Промышленные приборы для измерения и регулирования
Ваш город: Пермь
Дилер в городе Пермь: ООО НПП "Системы контроля"
Контактный телефон: 7 (342) 213-99-49, 213-94-99
ООО НПП «Системы контроля»
Россия, Пермь, ул. Докучаева, 31а
8 800 600 99 49  
+7 (342) 213-99-49
E-mail: mail@termodat.ru

Скачать прайс
Поиск  Пользователи  Правила 
Закрыть
Логин:
Пароль:
Забыли свой пароль?
Регистрация
Войти
 
Страницы: 1
RSS
Регулирование температуры, Приницип регулирования и расчет мощности при нагреве с постоянной скоростью
 
Добрый день!
Используем термодат для проведения экспериментов по определению параметров окисления различных веществ при критических условиях. В связи с интерпретацией полученных результатов возникли вопросы методического плана:
1. В мануале к термодату приведена, как я понимаю, формула расчет мощности, подаваемой на нагреватель, при нагреве до какой-либо температуры и последующем ее поддержании. Как осуществляется регулирование (т.е. как вычислить требуемую мощность) при нагреве с постоянной скоростью (у нас 1 градус в минуту) от комнатной температуры до, например, 500 градусов? Термодат разбивает программу на какие-то маленькие участки и для каждого применяет предлагаемую формулу? Если да, то с какими параметрами? относительно заданной температуры
2. Если происходит перегрев относительно заданной температуры, то как ведет себя мощность? Просто отключается или выдается по какому-либо закону? В мануале описана только ситуация с температурой меньшей уставки. Опять же, в нашем случае: если у нас происходит тепловыделение внутри нагреваемого объема - окисление или даже взрыв - температура резко поднимается на 800-1000 градусов и потом падает за десятки секунд. При этом в процессе падения температуры, судя по файлу термодата, на нагреватель начинается подаваться мощность, хотя температура еще на десятки градусов выше уставки.
3. В ситуации с отсутствием внутреннего тепловыделения, в процессе равномерного нагрева, максимальное отклонение температуры нагревателя от заданного является функцией системы и не может быть просто вычислено без проведения предварительного эксперимента в конкретных условиях, я правильно понимаю? Ну, т.е. если я задаю коэффициенты, скажем, Kp=7 градусов, Ki=200 сек, Ka=40 сек, я не могу сказать, что максимальное отклонение от уставки будет равно 7 градусам умножить на какой-то постоянный коэффициент?

В связи с чем заданы эти вопросы - пишем статью, и предварительно сформулировали такую фразу "Стабилизирующее действие программатора, который регулирует температуру реактора уменьшением мощности омического нагревателя, который не допускает превышения температуры нагревателя над заданным на .?. градусов". Корректна ли такая формулировка?
4. В связи с п.3 - в мануале описан алгоритм определения оптимальных коэффициентов при нагреве до какой-то постоянной температуры. Есть ли некий алгоритм определения оптимальных коэффициентов при нагреве с постоянной скоростью? Или здесь надо разбивать температурный участок на поддиапазоны (скажем, по 50 градусов), для средней температуры из каждого поддиапазона определять оптимальные коэффициенты и составлять программу из 10 участков (при нагреве до 500 градусов)?
 
Денис, здравствуйте. Спасибо за использование прибора в сложных экспериментах. Очень много не простых вопросов. Попробую ответить или обсудить.
1. В приборах используется традиционный ПИД регулятор. Хорошо описанный в литературе. Он предназначен для поддержание температуры с заданной уставкой. В режиме роста температуры с заданной скоростью подразумевается, что режим будет квазистационарный, то есть система будет успевать выходить на режим регулирования по уставке и плавно следовать вслед за изменением уставки. При этом коэффициенты ПИД и закон регулирования не меняются. При высоких скоростях - высоких по сравнению с инерциальностью системы- этого может быть недостаточно. Может быть требуются другие алгоритмы управления, не ПИД, но мы их не применяем.
2. Мощность рассчитывается по ПИД закону. В инструкции только отдельные примеры. Если при перегреве мощность велика, значит интегральная часть не даёт ей снизиться. Надо подбирать коэффициенты. Может совсем отключить интегральную составляющую. Похоже , что интеграл столь велик из-за разгонной характеристики, а не тольлько из-за высокого интегрального коэффициента.
3. Ну правильно понимаете, к сожалению. И лучше так не формулировать.
4. Алгоритма точно нет. Разбивать на участки правильно. 10 участков вряд ли понодобятся. Обычно хватает трёх четырёх.

Я понимаю, что Вас ничем не порадовал, но стандартный Термодат не совсем научный прибор - он для промышленности, там таких скоростей нет и внутреннего тепловыделения. Но если чем- то можем в дальнейшем помочь, мы это сделаем. А эксперимент идёт в вакууме или на воздухе? Нельзя ли охладитель использовать? Может позиционный регулятор себя не хуже покажет? Или просто пропорциональный. Мне почему-то кажется, что ПИД вам мешает.
С уважением, Вяткин К.В., к.ф.-м.н.
 
Добрый день, Константин!
Спасибо за ответы, попробуем обсудить :)
1. А как конкретно в программе термодата реализован ПИД-закон? В смысле - у меня в файле термодата есть данные по уставке, текущей температуре и мощности для каждого момента времени с дискретностью 2 секунды, возможно ли из данных по температуре и уставке и имеющихся ПИД-коэффициентах вычислить эту самую колонку мощности (и сравнить с файлом) или она является результатом применения каких-то внутренних алгоритмов прибора и вычислена постфактум быть не может?
Не совсем понятно, по какому временному интервалу берется интеграл в ПИД-законе - если при нагреве до определенной температуры и ее поддержании это просто интеграл от нуля до текущего момента времени, то при нагреве с постоянной скоростью?
Я просто хочу в дальнейшем попробовать вытащить из этих данных величину тепловыделения и сравнить ее с данными по тепловыделению при окислении исследуемых веществ.

Эксперимент идет так: под толстым слоем теплоизоляции (в виде цилиндра) располагаются нагреватели, которые в свою очередь формируют собой несколько меньший цилиндр, внутри которого располагается реактор с толстыми стенками массой около 3 килограмм. Внутрь реактора введена термопара и еще 3 термопары контролируют температуру внешней поверхности реактора. Внутрь реактора заправляется исследуемое вещество, к нему добавляются в зависимости от условий эксперимента дополнительные газы/жидкости. Параллельно с термодатом данные с термопар снимаются ацп с дискретностью 0,01-0,1 секунды.
По поводу вариантов регулирования температуры подумаем, спасибо за информацию.
 
Добрый день, Денис. Спасибо за описание эксперимента. Я думаю, мощность можно пересчитать постфактум и сравнить. Мы не пробовали. Очень интересно. Никаких дополнительных внутренних алгоритмов мы не используем. Про время интегрирования вопрос правильный. Проще всего копить интеграл, как вы правильно понимаете, от нуля, то есть непрерывно. Но он тогда при начальном разогреве становится слишком большим и потом система долго выходит на уставку. Поэтому интеграл начинает копиться за Кр градусов до уставки. Вроде бы так, в понедельник уточню. К сожалению при больших скоростях роста температуры, если система не успевает, рост интеграла ограничен не будет. Я думаю Вы правильно подметили проблему, мы с ней раньше не сталкивались. В новых приборах контроллеры мощные и памяти хватает и интегрировать можно было бы по стеку за время Ти, но в обычных применениях результат не отличается и мы так не делаем. У уважением
Страницы: 1
Читают тему (гостей: 1)

Интересуешься контрольно-измерительным оборудованием?

Подпишись на рассылку новостей и получай первым

- выгодные акции на весь ассортимент приборов

- актуальные каталоги продукции

- новинки производства

- информацию о выставках и мероприятиях

Отправляем Вам рассылку не чаще 2х раз в месяц