DirectLogic06 ПИД+ШИМ+3пИМ?

Добрый день, Андрей.

Вообщем  итог работы таков: уровень воды стал регулироваться гораздо лучше. Можно было бы так и оставить, но нужна какая-то защита от  ухода регулятора в 0 или в 4095. Иначе регулятор просто замирает и не выдает никаких импульсов, даже если уставка и текущее значение датчика не совпадают.

Спасибо. С понедельника в командировке попробую замерить точное время хода МЭО, регуляторы настраивать поотдельности, а с импульсами я догадался, но пока не испробовал.

Результат работы таков. Уровень поддерживается стабильно. Интегральная составляющая иногда доходит до нуля. В этот момент специальный импульс подает команду на закрытие. Уровень понижается и регулятор опять входит в рабочий режим.

Здравствуйте!

Прошу прощения за "некромантию" - редко бываю на форуме, но очень уж хочется добавить и свои пять копеек.

Кое-что из "тезисов" привожу из рабочих пометок, кое-что набираю в браузере. Поэтому у сообщения разный стиль...

Сразу хочу выразить благодарность Astilya за ранее проявленную помощь.

Несколько лет назад Astilya и мне показал этот алгоритм. Идея алгоритма очень хорошая и простая. В целом она хорошо была применена к контурам паровых котлов ДЕ16 и ДКВР-10/13. Но не в "чистом" виде. Я тоже прошёл через "замирания" и некоторые особенности реализации математики в контроллере DL06. Хочу поделиться своим опытом.

Программу я изменил. Не понравилось неопределённость SP60 и SP62 в строках 4 и 5 с момента включения до установки T0.

К сожалению, функция автонастройки для ШИМ возвращала плохие результаты. Возможно из-за большой инерционности объекта. При ручной настройке выяснилось - результат зависел не только от Ти, Тд, Кп, но и от Ts (время пересчёта контура). При "нащупанных" Ти, Тд, Кп Уровень в барабане "качался", но как только увеличили Ts до 5-10 секунд - сразу стабилизировался.

Особенность математики ПИД-регулятора состоит в том, что при вхождении регулируемого параметра (PV) в зону нечувствительности, значение выхода регулятора скачком изменяется на величину пропорциональной и дифференциальной составляющих, т.к. считается, что рассогласования нет. Это приводит к формированию «мусорных» импульсов на регулирующий орган (РО). Чтобы этого не происходило, в ШИМ была введена дополнительная блокировка изменения внутренней переменной (Ybcd), в других условиях, численно равной выходу регулятора. Соответственно, далее алгоритм ШИМ предполагает, что выход ПИД-регулятора не изменяется и не генерирует «мусор».

При переводе ПИД-регулятора из автоматического режима в ручной и обратно путём установки соответствующего бита, перед переключением проходит время Ts. Т.к. я считал, что переключение происходит сразу после установки бита, то сразу разрешал обработку. "Предыстория" состояния ШИМ приводила к появлению "таинственных" импульсов на выходе (в случае контура Газ-Пар импульс достигал Ts=10 секунд). К самому алгоритму это не имеет отношения, но данный эффект нужно учитывать.

Также нужно учитывать, что инициализировать переменные ШИМ и ПИД (в таблице контура PID_xxx) нужно до перехода в автоматический режим.
Как только контур оказывался в ручном режиме, я инициализировал Yprev, Ybcd, PID_BIAS, PID_OUT значением середины диапазона изменения выхода (PID_Ymin+PID_Ymax)/2. Этим я делал допущение, что контур в автоматическом режиме начинал действовать с середины положения РО.
Такой финт возможен потому, что в программе действуют две уставки - основная и текущая. В контур отправляется текущая. В ручном и при включении автоматического режима текущая становиться равной переменной процесса, а после перехда в "автомат" с некоторым шагом начинает приближаться к основной уставке. Нужно это для "безударного" перехода. И заодно приводит к тому, что при включении в "автомат" рассогласование равно нулю (как следствие - безразлично значение BIAS).

Для компенсации люфта при смене направления движения РО ко времени минимального импульса tmin добавляется время Тлюфт. Поэтому в таймер тактов отправляется не tmin, а другая переменная, равная или tmin или (tmin+Tлюфт).

При «перегрузке» выхода ПИД-регулятора (0 или 4095) на выход ШИМ подаётся непрерывный импульс ("меньше" или "больше"). Достигается это тем, что когда внутренняя переменная Ybcd входит в диапазон (Ymax-dYmin, Ymax) или (Ymin, Ymin+dYmin), то переменной Ybcd присваивается значение, отстоящее от границы диапазона на dYmin. Такое решение, конечно, не очень хорошо. Но создавать обработку ШИМ, сопоставимую по размерам со всей программой, ещё хуже. Вдобавок, если не переключать постоянно режимы автомат-ручной (тем самым «переводя» при инициализации Ybcd в середину диапазона [Ymin, Ymax]), то после одного-двух таких импульсов, значение переменной Ybcd будет примерно соответствовать действительному положению РО.

В алгоритме ШИМ ПИД Давления Пара также введены ограничения на максимальную величину управляющих импульсов. При появлении такого длинного импульса (большего Tи.макс) всякое появление импульсов в данном направлении блокируется на время паузы (Tи.пауза). Эти параметры введёны по причине того, что на данной конфигурации оборудования при открытии/закрытии заслонки давление газа изменяется значительно быстрее давления воздуха, что привело бы к погасанию факела горелки (а так только небольшая копоть из трубы). Также эта пара параметров служит для исключения ситуации "выбега" давления газа за допустимые для регулирования границы. Такое возможно из-за инерции нарастания давления газа после изменения положения заслонки (плюс задержка при сглаживании значения давления газа в контроллере и прочие причины). Как раз паузой даётся возможность восстановить баланс Газ/Воздух, и установиться самому значению давления газа. Если использование этих параметров не предполагается, то следует задать Ти.пауза=0, Ти.макс=999.9. Также, введение ограничения на ширину импульса, IMHO, улучшает ситуацию при «перегрузке» математики ПИД-регулятора (чтобы «сплошной» импульс не «завёл» очень далеко). Реально это ограничение срабатывало только в контуре Газ-Пар, но никогда не активировалось в контуре поддержания Уровня. В ШИМ контуров Разрежения и Давления Воздуха такое ограничения я даже и не пытался реализовывать.

Эта комбинация почти подходит под совет Astilya:
"Если это не поможет, советую дописать небольшой кусок программы. Суть его в том, что при наличии рассогласования и отсутствия реакции регулятора, принудительно выдавать импульсы некоторой длительности (подбирается на практике) с последующей проверкой рассогласования. Как только войдет в зону нечувствительности отключить схему принудительной подачи импульсов."