Регулятор отпускной печи

Теоретические основы электротехники (ТОЭ), теория автоматического управления (ТАУ), теория электропривода (ТЭП), численное моделирование

Регулятор отпускной печи

Сообщение Автоматизатор » 16 окт 2012, 14:55

Есть проект отпускной печи, разработка примерно 1995 года. За поддержание заданной температуры отвечал измеритель-регулятор Овен ТРМ-1, который с помощью одной термопары измерял температуру в печи и в зависимости от результатов включал и отключал 100 А контактор. Мощность нагревателей около 56 кВт.

Теперь надо повторить проект на новом техническом уровне. В техническом задании на процесс отпуска написано: точность поддержания температуры 650 +-10 градусов.

Я посмотрел, как выполнили проект специалисты, которые поставили нам печь. Печь состоит из секций, у нас 4, максимальное число 6. В каждой секции имеется термодатчик и БУТ (блок управления тиристорами). Сигналы от датчиков собираются в контроллер, который независимо управляет нагревом в каждой секции (до 6 ПИД регуляторов).
Из характеристики системы:
- точность датчика +-0,0075*t = 0,0075*650 = 4,875 градуса
- точность задания температуры +-10 градусов
- точность поддержания температуры +-1 градус

Отсюда вопрос: а реально ли добиться точности, указанной в задании: 650+-10 градусов ?
Аватара пользователя
Автоматизатор
Профессионал
 
Сообщения: 880
Зарегистрирован: 09 окт 2012, 05:18

Re: Регулятор отпускной печи

Сообщение CHANt » 16 окт 2012, 21:59

Ну, характеристики системы ничего общего к метрологии не имеют. Подрядчик, как минимум, должен иметь аккредитацию, государственную или ведомственную, на право проведения метрологической аттестации (МА) и калибровки системы. У него должна быть утвержденная методика МА и калибровки. После снятия х-к при МА Вы и получите характеристики системы. Тогда уже и можно будет вести разговор что реально, а что нет.)
Аватара пользователя
CHANt
Профессионал
 
Сообщения: 531
Зарегистрирован: 13 окт 2012, 15:24
Откуда: Orenburg

Re: Регулятор отпускной печи

Сообщение Михайло » 17 окт 2012, 04:28

В замкнутых системах необходимым условием успешного регулирования является точность датчика и отсутствие задержек в измерении, это получается наблюдаемость объекта. Вторая составляющая - управляемость: если ТЭНы находятся далеко от нагреваемого объекта, то уже как минимум транспортная задержка, которая усложняет задачу регулирования. То есть однозначного ответа не дать. А если в реале все окажется благоприятно и удастся хорошо настроить ПИД-регулятор, то точность регулирования может соответствовать точности датчика.

Автоматизатор писал(а):- точность датчика +-0,0075*t = 0,0075*650 = 4,875 градуса
- точность задания температуры +-10 градусов
- точность поддержания температуры +-1 градус

Как можно поддерживать +/-1 градус, если измеряется очень неточно. Откуда они узнали?
Михайло
Администратор
 
Сообщения: 3333
Зарегистрирован: 19 сен 2012, 19:16

Re: Регулятор отпускной печи

Сообщение Автоматизатор » 17 окт 2012, 06:00

CHANt писал(а):После снятия х-к при МА Вы и получите характеристики системы. Тогда уже и можно будет вести разговор что реально, а что нет

Это уже валидация. Мне уже сейчас, до проектирования надо убедится, что цель достижима. Вот у Михайло тоже есть вопрос:
Михайло писал(а):Как можно поддерживать +/-1 градус, если измеряется очень неточно. Откуда они узнали?

Могу отсканировать паспорта на печь - это пишет специализированная организация, которая имеет практический опыт разработки печей и могла провести фактические замеры.

Михайло писал(а):точность регулирования может соответствовать точности датчика.

А как можно оценить на этапе проектирования точность всей системы? Думаю, что надо с заказчиком согласовывать реальные требования.
Аватара пользователя
Автоматизатор
Профессионал
 
Сообщения: 880
Зарегистрирован: 09 окт 2012, 05:18

Re: Регулятор отпускной печи

Сообщение CHANt » 17 окт 2012, 07:46

Автоматизатор писал(а):Это уже валидация. Мне уже сейчас, до проектирования надо убедится, что цель достижима. Вот у Михайло тоже есть вопрос:
Михайло писал(а):Как можно поддерживать +/-1 градус, если измеряется очень неточно. Откуда они узнали?

Значения погрешностей датчиков и плат аналогового ввода чем не исходная информация? Посчитайте +/- отклонений от расчетных измерений. Вы похоже не сталкивались с метрологической аттестацией?
Для каждого измерения рассчитывает верхнее и нижнее макс. отклонение от расчетного значения, сначала абсолютную погрешность:
Δабс = ± ((Δпр • Δн)/100%)
Δпр - паспортная приведенная погрешность;
Δн ― нормирующее значение, равное величине верхнего предела измерений, выраженное в единицах измеряемой физической величины.
затем верх. и нижн. границы для измерения:
Хmin = Храсч – Δабс
Хmax = Храсч + Δабс
И так для каждой величины в диапазоне датчика. Т.е. Вы устанавливаете расчетную скажем 0град, затем 100 град, затем 200 ит.д. Сколько и какие решаете Вы исходя из требований к измерениям в Вашей отрасли. Мы обычно делим диапазон на 5 измерений по диапазону шкалы и к ним рассчитываем пределы отклонений.
Например, для канала температуры, имеющего ВПИ (Δн) = 200 град. Δпр = 0,4%
Δабс = ± (0,4*200)/100 = ± 0,8 0С,
В точке 150 град
Хmin = 150 град – 0,8 град = 149,2 град
Хmax = 150град + 0,8 град = 150,8 град
Ну а второй этап МА, это уже непосредственно меряется либо комплектным методом (когда датчик на месте помещается в эталон), либо поэлементным методом - это когда датчик прошел поверку. а к измерительной линии присоединяется эталон (например магазин сопротивлений, поверенный, или калибратор ит.п.) Кол-во измерений в каждой точке опять же из требований НТД Вашей отрасли. Среднее измерение будет из формулы:
--------1 n
Хср = —– ∑ Хi
--------n i =1

где: Хi — результат i -го измерения исследуемого параметра
n — количество измерений
В общем 8 класс среднеобразовательной школы, ничего в этом сложного нет.
Аватара пользователя
CHANt
Профессионал
 
Сообщения: 531
Зарегистрирован: 13 окт 2012, 15:24
Откуда: Orenburg

Re: Регулятор отпускной печи

Сообщение Автоматизатор » 17 окт 2012, 10:35

CHANt писал(а):Вы похоже не сталкивались с метрологической аттестацией?
Вы правы, не приходилось.

Меня настораживает следующий момент
Расчетная точность измерений температуры в печи будет:
- абсолютная погрешность датчика температуры: +-4,875 0С
- абсолютная погрешность измерительного канала регулятора: +-1,625 ОС
Суммируем, получаем: +-6,5 ОС
Требуется поддерживать температуру в печи в пределах +-10 ОС
Т.е. эти точности сопоставимы.

В случае, если добавляются технологические возмущения, вызванные загрузкой в печь новой детали взамен нагретой, и пр., то сможет ли регулятор обеспечить заданную в ТЗ точность? Вполне возможно, что придут метрологи и будут проверять фактическую температуру детали на выходе из печи.
Аватара пользователя
Автоматизатор
Профессионал
 
Сообщения: 880
Зарегистрирован: 09 окт 2012, 05:18

Re: Регулятор отпускной печи

Сообщение Михайло » 17 окт 2012, 14:38

У нас стандартом предприятия принято погрешность датчика держать на уровне не более 1/3 от поля допуска регулируемой величины. По этим показателям датчик той реальной печи проходит.
Михайло
Администратор
 
Сообщения: 3333
Зарегистрирован: 19 сен 2012, 19:16

Re: Регулятор отпускной печи

Сообщение CHANt » 17 окт 2012, 18:11

Автоматизатор писал(а):Меня настораживает следующий момент
Расчетная точность измерений температуры в печи будет:
- абсолютная погрешность датчика температуры: +-4,875 0С
- абсолютная погрешность измерительного канала регулятора: +-1,625 ОС
Суммируем, получаем: +-6,5 ОС
Требуется поддерживать температуру в печи в пределах +-10 ОС
Т.е. эти точности сопоставимы.

Получается так, но, Вы еще не знаете будет ли так, ведь еще и кабельная линия добавит. Так что в реале, после МА, Вы увидите факт. А что за датчик температуры?

Автоматизатор писал(а):В случае, если добавляются технологические возмущения, вызванные загрузкой в печь новой детали взамен нагретой, и пр., то сможет ли регулятор обеспечить заданную в ТЗ точность? Вполне возможно, что придут метрологи и будут проверять фактическую температуру детали на выходе из печи.

Вы можете вычислить отклонения по имеющемуся у метрологов поверенного измерительного преобразователя и прикинуть какие отклонения будут у них. Регулятор тут не причем. все будет зависеть как сможете его настроить. Точно ли учтете все возмущения, типа температуры наружного воздуха и прочее, прочее, прочее
Аватара пользователя
CHANt
Профессионал
 
Сообщения: 531
Зарегистрирован: 13 окт 2012, 15:24
Откуда: Orenburg


Вернуться в ТЕОРИЯ И ПРАКТИКА ЭЛЕКТРИЧЕСТВА И УПРАВЛЕНИЯ

Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей и гости: 1