Compito desame del 18.07.02 Svolgimento della Sezione 5: CONTROLLORI Esempio preparato da Michele MICCIO.

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1 Compito desame del 18.07.02 Svolgimento della Sezione 5: CONTROLLORI Esempio preparato da Michele MICCIO

2 rev. 2.02.05file controllori_180702.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.

3 rev. 2.02.05file controllori_180702.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

4 rev. 2.02.05file controllori_180702.pptSlide 4 Step Test data

5 rev. 2.02.05file controllori_180702.pptSlide 5 a. Modello di fitting Il modello proposto è: First Order Plus Dead Time (FOPDT) Nel dominio del tempo: Nel dominio di Laplace:

6 rev. 2.02.05file controllori_180702.pptSlide 6 b. Determinazione dei parametri: Metodo dellapprossimazione al 1° ordine 146.5 39 t Ustep =8.8 min t Ystart =9.65 min

7 rev. 2.02.05file controllori_180702.pptSlide 7 Calcolo di K P

8 rev. 2.02.05file controllori_180702.pptSlide 8 Calcolo di y 63.2 y(t) starts at 140.0°C and shows a total change y = (146.5-140.0) = 6.5°C y 63.2 = y s + 0.632( y) = 140.0 + 0.632 (6.5 °C) = 144.2°C y(t) passes through 144.2°C at t 63.2 = 11.05 min

9 rev. 2.02.05file controllori_180702.pptSlide 9 Analisi dei diagrammi (2) 146.5 39 t Ustep =8.8 min t Ystart =9.65 min 144.2 t 63.2 =11.05 min

10 rev. 2.02.05file controllori_180702.pptSlide 10 Calcolo di P - The time constant is the time difference between t Ystart and t 63.2 - Time constant must be positive and have units of time From the plot: P = t 63.2 t Ystart = 11.05 9.65 = 1.4 min

11 rev. 2.02.05file controllori_180702.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 = = 9.65 8.8 = = 0.85 min

12 rev. 2.02.05file controllori_180702.pptSlide 12 Calcoli del modulo Design Tools di CONTROL STATION® Model: First Order Plus Dead Time (FOPDT) Model Parameters: Process Gain:K P = -0.7164 °C/% Overall Time Constant: P = 1.10 min Dead Time: t d = 0.8455 min

13 rev. 2.02.05file controllori_180702.pptSlide 13 b. Determinazione dei parametri: Tabella finale Calcolo manuale Calcolo da Design Tools® K P, °C/% -0.722 -0.716 P, min 1.41.10 t d, min0.850.846

14 rev. 2.02.05file controllori_180702.pptSlide 14 PID Tuning Guide

15 rev. 2.02.05file controllori_180702.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

16 rev. 2.02.05file controllori_180702.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 = -1.01 %/°C direct acting Reset Time: I = 1.10 min