ПИД-регулятор, заданная скорость нагрева.

[IngenerGarin]

Здравствуйте. Нужен совет по настройке ПИД-регулятора.
Есть некий объект, который греется электрической системой. Объект необходимо нагреть в несколько этапов, сначала до первой температуры, потом до второй и т.д. На каждом из этапов (на каждой температуре) необходимо выдержать определенное время (в соответствии с рецептом), плюс нагрев между этапами должен идти с определенной (по рецепту) скоростью нагрева.
Подскажите возможно ли это реализовать стандартным ПИД-регулятором (например FB41 от Siemens) просто настроив его однократно, либо нужен более сложный подход?

[rwg]

Для этого предназначены программные ПИД-регуляторы, просмотрите для примера ТРМ151

[stesl]

возможно ли это реализовать стандартным ПИД-регулятором (например FB41 от Siemens)

Да

просто настроив его однократно

Нет

Нужно подумать мозгом и написать алгоритм с использованием таймеров

[alex-tec]

Для этого предназначены программные ПИД-регуляторы, просмотрите для примера ТРМ151

а он умеет задавать скорость нагрева?

[pike]

Подскажите возможно ли это реализовать стандартным ПИД-регулятором (например FB41 от Siemens) просто настроив его однократно, либо нужен более сложный подход?

Гипотетически можно, но вот нужно ли? Или проще и быстрее будет воспользоваться готовыми решениями (не только от Овена).
Все зависит от того чем управляете: может потребоваться и перенастройка коэффициентов ПИД при переходе с одной температуры на другую, встречается много "технологических" заморочек при таком управлении.
В базовом случае вам ramp'пами на надо для переходов организовывать, таймеры выдержки времени и функцию ожидания (полосы ожидания), если объект не успевает за заданием температуры или проседает при выдержке.

[Roman_33]

Автор, почитайте что нибудь про алгоритмы управления печами гомогенизации и тогда поймете с какой стороны лучше подступиться к вашей задаче.

[rwg]

а он умеет задавать скорость нагрева?

Скорость нагрева задаёт технолог в виде программы, он умеет менять температуру в соответствии с заданной программой, поэтому и называется программным.

[pkl58]

а он умеет задавать скорость нагрева?

ТРМ 151 умеет.

[IngenerGarin]

Всем привет!
По поводу предложения использовать ТРМ151. Приятно удивлен что у "ОВЕН" есть такой девайс, по заявленным на сайте возможностям он действительно способен по шагам с заданным темпом управлять нагревом. Возможно он был бы нам полезен, но наше оборудование уже работает под S7-300 (плюс панель серии Comfort) поэтому и алгоритм нагрева должен работать на "трехсотом".
Судя по комментариям:

Нужно подумать мозгом и написать алгоритм с использованием таймеров

Автор, почитайте что нибудь про алгоритмы управления печами гомогенизации и тогда поймете с какой стороны лучше подступиться к вашей задаче.

задача не простая)).
Вопрос по алгоритму. Для соблюдения темпа нагрева, нужно с заданной скоростью менять уставку SP (set point) на входе ПИДа и что бы он как бы постоянно догонял её? Или в качестве уставок задавать конечные температуры (шаги) и как-то контролировать ПИД для соблюдения скорости?

[stesl]

Для соблюдения темпа нагрева, нужно с заданной скоростью менять уставку SP (set point) на входе ПИДа и что бы он как бы постоянно догонял её? Или в качестве уставок задавать конечные температуры (шаги) и как-то контролировать ПИД для соблюдения скорости?

Я думаю Вам технолог должен рассказать кто кого должен догонять. Это он должен описать алгоритм. Задача АСУшника перевести этот алгоритм на один из языков программирования. Если технолог не понимает, что и как должно работать, то и делать, ИМХО, ничего не надо. Иначе сделаете, а оно окажется не то пальто )

Отправлено спустя 1 минуту 23 секунды:
PS Или я не понял... Если речь о ТАУ, то тут конечно АСУ должен решать.

[Velt]

Вопрос по алгоритму.

Я такую задачу решал с помощью регулятора "Термодат". Он позволяет у него в памяти задавать программу из нескольких (большого числа) шагов различного типа, выполнять переход на другую программу и т.д. Заданные параметры нагрева выдерживает очень качественно.
Поскольку у вас уже есть ПЛК с панелью, вы просто пишете нужные параметры программы в Термодат по модбасу и даёте ему команду Run.
Параметры программы в Термодат можно писать из базы рецептов, из внешней Скады и т.п.
На мой взгляд, такой подход проще, чем изобретать и настраивать велосипед.

А еще, Термодат можно снимать и уносить на поверку. Технологи это любят.

[Jackson]

Поскольку у вас уже есть ПЛК с панелью, вы просто пишете нужные параметры программы в Термодат по модбасу и даёте ему команду Run

Или иметь несколько наборов настроек ПИД в ПЛК и в ПЛК создать алгоритм, по которому нужный набор записывать в ПИД. Это сложнее в реализации, зато ПИД можно взять проще. Тут сами смотрите. Я бы выбрал вариант с многоступенчатым Термодатом - незачем создавать уже созданные алгоритмы.

Но самое главное:

Вам технолог должен рассказать кто кого должен догонять. Это он должен описать алгоритм. Задача АСУшника перевести этот алгоритм на один из языков программирования. Если технолог не понимает, что и как должно работать, то и делать, ИМХО, ничего не надо.

"А теперь, товарищи, внимание:
Нету ТЗ - давай, до свидания" (с)

Хорошо что Вы (автор) заранее готовитесь к решению задачи. Но пока задача не поставлена - и решать её не следует. Подготовились и ждём, подготовленные.

[Looker]

Вопрос по алгоритму. Для соблюдения темпа нагрева, нужно с заданной скоростью менять уставку SP (set point) на входе ПИДа и что бы он как бы постоянно догонял её? Или в качестве уставок задавать конечные температуры (шаги) и как-то контролировать ПИД для соблюдения скорости?

Именно: менять уставку, как плавно менять посмотри эту тему. Важно: для ПИД стоит искать настройки в трех точках: минимальная температура, средняя, максимальная, для исключения перерегулирования - использовать коэффициенты для самого медленного и будет твое догонять, без обгона.Если коэффициенты будут сильно отличаться, тогда стоит огорчиться и оценить ошибку следования.
Металлурги сушат новые ковши (ковш старый - футеровка новая): медленный подъем температуры, выдержка... и так четыре раза. Времена задаются в часах.Температура: от окружающей до 1100...1200.

Я такую задачу решал с помощью регулятора "Термодат".

Зачем плодить лишние сущности? У него есть ПЛК. Аналогичную задачу сделал более 20-ти лет назад на MicroLogix 1000 (памяти 1 к, встроенного ПИД нет) - три контура ПИД (самописного), разгон в четыре ступени.

[Velt]

Или иметь несколько наборов настроек ПИД в ПЛК и в ПЛК создать алгоритм, по которому нужный набор записывать в ПИД.

Там не просто разные настройки ПИД, там целая программа обработки (согласно первому топику). Деталь не просто греется с нужной скоростью, но еще и выдерживается какое-то время, потом опять греется и т.д. И для каждого вида детали могут быть свои параметры.
Когда я решал такую задачу, была целая БД таких рецептов, пополняемая. Поэтому оказалось оптимально перед началом обработки в Термодат передавать нужные параметры по Модбасу и дальше он пусть сам отрабатывает.

Зачем плодить лишние сущности? У него есть ПЛК. Аналогичную задачу сделал более 20-ти лет назад на MicroLogix 1000 (памяти 1 к, встроенного ПИД нет) - три контура ПИД (самописного), разгон в четыре ступени.

А как вы докажете, что точно выдерживаете заданный температурный режим? Нагрев с заданной скоростью, выдержка и т.п.
Термодат для этого проходит регулярную поверку и имеет нужные сертификаты.
Не будете же вы весь ПЛК раз в полгода на поверку отправлять? Впрочем, если требования к температурному режиму не такие строгие, то Термодат и не нужен особо.

[Jackson]

Там не просто разные настройки ПИД, там целая программа обработки (согласно первому топику)

Так я и пишу

и в ПЛК создать алгоритм

Поэтому оказалось оптимально перед началом обработки в Термодат передавать нужные параметры по Модбасу и дальше он пусть сам отрабатывает.

Да, и поэтому этот путь мне больше нравится.

Не будете же вы весь ПЛК раз в полгода на поверку отправлять?

Сначала к нему придется методику калибровки создать, а потом возить ежегодно не на поверку а на калибровку.

Впрочем, если требования к температурному режиму не такие строгие, то Термодат и не нужен особо.

Но применение термодата разгрузит мозг программиста, а рабочее время программиста тоже денег стОит и немалых.
В таких случаях я считаю стоимость решения включая хард, софт и рабочее время, где рабочее время - это не зарплата, поделенная на 21х8, оно намного дороже стоит.
Плюс удобство и простота в эксплуатации. Сдох термодат - поменять на такой же и забыть. Сдох ПЛК - поднимай программистов чтобы они весь алгоритм восстанавливали (и как всегда всплывёт что-то недокументированое, что потребует неучтённых плясок с бубном).

[Andreywys]

Если нужно поднимать температуру, например, 5 гр. в час, то нужно 5 градусов разделить на 60 и раз в минуту увеличивать уставку pid на эту величину. Если нужно несколько шагов, то делайте цикл с настраиваемым количеством шагов.

[IngenerGarin]

Всем привет.
По совету Looker, пошёл по пути изменения уставки на входе ПИДа с заданными по рецепту темпом и выдержками. Правда тогда рассогласование e(t) получается на всем протяжении небольшое (реальная же температура не должна сильно отставать), плюс вначале объект холодный и для нагрева нам нужна наибольшая мощность что бы выдержать темп. Так вот если правильно понимаю работу ПИДа, то ему на входе желательно иметь большое рассогласование что бы он подал достаточную нам мощность, либо ставить большой коэффициент пропорциональности и малое время интегр. но потом нужно будет как-то его притормаживать. Вообщем пока не понятно как заставить ПИД сначала дать "газу", а потом заставить ехать "по накатанной".

[rwg]

как заставить ПИД сначала дать "газу", а потом заставить ехать "по накатанной".

А почему обязательно ПИД? Если объект достаточно инерционный и допускается небольшая ошибка, может быть вас устроит даже двухпозиционный регулятор.

[Roman_33]

Вообщем пока не понятно как заставить ПИД сначала дать "газу", а потом заставить ехать "по накатанной".

Можно кратностью попробовать, что бы коэффициенты не трогать. Допустим, SP=50, PV=30, рассогласование 20, умножаем PV и SP на 100 и получаем рассогласование 2000 и ПИД "газует" на все деньги. Притормаживаем снижая кратность до 1 или делим на 10.

[IngenerGarin]

может быть вас устроит даже двухпозиционный регулятор

rwg, такой вариант даже не рассматривали. Если я правильно понял, двухпозиционный - это с "гистерезисом". Допуск по температуре желательно держать в плюс/минус 2,5 градуса и на подъеме и на выдержке, поэтому и решили делать на ПИД-регуляторе.

Можно кратностью попробовать, что бы коэффициенты не трогать.

В принципе не плохая идея, ничего не скажу больше, нужно пробовать.
Немного о технологии скажу... зачем этот "газ/тормоз". По технологии объект греется электрическим током, буквально пропускаем ток через объект, и регулируя силу тока... регулируем темп и температуру. Так вот на первых этапах значения доходят до 1500 (А), а с течением времени опускаются до 450-500 (А), причем колебания температуры не желательны (допуск выше указывал). Данные по току получили экспериментально, в ручном режиме... а нужно что бы работало в автомате)).

[Andreywys]

Попробуйте настроить пид. Если у вас происходят колебания, то пид настроен плохо.