Регулирование ГВС, теплоснабжения и вентиляции.

KSD

Дата: Суббота, 27.03.2021, 19:11 | Сообщение # 41

Любитель

Город: Истра

Группа: Граждане

Сообщений: 355

Репутация: 9

Статус: Offline

Цитата Kass (

)

10 Гц, это не частота дискретизыции. Вы в этом и заблуждаетесь постоянно. Частота дискретизации хто в АЦП МК, и она 100 и 500 кГц у разных АЦП, а 100 мс это время цикла.

Нет, это Вы заблуждаетесь. 100 и 500 кГц у разных АЦП - это не более чем максимальная скорость АЦП. Часто для экономии используют один скоростной АЦП с мультиплексором на входе, что позволяет оцифровывать несколько каналов почти одновременно. А цикл 100 мс как раз определяет частоту обработки данных, т.е. является частотой дискретизации. Именно поэтому в алгоритмах участвует этот интервал времени, а не скорость АЦП.
Представьте, что на вход АЦП кроме сигнала с датчика попадет наводка с частотой 50 Гц, ровно в 5 раз больше частоты дискретизации. Что получим на выходе АЦП? Зависит от того, в какой момент происходит оцифровка - когда мгновенное напряжение наводки близко к нулю или максимально в плюс или в минус. От чистого сигнала датчика до суммы сигнала и наводки. При этом за счет кратности частоты наводки и частоты дискретизации в следующем цикле ситуация повторится. А если частоты немного отличаются, то получим вместо сигнала датчика смесь из сигнала и помехи, величина которой меняется от минимума до максимума. При этом сигнал помехи после АЦП будет иметь форму синусоиды, но с частотой "биений" между частотой сети и частотой дискретизации. Наглядный пример аналогичного процесса - стробэффект, когда вращающийся предмет подсвечивается импульсным источником. Например вращающиеся лопасти в кино. При кратной частоте они кажутся неподвижными.

Цитата Kass (

)

ООС в УМЗЧ не решает уравнение из полученных данных.

Решает. Только в силу специфики задачи там обычно нет пресловутого ПИДа в ОС. И уравнения ОС более простые на первый взгляд. Кстати, в контурах отопления ПИД тоже не в ОС, а в канале обработки рассогласования. В усилителе же для обеспечения устойчивости вводят такие частотные коррекции, что уравнения, описывающие их, намного сложнее того же ПИДа. Но мы отвлеклись.

Цитата Kass (

)

Уменьшает ошибку П составляющая только для стабильного параметра

Нет, П-канал всегда уменьшает ошибку, но всегда в статике принципиально остается ошибка, обратно пропорциональная усилению. Бесконечно увеличивать усиление канала П для уменьшения статической ошибки нельзя, поскольку система станет неустойчивой. Поэтому добавляют канал И, который позволяет уменьшить ошибку в статике до нуля. Но в динамике ошибка остается, а в придачу к уменьшению ошибки в статике канал И дает перерегулирование в динамике, которое стараются уменьшить каналом Д.

Цитата Kass (

)

в ИТП регулируете температуру или давление в какой то удаленной точке

Да, если с Земли управлять луноходом, то метки времени желательны. В случае управления удаленным пунктом Д-составляющую можно определять локально и передавать в центр. Если задержка передачи данных в канале меньше времени цикла, то будет достаточно передавать данные и без меток времени. И кажется более разумным локальное управление в удаленном контуре, чем централизованное с нестабильным каналом связи.

Цитата Kass (

)

только задержка в канале ООС у вас непрелсказыемо меняется от 0,5 до 5 мкс

Получим тоже самое, как если бы время цикла начало гулять от 30 до 300 мсек. Не надо забывать про условия применимости решений. В чисто аналоговой схеме дополнительной задержки нет, но в цифровой модели есть задержка ровно на один такт (цикл). Но поскольку частота дискретизации существенно выше полосы системы, то этим можно пренебречь.

Цитата Kass (

)

помехоустойчивое кодирование, про квитанции

Кодирование нужно для борьбы с искажением данных, для аналоговых систем это как правило не актуально. Если конечно не рассматривать какую-нибудь радиосвязь в условиях помех. В аналоговых системах соотношение сигнал/шум достаточно большое для передачи сигнала с допустимыми искажениями. При воздействии небольшой помехи просто немного искажается сигнал. Другое дело в цифре, где результат воздействия помехи непредсказуем. При искажении даже одного бита передаваемое значение может измениться кардинально. Вот тут для борьбы с искажениями данных нужны CRC, коды Хемминга и прочие алгоритмы. Но все они не добавляют принципиально новой информации к данным, а за счет некоторой избыточности позволяют обнаружить и в некоторых случаях исправить ошибки. На входе канала имеем некоторый поток данных, в канале передаются закодированные данные с избыточностью, а на приемной стороне снова имеем исходный поток данных. Некоторым эквивалентом этого в аналоговых схемах может служить компандерная система шумоподавления в магнитофонах, например DOLBY. Там перед записью определенным образом обрабатывают звуковой сигнал (сжимают динамический диапазон), а при воспроизведении производят обратное преобразование, что позволяет значительно уменьшить результирующие шумы тракта записи/воспроизведения.

Цитата Kass (

)

цифровые системы не далее АЦП и ЦАП

И тут Вы неправы. Цифровой обработкой сигналов и изображений я начал заниматься еще будучи студентом в далеких 80-х. Именно алгоритмами, а не способами преобразования аналога в цифру. И нам, студентам, уже тогда преподавали теории регулирования и моделирования. Моделированием схем и процессов приходилось заниматься после окончания института. А про помехоустойчивое кодирование и оптимальную обработку сигналов я могу сам лекцию прочитать smile

после 9-ти лет работы на 407 кафедре в МАИ.

Александр_Первый

Дата: Воскресенье, 28.03.2021, 09:29 | Сообщение # 42

Академик

Город: Петропавловск-Камчатский

Группа: Граждане

Сообщений: 9857

Репутация: 41

Статус: Offline

Здесь,ни чего неожиданного,как и нет ни чего сверх естественного,вызубренная школьная программа физики,плотно осела в сознании и доминирует там....
Считая,что это,основа мироздания,а теория эфира и теория струн,это какая то,не правильная физика,так как,она не соответствует школьным учебникам.
Мне,просто сейчас,весьма интересно,что выскажет ваш оппонент,по этому поводу-какие найдёт доводы и аргументы,что бы опровергнуть сказанное вами выше?!
Видимо,нашла коса на камень.... biggrin

СКУПОЙ,ПЛАТИТ-ДВАЖДЫ!ТУПОЙ-ТРИЖДЫ!ЛОХ-ПЛАТИТ ВСЕГДА!ТЕОРЕМ-МНОГО,АКСИОМА-ОДНА! "ДРУЖОК"ВЕРНИ ДОЛЖОК!!! Skype-alexandr_mg1

KSD

Дата: Воскресенье, 28.03.2021, 10:05 | Сообщение # 43

Любитель

Город: Истра

Группа: Граждане

Сообщений: 355

Репутация: 9

Статус: Offline

Цитата Александр_Первый (

)

теория эфира и теория струн,это какая то,не правильная физик

Законы физики (в обычном человеческом понимании) - это не "абсолютная истина", а математическая модель, описывающая наблюдаемые закономерности и проявления. И как любая математическая модель, они имеют определенные "условия применимости", за пределами которых модель перестает соответствовать действительности. Но в пределах этих условий закономерности, описываемые формулами в физике, математике и пр. полностью соответствуют явлениям, которые мы наблюдаем, можем измерить, воспроизвести и исследовать любым другим способом.
Всякие "новомодные" теории пытаются объяснить "нестандартные" (с точки зрения общепринятых законов) проявления. Там свои формулы и условия применимости, очень далекие от нашей обыденной жизни. Так что надеяться на "эфир", из которого можно бесконечно черпать тепло зимой, не стоит. По крайней мере в ближайшее время, пока не придумают какой-нибудь миниколлайдер или наконец не обуздают горячую плазму cool

Добавлено (28.03.2021, 10:12)
---------------------------------------------

Цитата KSD (

)

весьма интересно,что выскажет ваш оппонент

"В споре рождается истина" (С)
А в реальности я в результате нашего обсуждения понял некоторые нюансы, не известные мне ранее.
Я не надеюсь и не собираюсь кого-то "обратить в свою веру", в частности Касса smile

, но надеюсь, что кто-то сможет вынести из нашей дискуссии какую-то пользу. Я уже получил пользу.

Александр_Первый

Дата: Воскресенье, 28.03.2021, 10:19 | Сообщение # 44

Академик

Город: Петропавловск-Камчатский

Группа: Граждане

Сообщений: 9857

Репутация: 41

Статус: Offline

Цитата KSD (

)

Законы физики (в обычном человеческом понимании) - это не "абсолютная истина", а математическая модель, описывающая наблюдаемые закономерности и проявления.

В том то и дело,что мы следуем и веруем,тем законам физики,которые нам известны и понятны,то есть,подходят под наши понятия.
Но,это не вся физика(если её так называть) и те процессы,которые происходят в космосе,не всегда,можно объяснить нашей физикой,так как,она,может всего на половину,соответствует действительности,и это-дай Бог!
Ведь никто на Земле не сможет объяснить,откуда возникли безчисленные галактики и что такое Космос?
Где его Начало и где его Конец.И кто Творец этого?!
Я,так думаю,что нашему разуму,это не под силу....

Добавлено (28.03.2021, 10:24)
---------------------------------------------

Цитата KSD (

)

"В споре рождается истина" (С)

Да,но до тех пор,пока,спор не превращается в демагогию...с преимуществом,того,кто пляшет музыку... wink

KSD

Дата: Воскресенье, 28.03.2021, 10:26 | Сообщение # 45

Любитель

Город: Истра

Группа: Граждане

Сообщений: 355

Репутация: 9

Статус: Offline

Цитата Александр_Первый (

)

нашему разуму,это не под силу

При текущем уровне понимания.
Но если знания будут расти также быстро, как в последний век-два, то вполне возможно уже в ближайшем будущем получить ответы на эти вопросы. Вот тогда узнаем, где случится "провал почвы", если из "эфира" начнем бесконечно качать "халявную" энергию cool

Добавлено (28.03.2021, 10:38)
---------------------------------------------

Цитата KSD (

)

с преимуществом,того,кто пляшет музыку.

Для того, чтобы вести диалог "на равных" нужно как минимум понимать предметную область на близком к оппоненту уровне. Аргументы типа "сам дурак", "ты ничего не понимаешь" или "у меня все работает и без вашей физики" вместо аргументированного обсуждения приводят к банальной драке словами. Кроме синяков (обид) и неудовлетворенности ничего в результате не получишь.

Александр_Первый

Дата: Понедельник, 29.03.2021, 03:35 | Сообщение # 46

Академик

Город: Петропавловск-Камчатский

Группа: Граждане

Сообщений: 9857

Репутация: 41

Статус: Offline

Цитата KSD (

)

Но если знания будут расти также быстро, как в последний век-два, то вполне возможно уже в ближайшем будущем получить ответы на эти вопросы.

Ну да,тут уже на ИИ уповают,в надежде на ещё больший прогресс в научных сферах,и когда ИИ достигнет такого высокого уровня,что ему люди с низшим уровнем будут не к чему... wink

Kass

Дата: Понедельник, 29.03.2021, 11:39 | Сообщение # 47

Академик

Город: Москва

Группа: Администраторы

Сообщений: 13980

Репутация: 80

Статус: Offline

Цитата KSD (

)

Я даже не знаю с чего бы начать, настолько вы заблуждаетесь. smile

1. Не важно сколько АЦП стоит в МК, ибо вы можете использовать всего один аналоговый вход, и можете использовать все ресурсы одного из АЦП. Если вам это надо. Но, этого никому не надо в АСУ ТП. От слова совсем. smile

2. Цикл 100 мс не является частотой дискретизации от слова совсем. Цикл имеет отношение только к системе реального времени и для определения dt. По сути есть еще т.н. нулевая функция в контроллере, которая ведет обработку иначе. В частности, именно она опрашивает АЦП, и опрашивает она их с максимальной скоростью, при этом отбрасывая помехи, и вычисляя среднее значение за цикл. То есть за цикл контроллер может считать 1000 раз значение АЦП, отбросить помехи, перемножить на калибровочные коэффициенты, добавить температурную коррекцию по температуре кристалла... высчитать среднее значение. Вот у этой обработки можно говорить о частоте дискретизации. У самого же алгоритма нет никакой частоты дискретизации, ибо в начале цикла он получает обработанные средние значения измеренного параметра. Ну не лезет сам алгоритм в АЦП, как не лезет пользовательская программа в память видеокарты, что бы вывести символ на экран монитора.

3. Нужно понимать, что контроллер АСУ ТП является средством измерения и имеет метрологический сертификат, и поэтому он не может просто в начале цекла прочитать какое то мгновенное значение с АЦП. В итоге вы получите не более чем конструктор Ардуино, но не средство измерения. smile

4. Цикл, это не какая то константа системы. Я могу в любой момент времени изменить его в приведенных примерах в диапазоне от 0.01 до 1 секунды. И опять таки это не будет частотой дискретизации. Это будет определять лишь, из скольких значений АЦП будет вычислено среднее значение, и тут нужно понимать, что чем больше время цикла, тем точнее значение измеряемого параметра вы получите. При этом можно поставить фильтр на получаемые значения, и ограничить как то максимальное приращение за цикл, а можно ничего не ставить. В таком случае вы легко можете получить прямоугольный импульс аналогового значения, и я их получаю к примеру при измерении напряжения и тока. Более того, если у вас в течение цикла произошел скачок значений, и это не помеха, то в расчете среднего примут значения, только после этого скачка. То есть в расчете среднего принимают участие только близкие, с минимальной корреляцией к конечным в множестве полученных значений.

5. Теперь про полосу частот. Перем прямоугольный импульс какого то параметра, ну к примеру напряжения, амплитудой 10В и длительностью 0.5 секунды. Какова ширина его спектра? Бесконечность. Картинка из учебника:

А вот если я поставлю динамический фильтр в обработку, уменьшая полосу пропускания, то я не получу импульс прямоугольным. Он получится сильно сглаженным. smile

Цитата KSD (

)

Представьте, что на вход АЦП кроме сигнала с датчика попадет наводка с частотой 50 Гц, ровно в 5 раз больше частоты дискретизации. Что получим на выходе АЦП? Зависит от того, в какой момент происходит оцифровка - когда мгновенное напряжение наводки близко к нулю или максимально в плюс или в минус. От чистого сигнала датчика до суммы сигнала и наводки.

Поэтому и весь этот ваш текст не имеет никакого отношения к АСУ ТП. Это скорее актуально для Ардуино. smile

Цитата KSD (

)

Вы не находите противоречия в вашем предложении? Для уменьшения ошибки нужно повышать коэффициент усиления, но при повышении коэффициента система становится нестабильной. smile

Все потому, что вы рассматриваете самый примитивный случай, к примеру греем лампочкой датчик через ШИМ, при этом стабильное напряжение, воздух в статике и т.п. ТО есть какой то идеальный случай. Стоит вам промодулировать напряжение блока питания, включать и выключать вентилятор, обдувающий се это, и у вас ошибка вырастет кратно, и никаким коэффициентом вы ее не уменьшите. smile

Цитата KSD (

)

Вот отсутствие меток времени однозначно гарантирует вам фиаско. Вы просто не пробовали видимо. И не обязательно управлять луноходом. Это очень типичные задачи. Банально нужно управлять насосом в скважине, поддерживая давление не на выходе скважины, а в определенном здании в определенной точке. Ну или в большом здании промышленном, нужно в ИТП поддерживать заданный перепад давления на входе в венткамеру, до которой метров 300. Разумеется в ИТП свой шкаф автоматики, а венткамере свои. И как? smile

Ну нельзя это делать по асинхронным каналам и интерфейсам. Это основы. Смещение данных на пол цикла сделает Д составляющую ПИДа в генератор ошибок. smile

Цитата KSD (

)

Получим тоже самое, как если бы время цикла начало гулять от 30 до 300 мсек.

Нет. Я легко могу переключать время цикла с 30 на 300 мс и наоборот. Абсолютно ничего не произойдет, ибо в И и Д попадет dt именно со своим временем цикла. А вот УМЗЧ просто потеряет устойчивость. Он не сможет работать в этих условиях. Вы никак не можете понять, что в АСУ ТП это не аналоговые решения. Это скорее математика. Вот вам кто то будет раз в час приносить значение температуры, выбудете решать уравнение, и выдавать оператору, на сколько и куда нужно повернуть ручку крана. Вдруг вам начинают приносить данные раз в пол часа. И в чем проблема то? Да никакой проблемы опять у вас не будет. Это банально законы математики.

Добавлено (29.03.2021, 11:52)
---------------------------------------------

Цитата KSD (

)

Вы глубоко заблуждаетесь. Дело в том, что среда распространения сигнала всегда аналоговая. Это либо эфир, либо медный кабель, либо оптическая система. Если посмотрите любые протоколы, то всегда увидите помехоустойчивое кодирование. Даже в банальном RS-232 имеет место бит четности для определения одиночных ошибок. Так это всего 15 метров то! А так посмотрите любой протокол передачи данных и увидите помехоустойчивое кодирование везде, и чем больше дальность, тем они сложнее.

Цитата KSD (

)

Цифровой обработкой сигналов и изображений я начал заниматься еще будучи студентом в далеких 80-х.

Понимаете ли в чем дело. В обработке изображения ну вообще плевать на ошибки. Если у вас есть ошибка в яркости какого то пиксела, в каком то кадре, то это ерунда. Вы даже не заметите. Теперь попробуйте изменить несколько бит в какой то программе и вы получите непредсказуемый результат работы программы. smile

Так же вы не заметите, если какие то пиксели попали не в свой кадр, а в следующий. Тоже никто не заметит. Так что не стоит проводить параллели между обработкой видео потока с АСУ ТП. В АСУ ТП ошибки просто не допустимы.

Добавлено (29.03.2021, 14:10)
---------------------------------------------
Пока обед, подключился к удаленному объекту, запустил запись графиков и менял время цикла не останавливая вообще процесс регулирования. Стояло 100 мс, поставил 300 мс, потом 30 мс.

Как видим, рассогласование гуляет в пределах ±0,3°С, при этом источником возмущения в системе является не столько другие нагрузки, сколько сам котел, у которого температура на выходе болтается ±10°С, так как он пока работает от своей внутренней автоматики.

То есть ну никак я не повлиял на работу ПИД регулятора, изменяя прямо на лету время цикла. Согласитесь, что подобное с задержкой в ООС УМЗЧ такое не прокатит. wink

Все ИМХО

KSD

Дата: Понедельник, 29.03.2021, 22:12 | Сообщение # 48

Любитель

Город: Истра

Группа: Граждане

Сообщений: 355

Репутация: 9

Статус: Offline

Цитата Kass (

)

за цикл контроллер может считать 1000 раз значение АЦП, отбросить помехи, перемножить на калибровочные коэффициенты, добавить температурную коррекцию по температуре кристалла... высчитать среднее значение. Вот у этой обработки можно говорить о частоте дискретизации. У самого же алгоритма нет никакой частоты дискретизации, ибо в начале цикла он получает обработанные средние значения измеренного параметра.

Это все говорит только о том, что разработчики ПЛК знают теорию smile

И теорема Котельникова для них аксиома wink

Итак, время цикла вычисления в ПЛК (100 мсек) - это частота дискретизации системы. Чтобы алгоритмы работали, ширина спектра входных сигналов не должна превышать половину частоты дискретизации. Для этого используется предварительная фильтрация входных сигналов. Но делать аналоговый низкочастотный входной фильтр с переключением частоты среза при смене времени цикла нецелесообразно, поэтому реализуется цифровая фильтрация сигнала уже после оцифровки с существенно большей частотой. В этом случае для исключения алиасинга (перекрытие "хвостов" спектра при недостаточной частоте дискретизации) используется входной относительно простой аналоговый фильтр, рассчитанный на частоту дискретизации этого цифрового фильтра. Поэтому в аналоговом модуле своя частота дискретизации, но выдает он значения с частотой дискретизации системы.

Цитата Kass (

)

контроллер АСУ ТП является средством измерения и имеет метрологический сертификат

Предварительная обработка с передискретизацией позволяет повысить точность за счет "хитрых" алгоритмов, но не является обязательным условием получения сертификата. Сертификат лишь подтверждает, что изделие имеет определенную точность измерения и может использоваться как средство измерения с указанной погрешностью. Линейка, штангенциркуль и микрометр - это все средства измерения размера, которые могут быть сертифицированы. Но точность разная.

Цитата Kass (

)

Цикл, это не какая то константа системы. Я могу в любой момент времени изменить его в приведенных примерах в диапазоне от 0.01 до 1 секунды.

Для удобства параметры в том же самом цифровом ПИДе "завязаны" на период системы, поэтому при смене времени цикла коэффициенты автоматически пересчитываются. Также одновременно с изменением времени цикла системы меняется частота получения входных данных, поэтому соответствующим образом меняются параметры входного цифрового фильтра.
Я же имел в виду ситуацию, когда скорость поступления входных данных не соответствует скорости обработки. Но, как говорится, проехали. Мы не совсем правильно поняли друг друга.

Цитата Kass (

)

Тут нет противоречия. Чем выше петлевое усиление, тем меньше статическая (остаточная) ошибка. Но при увеличении общего усиления сверх некоторого порога система становится неустойчивой. Этим фактором пользуются при настройке параметров ПИДа: сперва отключают И и Д каналы и увеличивают усиление П канала до порога устойчивости.
Естественно, что в статике (при неизменном входном воздействии и при отсутствии внешних воздействий) ошибка канала П будет меньше, чем в переходных режимах. Но то же самое можно сказать о полноценном ПИД-регуляторе: у него в статике ошибка меньше, чем в динамике.

Цитата Kass (

)

Вот отсутствие меток времени однозначно гарантирует вам фиаско.

Система реального времени подразумевает, что она реагирует на события за определенный интервал времени. Применительно к ПЛК это означает, что входные данные поступают с определенной скоростью, соответствующей времени цикла. И алгоритм их обрабатывает с этой же скоростью. Не быстрее и не медленнее. В начале каждого цикла происходит фиксация входных параметров, за время цикла все расчеты должны закончиться, и должны быть сформированы выходные воздействия. Если входной параметр "потерялся" по пути, то все, "поезд ушел", значение не может быть использовано в следующем цикле, поскольку устарело. Метка времени по сути не нужна, поскольку два значения за цикл поступить не могут, если данные не теряются.
Естественно, это все относится к уже отфильтрованному сигналу (см. описание выше), имеющему интервал формирования данных = циклу системы. Если же речь про сигнал, оцифрованный с повышенной частотой, то для его последующей фильтрации и обработки действительно нужно сперва "выстроить" отсчеты по порядку. Но опять же, нет смысла "гнать поток с Луны" для выполнения обработки, которую можно выполнить локально. А отфильтрованный низкоскоростной поток "перепутаться" не может.

Цитата Kass (

)

посмотрите любой протокол передачи данных и увидите помехоустойчивое кодирование везде, и чем больше дальность, тем они сложнее.

Абсолютно с этим согласен smile

В случае цифровых данных искажения данных критичны, поэтому применяют разнообразные способы контроля наличия ошибок и восстановления данных. Квитирование - это один из способов гарантированной передачи пакетных данных. Но в случае аналоговых сигналов этого нет. Никаких CRC и четности в аналоговом сигнале 0-10 Вольт или 4-20мА нет и быть не может. Варианты передачи цифровых данных поверх этих интерфейсов не рассматриваем, т.к. передаются цифровые данные tongue

Цитата Kass (

)

Так что не стоит проводить параллели между обработкой видео потока с АСУ ТП

Алгоритмами обработки видеопотока тоже пришлось немного заниматься, но существенно позже. А в институте занимались алгоритмами распознавания образов и восстановлением картинок по энергетическому спектру. Там ошибки (помехи) в исходном сигнале (цифровом) приводили к непредсказуемому результату. Иногда помехи даже помогали, но в основном мешали. Часто использовались рекурсивные алгоритмы, поэтому ошибки имели тенденцию накапливаться, увеличиваясь с каждой итерацией. Для их устранения использовалась предварительная фильтрация исходного сигнала, что напоминает описанную выше фильтрацию в АЦП, но только без изменения "пространственной" частоты дискретизации (т.к. размерность матрицы, т.е. количество отсчетов не менялось).
Но суть не в этом, а в том, что математика цифровой обработки сигналов подчас намного сложнее алгоритмов, реализованных в ПЛК.

Kass

Дата: Вторник, 30.03.2021, 09:10 | Сообщение # 49

Академик

Город: Москва

Группа: Администраторы

Сообщений: 13980

Репутация: 80

Статус: Offline

Цитата KSD (

)

1. Какие именно параметры пересчитываются?
2. Как именно пересчитываются? По каким формулам?
3. О каком фильтре постоянно речь? Можете написать фуккцию этого фильтра?

Дело в том, что я не раз вижу попытки именно программистов выполнить ПИД в виде комплексного блока, и вот в них вставляют фильтры на вход. Но это происходит от непонимания процессов и не знания теории автоматического регулирования, как и прикладной физики системы, которую предстоит автоматизировать. Они не могут получить стабильную систему, она идет вразнос и они пытаются погасить все фильтрами. Но это как попытки ставить фильтр на входной сигнал в плохо строектированном усилителе, который не устойчив и все время стремиться свалиться в генерацию на определенных частотах. Или когда в концертном зале с плохой акустикой не исправляют акустику, не убирают резонансы, а просто в многополосном эквалайзере вырезают резонансные частоты.

У нас в системах нет никаких фильров. Мы не используем «заводских» регуляторов из среды программирования. Мы предпочитаем исправить акустику зала и передать весь звук полноценно, как это задумано автором, ничего не вырезая. Мы не пытаемся кривую систему исправить фильтром.

Цитата KSD (

)

Опять таки нет. Это типа сферического коня в вакууме, какой то частный упрощенный случай. Эту глупость кто то когда то написал для упрощения понимания настройки регулятора для непосвященных в теорию автоматического регулирования, и посему это разнесли по статьям и форумам. На самом деле это глупость несусветная. Это как при настройке блока управлением ДВС автомобиля отключать генератор и тормоза. Я вот никогда не отключал И и Д. В этом нет абсолютно никакого смысла. Я понимая, каким процессом стоит управлять, и сразу ставлю примерные значения для данного процесса. Потом в ходе ПНР по графикам имеет место подстройка и все. smile

Так же у нас в алгоритмах нет «самонастраивающихся» ПИДов. Опять таки все дело в теории. smile

Вот именно поэтому банально ни у одного производителя котла не могут сделать нормального регулирования температуры. Банально это поручается программисту, который хорошо знает программирование, но абсолютно не знает теорию автоматического регулирования. Поэтому практически в каждом котле находится крайне неустойчивая система, которая дает «болтанку» на выходе с амплитутой 5-15 градусов в каждую сторону от задания.

Цитата KSD (

)

Вообще нет.

Цитата KSD (

)

И алгоритм их обрабатывает с этой же скоростью.

Тоже нет. Я могу показать вам, как меняется время выполнения непосредственно обработки данных. На контроллера, с которого снимал вам последние графики время вичислений колеблется в пределах от 7 до 15 мс. Более чем в 2 раза. И при любом цикле, что 100 мс, что 30 мс, что 300 мс. И поэтому в графиках процесса регулирования ничего не поменялось. Вы не понимаете что такое время цикла, и потому постоянно путаете его то со скоростью обработки, то с частотой дискретизации, то с полосой частот. Вот все не так. smile

Цитата KSD (

)

Если входной параметр "потерялся" по пути, то все, "поезд ушел", значение не может быть использовано в следующем цикле, поскольку устарело. Метка времени по сути не нужна, поскольку два значения за цикл поступить не могут, если данные не теряются.

Ни в коем случае. Вы хоть понимаете, что такое к примеру интеграл? Это площадь фигуры, ограниченной функцией и осью абцисс, между двумя значениями по оси абцисс. Ну давайте возьмем что то упрощенное из букваря.

Интеграл, это площать фигуры, закрашенной зеленым, которую находят путем разбиения ее на прямоугольники, шириной dt. Если у вас потерялся один или несколько прямоугольников, как вы определите площадь? Так вот вам в каждом цикле нужно вичитать площать чуть большей на один прямоугольник фигуры. Если в какой то момент у вас не пришло вовремя значение и вы это проигнорировали, то у вас будет ошибка во всех последующих результатах. Поэтому если вам через несколько циклов приходит пропавший прямоугольник, то в чем проблема его площадь прибавить к полученному в этом цикле и исправить ошибку? Именно так и происходит в АСУ, и именно поэтому интегральную составляющую постоянно связывают с накоплением ошибки. Контроллер получает данные не только от своих АЦП, но и по каналам передачи данных, о чем я ни раз писал. Вы постоянно упускаете это из вида, так как не мыслите далее одного контроллера. Один контрллер, это самый примитив в АСУ ТП. У нас таких практически не встречается.

Вот вся ваша беда в том, что пока вы не перестаните проецировать процесс регулирования на аналого-цифровое преобразование, вы не поймете разницу и суть теории.

Цитата KSD (

)

о в случае аналоговых сигналов этого нет. Никаких CRC и четности в аналоговом сигнале 0-10 Вольт или 4-20мА нет и быть не может.

Вы путаете тут сигнал с каналом передачи данных. Ну даже не знаю как упростить, но это ну в корне разные вещи. Ну это как пытаться анализировать вероятность ошибки каждой буквы алфавита в телеграфном канале. Сигнал 0-10В или 4-20мА это не более чем преобразование физической величины в жлектрическую, для того, что бы ее можно было измерить электроникой. Поэтому датчики, которые выполняют преобразование какой то физической величины в один из этих сигналов называются преобразователем. Но это не имеет никакого отношения к АСУ. Они закончивабтся на входе в контроллер, ибо даже до АЦП не доходят. В контроллере производится обратное преобразование в физическую величину, и именно это значение дальше гуляет по системе и хранится на сервере. Там именно значения температур, давления, уровня, скорости, расхода и пр., и никому не интересно, сколько это было мВ или мА на входе контроллера.

Понимаете ли, в чем дело, АСУ ТП это больше математика, чем преобразования физических величин. Преобразования есть, но это доли процентов от всех задач, а у вас как то все сводится именно к преобразованиям. То есть вы как бы «застряли на входе в систему», на этапе преобразования. . Попробуйте двинуться дальше этого, в сторону математики. Далее после преобразования, внутри системы только математика, и никакой теоремы Котельникова там нет. По сути и сама то теорема то примитивна как угол дома. Ведь по сути говоря она утверждает, что в ящик нельзя положить предмет, который больше этого ящика. Возможно это для кого то гениально и высшая математика, но по сути тот же кот Шредингера.

Постарайтесь понять, что в АСУ не только данные от преобразования входных сигналов принимают участие в вычислениях. Ни в коем случае нет. Там и результаты всех предыдущих вычислений, как тот же интеграл, массивы данных, архивы, каналы передачи данных, базы данных. Те же графики то я вам вывожу за любой период как? Я беру их из системы за нужный мне период, и система их извекает, обрабатывает и выводит в нужном мне виде. При этом вообще никаких преобразований входных сигналов не делает. Ну все гораздо сложнее чем АЦП и теорема Котельникова.

Добавлено (30.03.2021, 09:25)
---------------------------------------------

Цитата KSD (

)

Но суть не в этом, а в том, что математика цифровой обработки сигналов подчас намного сложнее алгоритмов, реализованных в ПЛК.

Я думаю, что вы просто не представляете себе всей глубины АСУ ТП. Для вас жто примитивный процесс оцифровки и один ПЛК, и даже не ПЛК, а скорее просто микроконтроллер. Вы просто вдумайтесь, что сложного в распознавании образов? Ну ведь довольно простая задача, если только определиться, по каким точкам распознаем. Тут действительно самая сложная задача именно определиться в характеристиках образа, их выделении из кадра, преобразование в какие то параметры и складываение в СУБД. Далее просто SQL запрос в СУБД и получаете ответ. Именно так работают системы идентификации по отпечаткам много лет, фейс айди и пр. Интеллекта там как правило мало. Одел человек маску и все, система не распознает, а человек распознает. Потому что математики там практически нет. Главное там преобразование кадра в характеристики реперных точек. Так вот в АСУ и системах моделирования процессов все намного сложнее. Там в основе именно математика. Нужно не выдрать что то по шаблону, а управлять сложными процессами, моделируя их предварительно.

Все ИМХО

Александр_Первый

Дата: Вторник, 30.03.2021, 10:41 | Сообщение # 50

Академик

Город: Петропавловск-Камчатский

Группа: Граждане

Сообщений: 9857

Репутация: 41

Статус: Offline

Читая все эти посты,о главной и глобальной проблеме-регулировке ГВС,хочу одно понять,как все эти АСУ и ПИДы,влияют на то,когда я пользуюсь ГВС в коммунальной квартире завязанной на ЦО,в то числе и ГВС??!
Только одним способом-открывая кран для подачи ГВС,и оно зависит,только от того,какая Т ГВС на подаче.А это,в свою очередь,зависит от тепло снабжающей компании,какую Т воды подадут,от такой и будет зависеть её регулировка!
Как можно,из мухи,раздуть слона??!
Читаете выше!!!
Да,кстати,на работе у меня,двухконтурный ж\т бойлер,в котором,ГВС я регулирую сам,при наличии давления в ХВС и всё....
Может это,кому то,покажется примитивным и архаичным,но,если такая система работает,практически без сбоев и надёжно,то,зачам городить огород?!Только для того,что бы,блеснуть своей оригинальностью в сфере отопления?!
Речь о чём?!О ЦО или об отоплении частного домостроения??!
На фига козе баян??! wink

Kass

Дата: Вторник, 30.03.2021, 10:56 | Сообщение # 51

Академик

Город: Москва

Группа: Администраторы

Сообщений: 13980

Репутация: 80

Статус: Offline

Цитата Александр_Первый (

)

Это вопросы, которые волнуют инженеров теплоснабжающей организации, и в большей степени проектировщиков и монтажников ИТП, ЦТП и котельных. Это никак не должно интересовать обычного жителя города. У нас как бы форум именно специалистов в данной отрасли, а не обычных жителей. Обычные жители обсуждают проблемы горячей воды на других ресурсах, в фейсбуке, на леди.ру и пр. smile

Не забивай себе голову. Для не посвященных в данную тематику людей это очень сложно. smile

Все ИМХО

KSD

Дата: Вторник, 30.03.2021, 21:42 | Сообщение # 52

Любитель

Город: Истра

Группа: Граждане

Сообщений: 355

Репутация: 9

Статус: Offline

Цитата Kass (

)

ставлю примерные значения для данного процесса. Потом в ходе ПНР по графикам имеет место подстройка

В "классическом" понимании регулятор должен обеспечивать максимально быструю (насколько это возможно) реакцию на изменение управляющего воздействия или внешнего возмущения при минимальных выбросах переходного процесса и минимальной статической ошибке. Но в зависимости от конкретной задачи приоритеты могут немного меняться: в одном случае требуется быстрая реакция, а статическая ошибка менее важна, в другом - "гладкая" переходная характеристика. Все эти варианты могут быть реализованы незначительным изменением коэффициентов ПИДа относительно условно "идеального" варианта настройки. Существует много методик настройки/подбора/расчета коэффициентов ПИДа. Все они дают близкий к оптимальному результат. А при необходимости в процессе работы производят подстройку, если результаты не совсем устраивают. Брать первоначальные значения совсем "с потолка" чревато последствиями, но если используются "типовые решения", то параметры из аналогичных систем вполне могут быть подходящими. Не возражаю biggrin

Цитата Kass (

)

Те же графики то я вам вывожу за любой период как?

А разве не SCADA занимается логированием состояний и данных? Зачем котловому контуру данные за прошлый год?

Цитата Kass (

)

внутри системы только математика, и никакой теоремы Котельникова там нет

Вы сами путаете некоторые понятия. Вас сбило с толку мое упоминание об обязательности соблюдения следствий из этой теоремы в контексте с временем цикла ПЛК. И начинаете думать, что я говорю и понимаю только про АЦП и ЦАПы. Печально, что это так.
В действительности я почти сразу начал понимать, что в Ваших системах банально не хватает устойчивости, поэтому для устранения возможного "раскачивания" вместо борьбы с первопричиной (низкой устойчивостью) Вы применяете технические решения, максимально "сглаживающие" возмущающие факторы, т.е. боретесь со следствием. Тут и котлы с модуляцией, трехходовые с сервоприводами, возможно, что где-то насосы с частотниками для нагрева бойлеров используете. Это все помогает только потому, что при плавных воздействиях мала вероятность сваливания неустойчивой системы в генерёж или в устойчивое, но неподходящее состояние. Хотя конечно возможно, что в недрах алгоритмов все же есть некие подобия примитивных рекурсивных или нерекурсивных фильтров, как-то влияющих на частотные характеристики и способствующих повышению устойчивости, только называемых другими терминами smile

.
Мои попытки объяснить про возможные причины возникновения неустойчивости в контурах регулирования к моему глубокому сожалению столкнулись с непониманием и/или неприятием, а попытки привести аналогии из других областей техники были восприняты как отсутствие знаний по профильной тематике.
Я вижу по Вашим ответам и реализованным проектам, что у Вас есть определенный значительный багаж знаний и опыта в АСУ ТП, но к сожалению не хватает понимания некоторых основополагающих принципов дискретной математики и кибернетики. Вы не можете или не хотите абстрагироваться от своих сложных систем, поскольку наверняка убеждены, что принципиально лучше не может получиться, а любое изменение приведет к неработоспособности.

Цитата Kass (

)

попытки именно программистов выполнить ПИД в виде комплексного блока, и вот в них вставляют фильтры на вход.

Если алгоритмы линейные, то без разницы, где размещен фильтр - до ПИДа или после. "От перемены мест слагаемых (множителей в данном случае) сумма (произведение) не меняется" (с). Если нелинейные - то место расположения фильтра зависит от его назначения. В одном из Ваших примеров фильтром может считаться линеаризатор характеристики трехходового. В общем смысле "фильтр" - это не обязательно частотный фильтр в виде RC-цепочки, функции могут быть совсем другими. А какие функции подразумевались - это надо спрашивать у тех программистов. Может они реализовывали фильтр-интерполятор для экстраполяции "потерянного при передаче с Луны" значения? (Можно я буду иногда легонько троллить для поднятия общего настроения?)

Александр_Первый

Дата: Среда, 31.03.2021, 10:50 | Сообщение # 53

Академик

Город: Петропавловск-Камчатский

Группа: Граждане

Сообщений: 9857

Репутация: 41

Статус: Offline

То есть,вопросы которые "волнуют" инженеров тепло снабжающей организации, и в большей степени проектировщиков и монтажников ИТП, ЦТП и котельных,не должны интересовать(волновать) обычного жителя города....что они сотворят,для своей выгоды,то и получите и не киздите...
Время такое-одним,с помощью кучи СНИПов и прочих ведомственных приказов и норм,облапошивать тех,кто в этом,не фурычит ни на йоту,а таких,абсолютное большинство граждан России.
Значит,действия этой группы людей,сокращённо ОПГ,являются противоправными,антигосударственными и направлены на развал нашей России.Другого здесь не дано!
Но,Слава Богу,что есть люди,которые видят таких прохвостов насквозь!
И не позволяют,пудрить мозги,99% населения России"!

Цитата KSD (

)

(Можно я буду иногда легонько троллить для поднятия общего настроения?)

Kass

Дата: Среда, 31.03.2021, 11:19 | Сообщение # 54

Академик

Город: Москва

Группа: Администраторы

Сообщений: 13980

Репутация: 80

Статус: Offline

Цитата KSD (

)

А разве не SCADA занимается логированием состояний и данных? Зачем котловому контуру данные за прошлый год?

SCADA - это один из элементов АСУ ТП. Это не только логгирование, а и обработка данных. В основе SCADA лежит СУБД, и по сути сама SCADA это та часть АСУ, которая получает данные, складывает их по базам данных, и потом предоставляет возможности обработки больших массивов данных. По сути это верхний уровень АСУ ТП. В ней есть инструменты для построения любых запросов, отчетов и обработки данных. Более того, SCADA не только получает данные от контроллеров, но и отправляет контроллерам команды и данные. Иначе как бы я управлял системами или настраивал их? smile

За прошлый год может быть и не нужно, а вот за последнюю неделю или месяц могут понадобиться для корректировки настроечных параметров или для прогнозирования аварий и отказов. Ну к примеру у нас ведется статистика подпитки системы в зависимости от изменения температур, и если подпитка учащается по сравнению с прошлым периодом, то выдается предупреждение "Опасность утечки", а при превышении определенного порога блокируется сама подпитка. Самая оперативная защита ведет статистику в течении последнего часа. Для подобной задачи данных, поступивших в начале цикла вам не достаточно. Вам нужны данные прошлых периодов. Аналогично прогнозируется отказы больших насосов и машин по датчикам вибрации, котлового оборудования по их кпд и пр.

Цитата KSD (

)

Вас сбило с толку мое упоминание об обязательности соблюдения следствий из этой теоремы в контексте с временем цикла ПЛК. И начинаете думать, что я говорю и понимаю только про АЦП и ЦАПы.

Оно меня не сбило с толку. Я вижу в этом ошибку. Время цикла не является частотой дискретизации и не ограничивает полосу пропускания. Я вам привел бесконечный спектр сигнала на выходе контроллера.

Цитата KSD (

)

В действительности я почти сразу начал понимать, что в Ваших системах банально не хватает устойчивости, поэтому для устранения возможного "раскачивания" вместо борьбы с первопричиной (низкой устойчивостью) Вы применяете технические решения, максимально "сглаживающие" возмущающие факторы, т.е. боретесь со следствием.

Вы глубоко заблуждаетесь. Это не в наших системах, а в законах физики и в больших системах теплоснабжения не хватает устойчивости. Если вы просто возьмете учебник, и посмотрите реакцию идеально настроенного ПИД регулятора на ступенчатое воздействие, то увидите затухающие колебания. Теперь мысленно поставьте последовательно 3 регулятора, потом 5. А если эти воздействия идут с периодом 1 секунда? Если вы немного понимаете теорию, то поймете, что на выходе последнего будут вообще каша. И это по учебнику, а не в наших системах. Нет вообще других систем теплоснабжения в природе. Это довольно сложная задача стабилизировать процессы в большой системе. Нам завод ЗИОСАБ отдавал на подряд решения подобных задач, ибо они этого делать просто не умели. И приходилось моделировать и проектировать большие системы, до 336 МВт котельные, с 15 ЦТП и сотнями ИТП. Все эти наработки были сделаны на больших системах, и потому реализуются ныне и в небольших по мощности системах. Но законы физики везде одинаковы.

Такова природа, а не "наши системы". Если бы этого не было в природе, то не было бы штормов в океанах и циклонов с бурями и ураганами на суше. Ну наверное давно бы победили это. Поэтому мы пытаемся утихомирить природу. smile

Вы же предлагаете сделать более стабильную систему, что бы если хлопнуть по воде в тазике, волны бы не расходились. Это конечно прекрасная идея, но утопическая. smile

Цитата KSD (

)

Это все помогает только потому, что при плавных воздействиях мала вероятность сваливания неустойчивой системы в генерёж или в устойчивое, но неподходящее состояние. Хотя конечно возможно, что в недрах алгоритмов все же есть некие подобия примитивных рекурсивных или нерекурсивных фильтров, как-то влияющих на частотные характеристики и способствующих повышению устойчивости, только называемых другими терминами .

Именно, что нужна плавность. При управлении пассажирским лайнером тоже нужна определенная плавность на органах управления, иначе планер просто развалится по причине различных колебательных нагрузок, срыва потока и пр. Поэтому масса ограничений по тангажу, скорости, и пр.

Инерция по сути и есть то, что создает все проблемы. Если в авиации это масса и плотность воздушных масс, в гидравлике масса жидкости и скорость, и упругость в пневмобаках, то в теплотехнике это теплопроводность, мощность и энтальпия. Инерция и задает волновую природу происходящих процессов. Так вот фильтры и добавляют еще инерции. Обычно фильтры ставят от неумения стабилизировать процесс, фактически ими обманывая регулятор. Вы показываете регулятору, что все хорошо, все плавно меняется, хотя на самом деле там просто масса колебаний, которые просто фильтруются фильтром. Но попытки обмануть систему часто заканчиваются плохо. Банально размораживают калориферы и затапливают помещения. Трубочки в калориферах тоненькие, воздушный поток большой, скорость его велика, и потому при любом провале по температуре разрывает трубки очень быстро, в течение секунды. smile

Цитата KSD (

)

Мои попытки объяснить про возможные причины возникновения неустойчивости в контурах регулирования к моему глубокому сожалению столкнулись с непониманием и/или неприятием, а попытки привести аналогии из других областей техники были восприняты как отсутствие знаний по профильной тематике.
Я вижу по Вашим ответам и реализованным проектам, что у Вас есть определенный значительный багаж знаний и опыта в АСУ ТП, но к сожалению не хватает понимания некоторых основополагающих принципов дискретной математики и кибернетики. Вы не можете или не хотите абстрагироваться от своих сложных систем, поскольку наверняка убеждены, что принципиально лучше не может получиться, а любое изменение приведет к неработоспособности.

Понимаете ли в чем дело, у меня как раз много знаний и наработок по данной тематике, очень много исследований за плечами. Я пишу что то не придумывая, а опираясь на прикладную науку именно в данной области и на результаты многих исследований. Аналоги из других областей не всегда применимы в других областях. Ну к примеру вы сводите все к электротехнике, но в ней сопротивление линейного элемента не зависит от силы тока, а в гидравлике зависит, зато там есть такое понятие как ТКС, а в гидравлике нет. В электротехнике нет понятия вязкости тока, а в гидравлике есть и вязкость жидкости и шерховатость труб и много еще других различий. Поэтому нет прямых параллелей. Зато есть масса различий. Именно это я вам постоянно пытаюсь пояснить. Я ведь прекрасно владею и электротехникой и прекрасно понимаю, что вы хотите сказать. Я хорошо знаю и схемотехнику УМЗЧ, и принципы оцифровки АЦП и ЦАП, и кодирования и пр. Я прекрасно понимаю, о чем вы пишите именно в данной области знаний. Но ваша попытка проецировать как есть все это в гидравлику и теплотехнику ошибочна. Банально поймите простую вещь, что у электрического тока нет инерции. У воды или воздуха есть, и довольно ощутимая, а у тепла вообще огромна. Именно это и является основой волновых процессов в этих системах.

Цитата KSD (

)

В одном из Ваших примеров фильтром может считаться линеаризатор характеристики трехходового. В общем смысле "фильтр" - это не обязательно частотный фильтр в виде RC-цепочки, функции могут быть совсем другими.

Ну не соглашусь. Фильтр это апериодическое звено, динамическое. Почитайте вот тут: https://ru.wikipedia.org/wiki/Апериодическое_звено
"Линеаризатор" - это нелинейное звено, которое призвано лианеризировать нелинейную регулировочную характеристику смесительного узла. Но тут тоже нужно понимать, что это тоже попытка исправить кривость гидравлики автоматикой. В основном это когда автоматизируешь имеющийся смесительный узел, когда он уже есть. Если же мы делаем систему с нуля, то разумеется подбираем все таким образом, что бы регулировочная характеристика уже была довольно линейной. Так будет правильнее. smile

Цитата KSD (

)

А какие функции подразумевались - это надо спрашивать у тех программистов. Может они реализовывали фильтр-интерполятор для экстраполяции "потерянного при передаче с Луны" значения?

Нет, я же разговаривал не раз об этом с программистами завода, и прекрасно знаю, зачем они это делали. Причины были именно в том, о чем я вам и написал. smile

В общем подведем некий итог дискуссии.

Сама природа процессов в системах теплоснабжения имеет волновой характер. Любое ваше воздействие на нее это как хлопок ладошкой по поверхности воды. Расходятся волны. Что бы не поднимать волну, вам нужно опускать руку в воду максимально плавно. Если кто то поднимает волну, то вам крайне сложно будет воздействие руки гасить эти волны. По сути вам нужно порождать волны со сдвигом фазы на 180°. Теоретически возможно, но сложно. Именно этим занимаются у нас в системе регуляторы, пытаясь погасить волны, возбуждаемые кривой системой регулирования котла. Гораздо проще задача решается тогда, когда вы начинаете управлять регулированием котла сами, и не допускаете этих волн изначально. Таким образом удается достичь "штиля на поверхности воды". Вот просто попробуйте провести эксперимент в ванной. Ваша задача опускать и вынимать руку таким образом, что бы не было волн. Сначала без стороннего воздействия, а потом пусть кто то создает волны, а ваша задача их гасить. smile

Все ИМХО

KSD

Дата: Среда, 31.03.2021, 20:37 | Сообщение # 55

Любитель

Город: Истра

Группа: Граждане

Сообщений: 355

Репутация: 9

Статус: Offline

Цитата Kass (

)

за последнюю неделю или месяц могут понадобиться для корректировки настроечных параметров

Но к работе регулятора это не имеет прямого отношения. Он и без этих данных будет продолжать работать, пусть и со старыми коэффициентами. Если обсуждать обычные регуляторы, то на один цикл требуется один набор входных данных. Не больше и не меньше.

Цитата Kass (

)

Время цикла не является частотой дискретизации и не ограничивает полосу пропускания

Проконсультируйтесь по этому вопросу у разработчиков и производителей ПЛК.
А пока для затравки попробуйте ответить на такой вопрос: какая будет частота дискретизации системы с циклом 100 мсек, если все аналоговые датчики температуры заменить на DS1820 и опрашивать их один раз в начале цикла? Ответ "они не сертифицированы для измерения" не принимается biggrin

Цитата Kass (

)

поставьте последовательно 3 регулятора, потом

Если два регулятора друг за другом, то один из них должен иметь существенно меньшее быстродействие, тогда взаимное влияние будет гаситься. Этот способ с недостатком (снижение быстродействия приводит к увеличению динамических ошибок), но есть и другие варианты, только сложнее и менее универсальные.

Цитата Kass (

)

сводите все к электротехнике, но в ней сопротивление линейного элемента не зависит от силы тока

На то он (резистор) и линейный biggrin

. Но закон Ома в гидравлике, как и закон Кирхгофа, продолжает соблюдаться. Только, как правильно Вы отметили, сопротивление труб пропорционально потоку через них, т.е. нелинейно. Но сколько литров втечет в узел, ровно столько же и вытечет из него куда-нибудь, ни одной капли не пропадет biggrin

.
На самом деле физические процессы, наблюдаемые в совершенно разных областях техники, в основном имеют одинаковые закономерности и описываются очень похожими формулами. Иногда "один-в-один", иногда со своими нюансами, как в законе Ома применительно к гидравлике.

Цитата Kass (

)

природа процессов в системах теплоснабжения имеет волновой характер

В электрике все то же самое. Только намного быстрее - почти со скоростью света. Поэтому глазом не видно и ладошкой не ощущается smile

И процессы (формулы) в регуляторе с ПИДом, который управляет каким-нибудь шпинделем в ЧПУ станке, аналогичны процессам (формулам) в ПИДе контура РО. Только со своей спецификой, которая отражается в коэффициентах ПИДа и в некоторых других особенностях регуляторов. Паразитная инерция есть в обоих случаях.
А если более серьезно, то надо отделять "мух от котлет": что понимается под "волной" - распространение воздействия или последующая "болтанка" из-за нестабильной работы системы?

Цитата Kass (

)

Инерция по сути и есть то, что создает все проблемы

Именно! Но парадокс заключается в том, что с инерцией в ряде случаев можно и нужно бороться другой инерцией. Например для регулирования температуры вторичных контуров используют трехходовые с приводами, имеющими время полного поворота несколько минут. Эта "тормознутость" привода является частотным фильтром внутри контура управления, позволяющим увеличить стабильность.

Kass

Дата: Четверг, 01.04.2021, 10:43 | Сообщение # 56

Академик

Город: Москва

Группа: Администраторы

Сообщений: 13980

Репутация: 80

Статус: Offline

Цитата KSD (

)

1. Я как бы рассказывал о АСУ ТП в целом, и не самых простых, где вся распределенная система работает как единое целое.
2. Даже в простом ПИД регуляторе мало только входных данных за 1 цикл. Та же И составляющая считает интеграл с учетом прошлых данных, с накоплением.
3. Далее я упоминал тот же регулятор, но когда измерение производит один контроллер, а управление исполнительным устройством другой. Обмен данными происходит через асинхронный канал или канал с пакетной передачей.

Буквально вчера наш главный инженер звонит и просит посмотреть, почему на одном объекте в котельной не работает насос на системы вентиляции. Вот наш инженер, не первый год, и то порой теряется, что раз потеплело и на ВУ режим зима отключился, их насосы остановились, и насос в котельной выключился, хотя все это разные не только контроллеры, но и щиты, и находятся в разных местах. Но так как все они общаются между собой, то сами и договариваются, когда им нужно включать насос в котельной. То есть глядя только на мнемосхему порой не понятно, почему этот насос не работает. Нужно смотреть только на главный экран и видеть картину в целом по системе. То есть даже в таком примитиве как питание насоса не так все однозначно. Понятно, что в большинстве случаев этот насос просто включают от какого то автомата и он постоянно работает вне зависимости от того, нужен он или нет, есть ли в сети давление или нет, есть ли там вообще вода или нет. Но в АСУ ТП так быть не должно. smile

Цитата KSD (

)

Проконсультируйтесь по этому вопросу у разработчиков и производителей ПЛК.

Они сейчас у меня консультируются, ибо в линейке два контроллера, которые разработал я сам. smile

У меня есть все исходники, все схемы. У кого мне консультироваться? smile

Цитата KSD (

)

Вот, уже с двумя проблема, и вы предлагаете снижать быстродействие второго. А если их 5 последовательно? А ведь последний должен реагировать не только на входное возмущение, но и на изменения нагрузки у него на выходе, и причем быстро. Так тогда каким он должен быть, быстрым или медленным? smile

Так вот мы стараемся делать систему максимально стабильной, что бы последние были таки необходимо быстрыми, что бы быстро реагировали на изменение нагрузки. Вы хоть понимаете, что последними как правило оказываются регуляторы в ВУ? И они должны быть максимально быстрыми, ибо если они уронили регулируемый параметр ниже определенного предела, то срабатывает защита и ВУ отключается. Если не отключить, то взрыв калорифера и потоп. Этому последнему регулятору нужно как то поддерживать стабильной температуру воздуха в приточном канале стабильной, а у него помимо входных возмущений меняется положение заслонок рециркуляции, расход воздуха, температура этого воздуха на входе и пр. И на все нужно ему отреагировать адекватно. smile

Цитата KSD (

)

На то он (резистор) и линейный . Но закон Ома в гидравлике, как и закон Кирхгофа, продолжает соблюдаться. Только, как правильно Вы отметили, сопротивление труб пропорционально потоку через них, т.е. нелинейно.

Вы обратили внимание, что линейный закон в одной области физики стал нелинейным в другой? wink

Это в корне меняет дело. Для того, что бы вам посчитать какой будет ток/расход при определенном напряжении/напоре вам мало знть сопротивление в одной точке, вам нужно как то посчитать еще и сопротивление при конкретном токе, и тут вам требуется много дополнительных данных, и диаметры, и шерховатость, и новые/старые, и ламинарность/турбулентность... И вместо одного простого арифметического действия вам нужно решить уравнение со многими неизвестными. Так это только статические данные при постоянстве параметров. В электротехнике вы увеличили напряжение на резисторе и ток возрос мгновенно пропорционально. А тут ничего подобного. Вам нужно просчитать инерцию. Вы думаете это просто? И тут вы попадаете в область высшей математики. biggrin

Цитата KSD (

)

Именно! Но парадокс заключается в том, что с инерцией в ряде случаев можно и нужно бороться другой инерцией.

Ну так я же предложил вам действием ладошки попробовать погасить волны в ванной, которые порождает другая рука. Ну попробуйте. Теоретически же просто. Нужно же просто возбуждать волну в противофазе. smile

Цитата KSD (

)

Например для регулирования температуры вторичных контуров используют трехходовые с приводами, имеющими время полного поворота несколько минут. Эта "тормознутость" привода является частотным фильтром внутри контура управления, позволяющим увеличить стабильность.

Вы пробовали посмотреть график этой температур после такого регулятора? Сквозь него проходят все колебания на вылет, а вы чуть выше пишите, что нужно как то с этим бороться. Чуть выше я вам выкладывал графики, где борется с колебаниями насоса регулятор у нас в системе, и где при болтанке температуры на выходе котла ±5°С на выходе смесительного контура мы имеем ±0,3°С. Если у вас все трехходовые будут крайне медленные, то у вас эта болтанка пройдет в контура, а значит вы получите болтанку температуры на входе в котел, как сумму всех колебаний в разных фазах, то есть где то амплитуда будет вычитаться, а где то складываться. В итоге на выходе котла будет уже не ±5, а ±10-15°С. Я в другой теме выкладывал подобный график со входа венткамеры, где котельная не наша, но график мы снимаем, что бы заказчик понимал, почему он зачастую не может пользоваться ВУ зимой. smile

То есть в идеале, трехходовые на группах должны гасить колебания, а не пропускать их в контур. Понятно, что на температуре в помещении или ТП эта болтанка никак не скажется. Она скажется на работе ВУ. Именно поэтому в простых инженерных системах домов вы не видите ВУ с водяными калориферами. Пробовали многие, но бросили это дело. Намучались. smile

Все ИМХО

KSD

Дата: Четверг, 01.04.2021, 20:38 | Сообщение # 57

Любитель

Город: Истра

Группа: Граждане

Сообщений: 355

Репутация: 9

Статус: Offline

Цитата Kass (

)

Даже в простом ПИД регуляторе мало только входных данных за 1 цикл. Та же И составляющая считает интеграл с учетом прошлых данных, с накоплением.

Для Д-составляющей нужно предыдущее значение рассогласования, а для И-составляющей - один регистр-сумматор для подсчета интегральной составляющей. И никаких прошлых входных данных "за вчерашний день".

Цитата Kass (

)

вся распределенная система работает как единое целое.

Цитата Kass (

)

измерение производит один контроллер, а управление исполнительным устройством другой.

Мысленно соединяем их идеальным каналом, чтобы проблемы передачи данных на этом шаге анализа не мешали.

Цитата Kass (

)

Они сейчас у меня консультируются, ибо в линейке два контроллера, которые разработал я сам.

Тем лучше. Значит в контроллерах нет ошибок, а если будут выявлены, то будут исправлены быстро.

Цитата Kass (

)

Вы пробовали посмотреть график этой температур после такого регулятора?

Естественно. Котлы включаются и выключаются, поддерживая требуемую температуру КК, график температуры КК - классическая пила. Средняя температура вторичных контуров регулируется и поддерживается с требуемой точностью, а "болтанка" в несколько градусов на температуру в помещении совсем не влияет, поскольку РО и ТП имеют инерцию на порядки больше, чем период колебаний. Отсутствие быстрого "рысканья" трехходового позволяет практически исключить паразитное влияние на КК, поскольку потребление котловой воды вторичными контурами быстро не меняется. И без всякого пропорционального управления. В чем тут подвох?

Цитата Kass (

)

трехходовые на группах должны гасить колебания, а не пропускать их в контур

Только в случае, если эти колебания нежелательны для контура. Я несколько дней назад уже писал, что не считаю необходимым (и даже наоборот, считаю нежелательным и вредным) требование обеспечивать "гладкие" красивые графики параметров, если это не является действительно необходимым.
И я так и не получил ответ на свой вопрос:

Цитата KSD (

)

какая будет частота дискретизации системы с циклом 100 мсек, если все аналоговые датчики температуры заменить на DS1820 и опрашивать их один раз в начале цикла?

Добавлено (01.04.2021, 20:50)
---------------------------------------------

Цитата Kass (

)

нужно как то посчитать еще и сопротивление при конкретном токе

Зачем при конкретном? Для участка трубопровода можно посчитать коэффициент сопротивления, который не зависит от расхода. Мы же не рассчитываем сопротивление диода при каком-то абстрактном токе, а используем его ВАХ для определения получившейся рабочей точки. Так и в гидравлике, для расчета нужны КМС, а не потери напора при каких-то потоках.

Kass

Дата: Пятница, 02.04.2021, 09:39 | Сообщение # 58

Академик

Город: Москва

Группа: Администраторы

Сообщений: 13980

Репутация: 80

Статус: Offline

Цитата KSD (

)

Ну вот сделайте такой регулятор, снимите логи и поделитесь графиками. smile

Цитата KSD (

)

Проводим декомпозицию сложной системы и приводим к простым кирпичикам для анализа каждого в отдельности. "Забиваем" на этом этапе переключатели "зима-лето", автоадаптацию и прочие "излишества". Есть набор относительно простых контуров, которые могут работать независимо от SCADA системы. И рассматриваем один из них.
Цитата Kass ()
измерение производит один контроллер, а управление исполнительным устройством другой.

Мысленно соединяем их идеальным каналом, чтобы проблемы передачи данных на этом шаге анализа не мешали.

И получаем сферического коня в вакууме. Это попытка упростить представление о системе. Это как автомобиль проектировать по частям, не как единое целое, трансмиссию отдельно от двигателя и кузова, электрику отдельно от приборов и агрегатов... Все вместе это потом не подружить.

Цитата KSD (

)

Котлы включаются и выключаются, поддерживая требуемую температуру КК, график температуры КК - классическая пила. Средняя температура вторичных контуров регулируется и поддерживается с требуемой точностью, а "болтанка" в несколько градусов на температуру в помещении совсем не влияет, поскольку РО и ТП имеют инерцию на порядки больше, чем период колебаний.

Вы опять упрощаете все. Для РО и ТП у вас колебания могут быть и 50 градусов, но ВУ вы не поставите, будете проветривать форточками, как в средневековье.

Цитата KSD (

)

Как только вы попытаетесь построить систему, сложнее той, что вам приходилось делать и внедрить в нее ВУ, вы поймете меня, почему вы не правы.

Все что вы пишите, оно не основано на науке. Вы пытаетесь представить себе процессы в системе как заведомо стабильными, но это противоречит второму началу термодинамики, где процессы в системе рассматриваются как функция энтропии.

«Второй закон термодинамики гласит: в изолированных системах самопроизвольно могут совершаться только такие процессы, при которых энтропия системы возрастает, и процесс может идти самопроизвольно только до такого состояния, при котором энтропия обладает максимальным для данных условий значением.

Процесс может протекать спонтанно при увеличении суммы энтропии системы и окружающей среды.»

То есть самопроизвольно... там где имеет место увеличение энтропии. Так увеличение температуры и есть увеличение энтропии. То есть все системы теплоснабжения являются таковыми. Каждый регулятор тоже является источником увеличения энтропии. Поэтому в реальной системе вы будете всегда иметь сумму энтропий как элементов самой системы, так и среды.

Вы хорошо знакомы с термодинамикой?

Цитата KSD (

)

Зачем при конкретном? Для участка трубопровода можно посчитать коэффициент сопротивления, который не зависит от расхода.

И опять получим сферического коня в вакууме, ибо оно зависит.

Добавлено (02.04.2021, 11:26)
---------------------------------------------
Представьте себе простую картину, как через калорифер из тонких трубочек, еще и с ребрами охлаждения, с теплоносителем в виде воды проходит поток воздуха с температурой -25°С и скоростью 8-10 м/с. В нем вода отдает тепло этому воздуху. На входе она 80°С, на выходе 20-25°С. Теперь представьте, что у вас провал по температуре с 80 до 60 градусов и при этом расход воздуха и теплоносителя не меняется. Вы получаете провал по обратке до 0°С. Так это еще постоянный расход. Но у нас же много контуров, и при провале температуры от котла все трехходовые и термостаты начинают открываться, увеличивая расход теплоносителя от КК, и в какой то момент переворачивается стрелка, и температура падает еще сильнее.

Понятно, что если не сработает защита, то калориферу конец. Поэтому защита срабатывает с небольшим запасом, когда температура обратки упадет до 8°С. Нужно понимать, что имеет место задержка на движение теплоносителя до датчика температуры на выходе из калорифера и тау самого датчика. Есть защита по воздуху, термостат и по датчику, но и там задержка, и понятно, что важно, что бы скорость снижения температуры воды в калорифере не оказалось быстрее сработки защит, иначе разрыв калорифера и потоп. Поэтому мы в комплексной системе отслеживаем уже не только параметры непосредственно в ВУ, а еще на далеких подступах, и если происходит какой то ощутимый провал температуры в котельной, или котельную отключили, или упало давление, то ВУ получают сразу команду на отключение, не дожидаясь когда проблемы дойдут до ВУ, не испытывая лишний раз защиты на быстродействие.

И это я описал ситуацию с падение температуры с 80 до 60 °С. В том самом случае, когда ВУ отключились, имело место падение температуры ниже 50°С. Понятно, что там дело не в регуляторах, а какой то то ли сбой котла, то ли перебой с газом был и погасла горелка, нам это не так важно. Нам важно то, что мы сохранили оборудование.

В виду известности проблем с ВУ на водяных калориферах, и сложности создания такой системы, где они способны работать бесперебойно, производители выпускают ВУ с электрическими нагревателями. Да, это проще, и там просто нужна только защита по отключению нагревателя, если встал вентилятор, но стоимость затрат на теплоснабжение таких ВУ кратно выше. Поэтому заказчик всегда стоит перед выбором, либо не заморачиваться, взять более простое решение, но платить в разы больше, или таки обратиться к людям, которые смогут сделать грамотно систему и платить в итоге кратно меньше. smile

Все ИМХО

KSD

Дата: Пятница, 02.04.2021, 20:07 | Сообщение # 59

Любитель

Город: Истра

Группа: Граждане

Сообщений: 355

Репутация: 9

Статус: Offline

Цитата Kass (

)

Все вместе это потом не подружить.

Возможно. Но хочется сперва разобраться с ними по отдельности smile

Цитата Kass (

)

Ну вот сделайте такой регулятор, снимите логи и поделитесь графиками.

Я неправильно описал формулу расчета в ПИД-регуляторе? Где ошибка?

Цитата Kass (

)

Вы опять упрощаете все.

Естественно, при декомпозиции (разбиение сложной системы на простые части) это одна из основных задач. Сперва надо разобраться с основами, и на простых задачах. Так можно понять, все ли "хорошо в королевстве Датском". Не надо к этому относиться свысока.

Цитата Kass (

)

На входе она 80°С, на выходе 20-25°С.

А если на выходе 40-45 градусов? Провал на 20 градусов на входе разморозит калорифер? А в 30 градусов? Разница в мощности всего в 1.5 раза, а запас по просадке в два. Сэкономили на теплообменнике 100 рублей в системе общей стоимостью 10000?

Цитата Kass (

)

колебания могут быть и 50 градусов, но ВУ вы не поставите

Стоит у меня приточка и работает. Колебания температуры воздуха на выходе естественно есть, но они совсем не 10-20 градусов, а максимум 2-3 градуса амплитудой, обычно меньше. Для приточки вполне достаточно, никакого дискомфорта не ощущаю. Перепад температуры теплоносителя в теплообменнике существенно меньше описанных Вами, и температура подачи ниже температуры КК на 10-15 градусов в худшем случае. Несмотря на "пилу" температуры в КК 5-7 градусов, температура воздуха на выходе приточки почти не меняется. Температура воздуха немного гуляет, когда котлы разогреваются при догреве бойлера, но при этом температура КК поднимается существенно, сейчас почти на 20 градусов (с 55 до 70-75). А периодически еще выше, когда система решает бороться с легионеллами biggrin

. В мороз температура КК выше, поэтому при нагреве бойлера повышается меньше, "болтанка" на выходе приточки получается меньше. Мощность приточки правда всего 5 кВатт, но это частный дом.
Было дело, вставала ВУ по аварии ночью в сильный мороз из-за завоздушивания. Собрала весь воздух из системы, поскольку стоит на чердаке. Но никогда из-за колебаний температуры КК. Я что-то не так сделал?

Цитата Kass (

)

это противоречит второму началу термодинамики, где процессы в системе рассматриваются как функция энтропии

Любая система стремится минимизировать свою энергию, и не только в термодинамике. В механике, кинематике, в химии... Что в этом неожиданного?

Добавлено (02.04.2021, 20:14)
---------------------------------------------
Но Вы снова уклонились от ответа на мой каверзный вопрос про частоту дискретизации системы из одного простого контура с цифровыми датчиками температуры: какая будет частота дискретизации системы с циклом 100 мсек, если все аналоговые датчики температуры заменить на DS1820 и опрашивать их один раз в начале цикла?

Александр_Первый

Дата: Суббота, 03.04.2021, 03:44 | Сообщение # 60

Академик

Город: Петропавловск-Камчатский

Группа: Граждане

Сообщений: 9857

Репутация: 41

Статус: Offline

Кстати,про термодинамику,вот видео,где доступным языком,многое объясняется.


	Городок специалистов по инженерным системам - Нью-СОК