия
- город/регион: СПб
- Благодарил (а): 8 раз
- Поблагодарили: 23 раза
-
- почётный участник форума
- Сообщения: 1041
- Зарегистрирован: 29 апр 2014, 09:57
- Имя: Рыбкин Владимир Геннадьевич
- Страна: Россия
- город/регион: Тверь
- Благодарил (а): 55 раз
- Поблагодарили: 134 раза
Re: одновременное поддержание расхода и давления в трубопров
Первый контур стабилизации давления на входе при произвольном расходе, второй контур стабилизации расхода при произвольных давлениях на входе и выходе. Если учесть технологические зависимости, всё будет работать практически мгновенно, а если не учитывать, но настроить регуляторы обычным образом, то переходные процессы будут занимать несколько секунд. Если, конечно, диапазона регулировки у насоса и заслонки хватит. Кстати, а как ведёт себя потребитель очищенной воды? Он ведь будет получать постоянный расход воды, а её надо куда то девать.
-
- почётный участник форума
- Сообщения: 981
- Зарегистрирован: 25 июл 2008, 23:23
- Имя: Бондарев Михаил Владимирович
- Страна: Россия
- город/регион: Магнитогорск
- Благодарил (а): 6 раз
- Поблагодарили: 3 раза
Re: одновременное поддержание расхода и давления в трубопров
ДА! Это знакомая ситуация, она называется "тупые технологи". Я в таких ситуациях сразу предлагаю ставить две задвижки подряд. Одна будет регулировать расход, вторая - давление. И вот тут ключевой момент, если технолог встрепенулся, или хотя бы задумался, то не все еще потеряно. Если же он радостно закивал головой: пиши-пропало, готовь лопату - разгребать.Дальше говорят: расход на ультрафильтрации будет регулироваться заслонкой, давление перед мех фильтром - насосом.
Абсолютно верно, вода - несжимаемая (как и большинство других) жидкость, поэтому невозможно на одном конце трубы менять давление, что бы расход на другом конце не изменился. Тут очень подходит электрическая аналогия: давление - напряжение и расход - ток. Там даже формулы для расчета идентичны. Местное сопротивление трубопровода - сопротивление проводника; фильтр, диафрагма, технический узел (ультрафильтр, например) - нагрузка. Законы кирхгофа, кстати, тоже работают в полный рост.Правильно я понимаю, что контура зависимые?
В такой постановке - нет.Как вы считаете, это вообще будет работать?
Тут есть вариант со сбрасыванием излишнего давления перед ультрафильтром на рецикл.Если это всё таки работает.
Но есть так же и вариант, что давления перед ультрафильтром не хватит для создания через него нужного расхода, имейте в виду.
а) Прикинуть на коленке по электрической аналогии величины тех.параметров, с учетом паспортных данных оборудования (Да, придется поднатореть в гидравлике).Как проверить математически работоспособность?
б) Использовать моделирующий софт ( оч. много вариантов, обращайтесь при необходимости - помогу найти).
У вариантов а) и б) есть очень серьезный минус, вы рискуете услышать " что ты КИПовец в этом понимаешь, что твои программки там посчитали? Вот наши технологи - спроектировали!". Поэтому, вариант:
в) Если есть возможность, то нужно призвать ГИПа к бдительности и ответственности и заставить технологов провести нормативный (а это аргумент для всех) расчет, согласно установленных методик с вычислением рабочих точек.
Заодно, вариантом в) и обоснуете:
Или как обосновать отказ от ответственности
Конечно, это будет классический тяни-толкай и борьба в партере двух регуляторов (победит, скорее всего задвижка, взяв на удушающий). Консенсус и согласие возможны, только в случае нечаянного совпадения рабочих точек. Но если они совпадут, то и регуляторы толком-то не нужны.но чего-то мне уже видятся устойчивые колебания в такой системе.
-
- почётный участник форума
- Сообщения: 626
- Зарегистрирован: 29 сен 2008, 17:05
- Имя: Алексей Угрюмов
- Страна: Россия
- город/регион: СПб
- Благодарил (а): 8 раз
- Поблагодарили: 23 раза
Re: одновременное поддержание расхода и давления в трубопров
Михаил! спасибо за развёрнутый ответ и, что вникли в вопрос.
В целом вы подтвердили все мои догадки.
Правильно я понял схему, что регулирующая заслонка ставиться не между мехфильтром и уьтрафильтрацией, а в этом промежутке делает отворот на обратку и регулирующий фильтр ставиться уже на это отворот? Соответственно, чем больше заслонка открывается, тем меньше поток на ултрафильтрацию. Да так конечно всё развязывается. Отличная мысль.
А вот это отличный ход:
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
В целом вы подтвердили все мои догадки.
Хорошая аналогия. Спасибо, наглядно.Бондарев Михаил писал(а):ДА! Это знакомая ситуация, она называется "тупые технологи". Я в таких ситуациях сразу предлагаю ставить две задвижки подряд. Одна будет регулировать расход, вторая - давление. И вот тут ключевой момент, если технолог встрепенулся, или хотя бы задумался, то не все еще потеряно. Если же он радостно закивал головой: пиши-пропало, готовь лопату - разгребать.Дальше говорят: расход на ультрафильтрации будет регулироваться заслонкой, давление перед мех фильтром - насосом.
Да так проще понять. А то гидродинамика была в общем курсе физики, а это 15лет уже как. Думаю простительно, что забылось, если не использовалось.Бондарев Михаил писал(а):Абсолютно верно, вода - несжимаемая (как и большинство других) жидкость, поэтому невозможно на одном конце трубы менять давление, что бы расход на другом конце не изменился. Тут очень подходит электрическая аналогия: давление - напряжение и расход - ток. Там даже формулы для расчета идентичны. Местное сопротивление трубопровода - сопротивление проводника; фильтр, диафрагма, технический узел (ультрафильтр, например) - нагрузка. Законы кирхгофа, кстати, тоже работают в полный рост.Правильно я понимаю, что контура зависимые?
Да, это хорошо. Про недостачу - ясно. Но тут проще сделать расчёт, поскольку нужно только гарантировать, чтобы всегда был достаточный приход жидкости. То есть только одна граница.Бондарев Михаил писал(а):В такой постановке - нет.Как вы считаете, это вообще будет работать?
Тут есть вариант со сбрасыванием излишнего давления перед ультрафильтром на рецикл.Если это всё таки работает.
Но есть так же и вариант, что давления перед ультрафильтром не хватит для создания через него нужного расхода, имейте в виду.
Правильно я понял схему, что регулирующая заслонка ставиться не между мехфильтром и уьтрафильтрацией, а в этом промежутке делает отворот на обратку и регулирующий фильтр ставиться уже на это отворот? Соответственно, чем больше заслонка открывается, тем меньше поток на ултрафильтрацию. Да так конечно всё развязывается. Отличная мысль.
Не сочтите за лень. Но вот принципиально не буду за них их работу делать.Бондарев Михаил писал(а):а) Прикинуть на коленке по электрической аналогии величины тех.параметров, с учетом паспортных данных оборудования (Да, придется поднатореть в гидравлике).Как проверить математически работоспособность?
б) Использовать моделирующий софт ( оч. много вариантов, обращайтесь при необходимости - помогу найти).
У вариантов а) и б) есть очень серьезный минус, вы рискуете услышать " что ты КИПовец в этом понимаешь, что твои программки там посчитали? Вот наши технологи - спроектировали!". Поэтому, вариант:
А вот это отличный ход:
Так и поступлю.Бондарев Михаил писал(а): в) Если есть возможность, то нужно призвать ГИПа к бдительности и ответственности и заставить технологов провести нормативный (а это аргумент для всех) расчет, согласно установленных методик с вычислением рабочих точек.
Заодно, вариантом в) и обоснуете:Или как обосновать отказ от ответственности
И у меня та же мысля была. Что если верно спроектировать все эти трубы, то только насосом то и можно обойтись (ну контролировать понятное дело аварийные границы...). А тут такая сказка: мы навертим, а автоматика разрулит.Бондарев Михаил писал(а):Конечно, это будет классический тяни-толкай и борьба в партере двух регуляторов (победит, скорее всего задвижка, взяв на удушающий). Консенсус и согласие возможны, только в случае нечаянного совпадения рабочих точек. Но если они совпадут, то и регуляторы толком-то не нужны.но чего-то мне уже видятся устойчивые колебания в такой системе.
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Как её учесть?rwg писал(а): Если учесть технологические зависимости, всё будет работать практически мгновенно
Это не проблема, там накопительная емкость.rwg писал(а):
Кстати, а как ведёт себя потребитель очищенной воды? Он ведь будет получать постоянный расход воды, а её надо куда то девать.
Alex.
-
- почётный участник форума
- Сообщения: 3916
- Зарегистрирован: 20 янв 2010, 22:23
- Имя: Никита
- Страна: РФ
- город/регион: Мурманск
- Благодарил (а): 20 раз
- Поблагодарили: 218 раз
Re: одновременное поддержание расхода и давления в трубопров
Может все оказаться проще. Принимая гидравлическое сопротивление куска с ультрафильтрацией постоянным, с учетом последней оговорки о том, что в конце ультрафильтрации есть разрыв струи, получим что задача стабилизации расхода сводится к поддержанию стабильного давления на входе в ультрафильтрацию. Т.е. общая задача сводится к обеспечению постоянного давления на входе в каждый кусок фильтрации.
Теперь нужно лезть в технологию. Если рассматривать оба фильтра как сопротивления, то их изменение с течением времени настолько медленное, что задвижка тут вполне справится. Главное рассчитать гидравлику так, чтобы точки оказались там, где надо.
Дальше - давление на входе мех.фильтра регулирует частотник. Производительность насоса не указана, но постоянной времени этого контура в 10с хватит за глаза, а то и на порядок меньше. Время хода задвижки в разы больше, а с учетом ШИМ и возможных настроек регулятора - на порядок. И при таких разницах во времени схема вполне может оказаться работоспособной. Т.е. регулятор расхода просто не заметит существования регулируемого по давлению насоса и будет считать мех.фильтр источником с постоянным напором. Коррекция по степени забивки фильтра, скорее всего, будет иметь времена еще на порядок-два больше.
(пара с ПИД в частотнике и советском аналоговом ПИД с МЭО на одной точке регулирования недавно по рас..йству опробованы вместе - при нормальной калибровке датчиков и наличии разумной нечувствительности у медленного регулятора вполне дружат)
А вот если схема гидравлики хитрая и сопротивления могут меняться резко и непредсказуемо - надо смотреть подробности.
Это будет аналог схемы с двумя задвижками, при условии что датчик давления стоит после первой, и она отрабатывает мгновенно, а расходомер после второй и она медленная. Ес-но, если допустимо по технологии.
Аналогичное применялось в советских же тиристорных приводах постоянного тока - внутренний быстрый контур тока якоря и внешний медленный по оборотам.
Все это лишь мысли вслух, я схемы не видел и технологии не знаю.
Теперь нужно лезть в технологию. Если рассматривать оба фильтра как сопротивления, то их изменение с течением времени настолько медленное, что задвижка тут вполне справится. Главное рассчитать гидравлику так, чтобы точки оказались там, где надо.
Дальше - давление на входе мех.фильтра регулирует частотник. Производительность насоса не указана, но постоянной времени этого контура в 10с хватит за глаза, а то и на порядок меньше. Время хода задвижки в разы больше, а с учетом ШИМ и возможных настроек регулятора - на порядок. И при таких разницах во времени схема вполне может оказаться работоспособной. Т.е. регулятор расхода просто не заметит существования регулируемого по давлению насоса и будет считать мех.фильтр источником с постоянным напором. Коррекция по степени забивки фильтра, скорее всего, будет иметь времена еще на порядок-два больше.
(пара с ПИД в частотнике и советском аналоговом ПИД с МЭО на одной точке регулирования недавно по рас..йству опробованы вместе - при нормальной калибровке датчиков и наличии разумной нечувствительности у медленного регулятора вполне дружат)
А вот если схема гидравлики хитрая и сопротивления могут меняться резко и непредсказуемо - надо смотреть подробности.
Это будет аналог схемы с двумя задвижками, при условии что датчик давления стоит после первой, и она отрабатывает мгновенно, а расходомер после второй и она медленная. Ес-но, если допустимо по технологии.
Аналогичное применялось в советских же тиристорных приводах постоянного тока - внутренний быстрый контур тока якоря и внешний медленный по оборотам.
Все это лишь мысли вслух, я схемы не видел и технологии не знаю.
Опыт - это когда на смену вопросам: "Что? Где? Когда? Как? Почему?" приходит единственный вопрос: "Нахрена? "
-
- почётный участник форума
- Сообщения: 1041
- Зарегистрирован: 29 апр 2014, 09:57
- Имя: Рыбкин Владимир Геннадьевич
- Страна: Россия
- город/регион: Тверь
- Благодарил (а): 55 раз
- Поблагодарили: 134 раза
Re: одновременное поддержание расхода и давления в трубопров
Если накопительная ёмкость, то она скорей всего под атмосферным давлением. Вы получаете электрический аналог Вашей технологической схемы, состоящий из одного источника напряжения-насоса, создающего нужное давление на входе, и 3 резисторов - фильтр механический, фильтр ультрафиолетовый и заслонка. Насосом держите нужное давление на входе, а заслонкой создаёте такое суммарное сопротивление, чтобы был тот расход, который нужен. Схема быстро выходит на режим и потом в ней ничего быстро не меняется. В этом случае ничего корректировать не надо.alex_ugrumov писал(а):Как её учесть?rwg писал(а): Если учесть технологические зависимости, всё будет работать практически мгновенноЭто не проблема, там накопительная емкость.rwg писал(а):
Кстати, а как ведёт себя потребитель очищенной воды? Он ведь будет получать постоянный расход воды, а её надо куда то девать.
Что касается коррекции, раньше на МЗТА выпускались специальные корректирующие дифференцирующие блоки. Они подключались бы в Вашем случае например так, чтобы изменение изменение расхода приводило к динамической коррекции сигнала, управляющего насосом, а изменение давления корректировало сигнал управления задвижкой. То есть сигнал обратной связи одного регулятора кратковременно меняет выход другого регулятора. Коэффициенты коррекции рассчитывались так, чтобы минимизировать изменение стабилизируемого параметра соответствующего регулятора, а время дифференцирования- так, чтобы минимизировать динамическую ошибку регулятора. Раньше это было темой кандидатских диссертаций, а сейчас - вряд ли кто то на это заморачивается.