Алгоритм выхода на уставку с заданной скоростью

[Good_winn]

Здравствуйте. По работе столкнулся с такой задачей: требуется менять температуру в емкости, посредством управления клапаном подачи горячей воды в рубашку емкости, с заданной скоростью. Клапан с аналоговым входом.
По техзаданию нагрев с комнатной температуры до 80 градусов разбит на три периода, в каждом периоде задана постоянная скорость нагрева.
Подскажите где почитать теорию по подобным регуляторам. (может существуют какие-то модификации ПИД регуляторов с таким параметром...)

[san]

Это типичная задача програмного регулирования: программный задатчик формирует задание от времени на ПИ-регулятор. Как аппаратно должен быть реализован контур? Если ПЛК, то тут проблем возникунть не должно.

[Михайло]

Называется это задатчик интенсивности (ramp generator).

[Good_winn]

Большое спасибо за быстрый ответ. буду внедрять такое решение. Если не сложно поясните почему дифференциальная составляющая с этом случае не нужна? И ещё, нужно ли менять коэффициенты регулятора для задачи и поддержания температуры и ее роста с заданной скоростью.

[Михайло]

Регуляторы не обеспечивают заданные темпы роста величин, для этого применяются задатчики интенсивности. То есть в Вашей задаче нужен задатчик интенсивности с переменным темпом на входе, а далее уже дело обычного регулятора.

Вот, что творит ЗИ с прямоугольным сигналом на входе:



Обратите внимание на тоненькую синенькую линию внизу. Представьте, что это задание температуры для контура регулирования температуры. А толстая красная линия вверху - это тоже задание температуры, при чем тут всего два уровня - 0 градусов и 80 градусов.

[hell_boy]

По техзаданию нагрев с комнатной температуры до 80 градусов разбит на три периода, в каждом периоде задана постоянная скорость нагрева.

Узнаю производство полистирола. В практически всех современных ПЛК есть функциональный блок Ramp. На входе требуемая величина и время, за которое эту величину требуется достичь. Выход Ramp блока подается в качестве задания на ПИД регулятор. Диф. составляющая требуется и должна быть очень большая.

[san]

Топикстартер ничего не говорил о темпах роста. Я чесно говоря не знаю что такое задатчик интенсивности, но рамп-генератор мне вроде-как понятен. Но графики вверху наверное взяты с какого-то аппаратного устройства?
Если нужна линейная ломаная в качестве задания, а инерционность роста задания в несколько раз больше инерционности объекта по каналу измерения, то все должно получиться с комбинации ПИ и программного задатчика. Д-составляющая там не нужна если нет быстрых возмущений.

[Good_winn]

Сегодня говорил с заказчиком, выяснил подробности автоматизируемого процесса.
Исполнительных механизмов будет два: клапан подачи горячей воды и клапан подачи захоложенной воды. Производство химическое, раствор в емкости может разогреваться сам и регулятор в каком-то диапазоне температур скорее должен сдерживать нагрев холодной водой чем нагревать.
В качестве параметров процесса даны именно скорости нагрева которые необходимо поддерживать внутри каждого температурного диапазона. (V1 ° в мин до T1°; V2 ° в мин с T1° до Т2° и т д)
Как я понимаю отрицательные значения выхода регулятора нужно продавать на клапан холодной воды положительные на клапан горячей воды.

[Василий Иванович]

Люди, да чего уж проще с этой рампой! Вот вам алгоритм, обвяжите и размножьте его и пользуйтесь. Поди не бином Ньютона.

Код: Выделить всё

IF ABS(IN-OUT) > MAXSTEP THEN
    IF IN > OUT THEN OUT := OUT + MAXSTEP;
    ELSE             OUT := OUT - MAXSTEP;
    END_IF;
ELSE                 OUT := IN;
END_IF;

[Василий Иванович]

Ну и применительно к температурным диапазонам:

Код: Выделить всё

IF    Temp < Temp1 THEN PIDsetpoint := RAMP( Setpoint, MaxStep1);
ELSIF Temp < Temp2 THEN PIDsetpoint := RAMP( Setpoint, MaxStep2);
ELSE                    PIDsetpoint := RAMP( Setpoint, MaxStep3);
END_IF;

[Василий Иванович]

На выход ПИДа повесить Split Range с примерно вот такой функцией:

Код: Выделить всё

IF IN < 50 THEN OUT1 := 2 *(50 - IN); OUT2 := 0;
ELSE            OUT1 := 0;            OUT2 := 2 * (IN - 50);
END_IF;

[Good_winn]

На выход ПИДа повесить Split Range с примерно вот такой функцией:

Код: Выделить всё

IF IN < 50 THEN OUT1 := 2 *(50 - IN); OUT2 := 0;
ELSE            OUT1 := 0;            OUT2 := 2 * (IN - 50);
END_IF;

Подскажите каким образом в данном случае следует подбирать коэффициенты ПИД, ведь они будут различны для клапанов горячей и холодной воды. По какому из них снимать задержку реакции и полосу пропорциональности?

[Василий Иванович]

Не надо для них разных коэффициентов, один и тот же пойдет на ура. Split range - типовое решение для регулирования температуры.