Моделирование насосной станции с двумя НА

Здравствуйте! Появилась необходимость создания имитационной модели насосной станции первого подъема с двумя насосными агрегатами. Модели насосных агрегатов собраны в блоки и проработаны-они адекватны, в этом нет сомнений. Проблема в управлении насосными агрегатами по уровню воды в резервуаре. Продифференцировав суммарный расход 2х насосов можно получить уровень воды в резервуаре. Подав этот сигнал на сумматор определить ошибку и с помощью ПИ-регулятора отработать возмущение. Возмущение состоит в уменьшении суммарного расхода, поскольку воду на нужды берут из резервуара. Расход(возмущение) для простоты взят в промежутке от 0,5 до 1,5 номинального расхода одного насоса(изменяется от меньшего к большему в течении 20с). Как только расход станет больше единицы, первый насос должен выйти на частоту 50 Гц и остаться на ней(с помощью блока Saturation), ему в помощь должен запустится второй насос и качать воду в соответствии с датчиком уровня.Но в модели большие провалы уровня и я не знаю как их убрать(может просто нужно быстрее отрабатывать? но я не сумел). Ниже привожу структурную схему модели, графики уровня воды, возмущение, токов, расходов давлений. Как предполагаете, в чем могут быть проблемы в этой модели? Заранее Спасибо!!!

Сообщение **alex45** » 09 мар 2017, 09:15

Dmitriy123321 писал(а): Продифференцировав суммарный расход 2х насосов можно получить уровень воды в резервуаре

Мне кажется, что здесь не дифференцировать, а интегрировать надо.

alex45, Да, проинтегрировав, в модели тоже интегратор стоит. Суть в том как управлять.

Один регулятор управляет двумя ЧРП? Смысл? Тут должен быть один регулятор, одна регулируемая координата (уровень воды), один исполнительный элемент (ЧРП). Второй ЧРП должен регулироваться другим каким-то регулятором, этот второй регулятор должен следить за загрузкой насосов. Это может быть какой-то алгоритм типа конечного автомата и переключать задание 0 Гц <-> 50 Гц.

Эта модель отражает насосную станцию с всего одним ЧРП и несколькими насосными агрегатами. Когда мы подключили ЧРП на первый насос, он разгоняется в соответствии с показаниями датчика уровня, когда он достигнет 50Гц, а задание будет больше, чем он сможет дать, то первый насос переключится на сеть, а ЧРП подключится ко второму насосу. Обратный процесс такой же, начала отключится один насос, а второй останется на ЧРП. Это делается в связи с тем, что с течением суток расход воды из резервуара, наполняемого этими насосами может изменяться в широких пределах

Сообщение **Ryzhij** » 09 мар 2017, 13:52

Обычно такие станции в своём составе имеют один софт-стартер, один ЧРП, а каждому насосу соответствует три контактора, которые подключают электродвигатели насосов к одной из трёх шин - к шине софт-стартера, к шине входной сети (после разгона на софт-стартере) или к шине ЧРП (для насоса, с помощью которого осуществляется плавное регулирование).
Ещё по одному контактору устанавливают на входе софт-стартра и ЧРП.
Часто систему дополняют схемой АВР, также требующую контакторов.
Ввод насосов в работу осуществляется на основе прогноза о требуемом расходе (именно тут и выплывает производная от уровня ;) .

Нет, Софт-стартера нет, его функцию выполняет ЧРП, выходит остается 2 контактора по входу двигателя

Сообщение **Ryzhij** » 09 мар 2017, 14:22

Dmitriy123321 писал(а): Нет, Софт-стартера нет, его функцию выполняет ЧРП

Немногие ЧРП имеют функцию синхронизации с питающей сетью для перехода на байпас. И это уже ни разу не бюджетные аппараты.

Суть в том, что это исследование и это делается не штатными системами ПЧ, а внешними устройствами.

Вы лучше объясните, что там за фокусы в схеме с вычитанием 50 (Гц?). Вы вручную пока как бы щелкаете контакторами?

В PID настроен П-регулятор?

В PID настроен ПИ-регулятор. Вычитание 50 Гц-да, как бы первый ставлю на сеть(ограничение там 50 Гц, а второй дальше регулирую по уровню(fзад-50 Гц). Еще как-то запаздывание надо учесть в этой системе, т.к.насос начинает качать воду с частоты после 30 Гц.

Сделайте нормальную раздачу fзад на ЧРП. Если у Вас на выходе регулятора fзад=20 (вполне реально), то что прилетит на второй ЧРП? ЧРП должен закрутить в обратную сторону, насос должен создать вакуум или что? Это неправильно!
У Вас должна быть схема, которая принимает решение, подключить ли второй ЧРП и куда подать задание 50 Гц, а куда задание fзад. Схема должна ограничивать частоту переключений один ЧРП <-> два ЧРП, за счет выдержек времени. Не все же линейными дифференциальными уравнениями регулируется.

Погуглите "каскадное управление насосами/компрессорами".

Про каскадное управление я знаю, в модель нужно добавить ключи, хочу чтобы было так, если fзад<50 Гц в течение 5 с, например, то переключить первый насос на сеть(const 50 Гц), второй насос запустить в соответствии с датчиком уровня, но это не сделать на обычных switch, а как-то по-другому надо.