Алгоритм поддержания уровня количеством включённых насосов

Доброго дня

Передо мной стоит задача управления несколькими насосами для поддержания уровня в резервуаре.
Уровень измеряется аналоговым датчиком.
Расход из резервуара может меняться в широких пределах.
Приток в резервуар регулируется количеством одновременно работающих насосов.
Насосы включаются контакторами (не ПЧВ и не мягкими пускателями).

Для регулирования уровня хочу выбрать аналоговый ПИД с разделением всего диапазона на участки, соответствующие количеству включённых насосов.
Например, 4 насоса, 4 участка (0-25, 25-50, 50-75, 75-100) - выход 1% и включить 1 насос, выход 76% включить 4 насоса. Но тут, мне кажется, прячется неравномерность на краях всего диапазона - для включения одного насоса достаточно немного увеличить выход (чуть больше 0%), а чтобы выключить 4-й насос и оставить в работе 3 насоса нужно снижать от 100% до 75%.
Или же лучше использовать позиционно-независимый, хотя и отдалённо похожий интегральный критерий (как в котловом каскаде КТР-121)?

Поэтому у меня два вопроса?
1. какой алгоритм управления количеством лучше выбрать? Если ПИД, то как лучше разбить участки для адекватной работы на краях диапазона? Или интегральный критерий?
2. каким алгоритмом предотвратить одновременное включение и выключение нескольких насосов - как организовать приоритет?

Достаточно описать алгоритмы, реализовать смогу самостоятельно. И хотелось бы получить советы на основе опыта реализаций.

Методом наименьших квадратов вычислять какой уровень будет через н-ый промежуток времени и исходить из этого, если достигнет уровня для подключения/выключения ещё одного насоса то готовится к включению/выключению, если нет то оставаться при своих, через тот же н-й промежуток времени проверять ещё раз и так по циклу

Зачем мудрить. Сделай двухпозиционый регулятор с широким гестирезисом. Врубай сразу все насосы. Износ у всех будет одинаковый.

Цитата:

---

Сообщение от FPavel

Если ПИД, то как лучше разбить участки для адекватной работы на краях диапазона? Или интегральный критерий?
2. каким алгоритмом предотвратить одновременное включение и выключение нескольких насосов - как организовать приоритет?
.

---

Код:

---

var input
    нельзя1,
    нельзя2,
    нельзя3,
    нельзя4: bool; //например авария
    ПИД_выход: real;  //0.0..1.0, снаружи определяется пид. И он не знает для чего. Да и не нужно ему
  end_var

  var output
    пашет1,
    пашет2,
    пашет3,
    пашет4: bool;
  end_var

  var
    нельзя,
    пашет,
    пахал: array[1..4] of bool;
    скока: array[1..4] of udint;
    i: udint;
    сейчас_пашет: udint;
    нужно_пахателей: udint;
    гонишь: tof;
    дольше_всех: udint;
    нашелся: udint;
-----------
нельзя[1] := нельзя1;
нельзя[2] := нельзя2;
нельзя[3] := нельзя3;
нельзя[4] := нельзя4;

for i := 1 to 4 do
  пашет[i] := not нельзя[i] and пашет[i];
  скока[i] := скока[i] + 1;
  if пашет[i] <> пахал[i] then
    пахал[i] := пашет[i];
    скока[i] := 0;
  end_if
end_for

сейчас_пашет :=
  bool_to_udint(пашет[1]) +
  bool_to_udint(пашет[2]) +
  bool_to_udint(пашет[3]) +
  bool_to_udint(пашет[4]);

case real_to_udint(ПИД_выход * 100.0) of
//например
  0..5:          нужно_пахателей := 0;
  10..20:  нужно_пахателей := 1;
  30..45:  нужно_пахателей := 2;
  55..70:  нужно_пахателей := 3;
  80..100: нужно_пахателей := 4;
end_case
//А есля пид на стартя войдет с 73? - да пофиг. "И" есть

нашелся := 0;
if not гонишь.Q and сейчас_пашет <> нужно_пахателей then
  дольше_всех := 0;
  for i := 1 to 4 do
    if сейчас_пашет > нужно_пахателей and пашет[i] and скока[i] >= дольше_всех then
      нашелся := i;
      дольше_всех := скока[i]; 
    elsif сейчас_пашет < нужно_пахателей and not пашет[i] and not нельзя[i] and скока[i] >= дольше_всех then
      нашелся := i;
      дольше_всех := скока[i]; 
    end_if
  end_for
  if нашелся <> 0 then
    пашет[нашелся] := сейчас_пашет < нужно_пахателей;
  end_if
end_if
гонишь(in := нашелся <> 0, pt := ...);

пашет1 := пашет[1];
пашет2 := пашет[2];
пашет3 := пашет[3];
пашет4 := пашет[4];

---

Для простого масштабирования
В битовые маски можно, но смысла не вижу. Да и логические для целочисленных не завезли
При массивах из фб - изящнее. Не завезли.

Можно и ПИД с интегрированием - опробовано уже.
Только не приоритет, а раздельный старт с интервалом. Т.к. выходная может прыгать 75% <-> 76% (пересекать границу несколько раз).
Два циклических счётчика до числа насосов.
- кандидат на запуск (после запуска +1), если надо больше, чем работает
- кандидат на останов (после останова +1), если надо меньше, чем работает
т.е. FIFO-стек из насосов
если будет нужна ротация, через интервал, то следующий на запуск - пуск, следующий на останов - стоп и работаем дальше

Цитата:

---

Сообщение от Валенок

Для простого масштабирования
В битовые маски можно, но смысла не вижу. Да и логические для целочисленных не завезли
При массивах из фб - изящнее. Не завезли.

---

:)

Я наверное, разделю функционал на несколько ФБ:
- каскад (количество)
- приоритет включения - выключения насоса по критерию (общей наработке или продолжительности простоя или придумает заказчик)
- предотвращение одновременной коммутации нескольких насосов

Но основную идею из кода увидел - спасибо. Соответствие диапазона требуемой мощности количеству требуемых насосов. Да и по паузам и по критерию - тоже (однопроходный алгоритм выбора по заданному критерию - без сортировки)

Не нужен тут ПИД, ротация 4 насосов и включение по уровню давно выложены тут, последний вариант.
https://owen.ru/forum/showthread.php?t=38920&page=2#13

Цитата:

---

Сообщение от EFrol

Можно и ПИД с интегрированием - опробовано уже.
Только не приоритет, а раздельный старт с интервалом. Т.к. выходная может прыгать 75% <-> 76% (пересекать границу несколько раз).
Два циклических счётчика до числа насосов.
- кандидат на запуск (после запуска +1), если надо больше, чем работает
- кандидат на останов (после останова +1), если надо меньше, чем работает
т.е. FIFO-стек из насосов
если будет нужна ротация, через интервал, то следующий на запуск - пуск, следующий на останов - стоп и работаем дальше

---

Заказчик уточнил по ротации - ни в коем случае, т.к. это чем-то плохо для системы или насосов - я не понял, но принял к исполнению.
Но, заказчик согласился, что можно выполнять ротацию в ходе работы - добавлять наименее работавший, отключать наиболее проработавший (пока критерий такой - может быть позже поменяет, и буду исправлять).

Спасибо - о колебаниях не подумал.
Тогда, раз возможны колебания выхода ПИД на границе переключения, то склоняюсь к отказу от ПИД и выбору интегрального критерия - он воздействует на изменение количества всего на 1 насос.
А там в составе критерия для КТР есть и время стабилизации, и разные значения критерия для +1 и для -1 и всякие другие параметры.

Цитата:

---

раз возможны колебания выхода ПИД на границе переключения,

---

Учтено. Если внимательно смотрели

Цитата:

---

Сообщение от kondor3000

Не нужен тут ПИД,..

---

Извините, но и ПИД'ом можно сделать. И чем угодно.
Вопрос был

Цитата:

---

Сообщение от FPavel

... хочу выбрать аналоговый ПИД ...Если ПИД, ..

---