Compito desame del Svolgimento della Sezione 5: CONTROLLORI Esempio preparato da Michele MICCIO

rev file controllori_ pptSlide 2 Un processo dalla dinamica sconosciuta viene sollecitato nel set point (v. Controller Output nella parte inferiore della figura allegata) e, nella configurazione ad anello aperto, viene registrata la risposta della variabile di processo da controllare (v. curva con rumore nella figura allegata). a.Proporre un modello di fitting della risposta dinamica e descriverne brevemente il significato b.Determinare quantitativamente i parametri del modello di fitting c.Determinare i parametri di un controllore PI secondo il metodo IMC.

rev file controllori_ pptSlide 3 Step Test The controller is set to manual mode Process starts at steady state Controller output signal is stepped to new value Measured process variable allowed to complete response

rev file controllori_ pptSlide 4 Step Test data

rev file controllori_ pptSlide 5 a. Modello di fitting Il modello proposto è: First Order Plus Dead Time (FOPDT) Nel dominio del tempo: Nel dominio di Laplace:

rev file controllori_ pptSlide 6 b. Determinazione dei parametri: Metodo dellapprossimazione al 1° ordine t Ustep =8.8 min t Ystart =9.65 min

rev file controllori_ pptSlide 7 Calcolo di K P

rev file controllori_ pptSlide 8 Calcolo di y 63.2 y(t) starts at 140.0°C and shows a total change y = ( ) = 6.5°C y 63.2 = y s ( y) = (6.5 °C) = 144.2°C y(t) passes through 144.2°C at t 63.2 = min

rev file controllori_ pptSlide 9 Analisi dei diagrammi (2) t Ustep =8.8 min t Ystart =9.65 min t 63.2 =11.05 min

rev file controllori_ pptSlide 10 Calcolo di P - The time constant is the time difference between t Ystart and t Time constant must be positive and have units of time From the plot: P = t 63.2 t Ystart = = 1.4 min

rev file controllori_ pptSlide 11 Calcolo di t d - The dead time is the time difference between t Ystart and t Ustep t d = t Ystart t Ustep = = = = 0.85 min

rev file controllori_ pptSlide 12 Calcoli del modulo Design Tools di CONTROL STATION® Model: First Order Plus Dead Time (FOPDT) Model Parameters: Process Gain:K P = °C/% Overall Time Constant: P = 1.10 min Dead Time: t d = min

rev file controllori_ pptSlide 13 b. Determinazione dei parametri: Tabella finale Calcolo manuale Calcolo da Design Tools® K P, °C/% P, min t d, min

rev file controllori_ pptSlide 14 PID Tuning Guide

rev file controllori_ pptSlide 15 c. Controllore PI: Determinazione dei parametri secondo IMC (1) IMC (Internal Model Control) or lambda correlations: Standard Tuning: c is the larger of 0.1 P or 0.8 t d Ideal PI Controller: I = P

rev file controllori_ pptSlide 16 c. Controllore PI: Determinazione dei parametri secondo IMC (2) Dai calcoli del modulo Design Tools di CONTROL STATION®: Ideal PI Controller IMC (Internal Model Control) or lambda correlations Standard Tuning Gain: K C = %/°C direct acting Reset Time: I = 1.10 min