Ricerca di una idea per regolazione di processo

[Candy]

Gli impiantisti, anche condizionati dal cliente, hanno partorito questo schema di base che riporto:

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La valvola proporzionale "V" con relativa sonda di pressione "p", è l'ultima aggiunta, ud un processo che era già, a mio avviso, sbagliato.

Breve cronistoria:
Fino a qualche giorno fa, lo scambiatore veniva tenuto in temperatura da una regolazione a monte che è rimasta immutata, quindi, secondo la filosofia del mio cliente, con una regolazione io dovevo controllare la velocità del motore "M", per controllare la temperatura in uscita dello scambiatore, con la sonda "t".
Il tutto funzionava; peccato che l'acqua così raffreddata tornasse nella vasca di accumulo. Ma se non gli facevo vedere che l'acqua usciva alla temperatura che essi desideravano, non erano soddisfatti. Invece, vedendo la pompa "M" modulare, e vedere cha la sonda "t" leggeva la temperatura che loro desideravano, li faceva vivere felici.

La novità:
si sono inventati di aggiungere la valvola a tre vie "V", ed una sonda di pressione "p" per mandare acqua a pressione costante all'utenza. (Già qui c'è un terzo errore, perché ho sempre visto regolare la portata d'acqua alle utenze, non la pressione... però questo è l'ultimo dei problemi).

Il loro desiderio è che io aggiunga un controllo, per fare in modo che la valvola "V" garantisca pressione costante all'utenza. Peccato che la pompa, che ora sta modulando per i fatti suoi la temperatura, ha dei punti di lavoro tali da non avere prevalenza sufficiente per mantenere la pressione sufficientemente alta.

Allora ecco la domanda:
mi piacerebbe, almeno per il circuito della pompa, fare un regolatore che tenesse in considerazione due grandezze.
Io so fare un regolatore che, con dei confronti, o regola una grandezza, o regola l'altra: (o la temperatura, o la pressione), ma non so fare un regolatore che consideri le due grandezze in modo combinato.
Cosa mi sapete spiegare ? O consigliare ?

[IsidoroKZ]

Se hai una sola "manopola", la velocita` della pompa, non puoi comandare indipendentemente due grandezze. Puoi scegliere a seconda delle condizioni di controllarne una oppure l'altra. Oppure puoi sommare con opportuni pesi, le letture dei due trasduttori e tieni costante una combinazione lineare delle due grandezze.

Per poter regolare due grandezze indipendetemente ti servono due "manopole", ognuna delle quali controlli in modo diverso le due grandezze. Domani vedo se mi viene in mente qualcosa.

[Candy]

Questo lo so bene, e, forse, la mia domanda, non spiega il mio problema:
So che la pompa può regolare una sola grandezza, ed infatti dicevo: so fare un regolatore, che con dei confronti, o regola una grandezza, o l'altra.

Mettiamo il caso pratico che il regolatore sia un PID. Se per una certa condizione sta regolando la temperatura e gli dico di commutare, per regolare la pressione, sopratutto la componente integrale, si troverà indubbiamente con dei valori errati e distanti dal punto di lavoro per la nuova grandezza da regolare. Ed è questo che mi frega.
Il fatto di dover regolare la velocità della pompa, in taluni casi per controllare la temperatura, in altri casi, per controllare la pressione.

Sono certo che alla fine farò in modo che semplicemente la pompa abbia una velocità minima sufficiente per garantire la prevalenza utile... però ero alla ricerca di qualche altra idea.

[Ivan_Iamoni]

perché devi unire i due sistemi di regolazione?
Li lascerei indipendenti, non essendovi delle relazioni immediate tra la temperatura e le pressioni, se parliamo di liquidi, direi che un sistema ad anello chiuso regola la velocità della della pompa, usando come feedback di la temperatura dello scambiatore.
Un secondo sistema parallelo, modula la pressione tramite la valvola V, usando come feedback la pressione P.
Due sistemi indipendenti che non si intralciano tra di loro.

una sonda di pressione "p" per mandare acqua a pressione costante all'utenza. (Già qui c'è un terzo errore, perché ho sempre visto regolare la portata d'acqua alle utenze, non la pressione...

E' la stessa cosa, (legge di Bernoulli),se si ragiona a sezione del circuito utenza costante, modulando la pressione si controlla, la velocità del fluido e quindi in modo indiretto anche la portata.

[Candy]

Un'altra domanda: come posso spiegare, con un diagramma di flusso, che, son la valvola satura, il controllo di pressione, interviene sulla velocità della pompa del controllo superiore :

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Quello che vorrei rappresentare è il fatto che, a valvola tutta aperta, ma pressione insufficiente, il controllo di pressione forza l'aumento di velocità al controllo di temperatura.

Li lascerei indipendenti

No, il controllo di temperatura agisce sulla pompa, modulando la velocità, così vuole il costruttore / cliente, quindi, a velocità troppo basse, non c'è la prevalenza per lasciare il controllo di pressione indipendente.

[IsidoroKZ]

Valvola proporzionale in parallelo allo scambiatore e sensore di temperatura dove si ricongiungono i flussi?

Non ho capito chi comanda la valvola a tre vie, la pressione verso l'utenza?

[Candy]

IsodoroKZ, ti risponderei volentieri, ma, o è criptica la tua domanda, o non capisco io. Comunque:

1) la pompa, a velocità variabile. spinge dalla vasca di accumulo, verso lo scambiatore.
2) L'uscita scambiatore ritorna, tramite la tre vie: o in vasca di accumulo, o varso l'utenza, (da dove poi torna in vasca d'accumulo).
3) Verso l'utenza, la portata è controllata con controllo di pressione, tramite la valvola a 3 vie.

La valvola a tre vie controlla solo la pressione verso l'utenza; infatti, con la pompa ad alte velocità, la pressione è molta, e la valvola scarica parte dell'acqua, quindi della pressione, in vasca d'accumulo.

Ora: i due processi dovrebbero essere indipendendi, ma il controllo di temperatura, che usa la pompa per modulare la quantità di acqua verso lo scambiatore, può portare la pompa a velocità basse, insufficienti per garantire la pressione verso l'utenza.

Ieri pomeriggio mi sono inventato una soluzione di questo tipo:
- I due controlli restsano sommariamente separati;
- Quando, e solo quando la valvola di controllo pressione è tutta comandata verso l'utenza, ma la pressione è ancora insufficiente, allora il controllo di pressione forza l'aumento di veocità alla pompa, giocando sull'aumento della velocità minima. Per fare questo ho:
1) preso l'uscia del regolatore di pressione e divisa in due termini: A: da 0 % a 49 % e B: da 50 % a 100 %.
2) Il termine A moltiplicato per 2 e mandato all'attuatore della valvola, cosicchè aprirà da 0 % a 100 %.
3) se il regolatore dovesse comandare valori superiori al 49 %, il termine B assumerà dei valori diversi da 0.
4) col termine B, sottratto dell'offset di 50 %, ed ancora moltiplicato per 2, aumento la velocità minima del motore pompa.

Questo è quanto ho fatto, ma non riesco a rappresentarlo nel diagramma di flusso, che vorrei produrre nella documentazione.