ТРМ210. Параметр vSP - скорость отстаёт...

Здравствуйте!

Задача: печь для роста кристаллов, научное оборудование.
Типичный режим - линейное изменение температуры. Скорости порядка 1 град в сутки.

Аппаратура: СПК107 + ТРМ210 + БУСТ-2 + ТЭНы.
В СПК107 задаётся программа, он рассчитывает параметры SP (уставка температуры) и vSP (скорость выхода на эту уставку), и передаёт их в нужные моменты в ТРМ. ТРМ отслеживает, там ПИ-регулятор.

Проблема: ТРМ не выдерживает заданный vSP. Это выглядит как отставание - я передал vSP, а ТРМ выдерживает меньщий наклон. Не постоянная ошибка, как следовало бы ожидать от системы с астатизмом 1го порядка (ПИ-регулятор), а прямо _наклон_другой_.
Узнал об этом по логам. Я рассчитываю текущую уставку в СПК, от времени СПК. Там линейная зависимость T=k*t+b; рассчитанный коэфф k и передаётся в ТРМ как vSP.

Я подумал, что может там в системе есть ещё интегратор, даже идентифицировал модель, но ничего неожиданного, статическая система (хорошо описывается 2м порядком), нелинейность в БУСТ-2 (из-за фазового принципа управления).
Я думал, что часы у ТРМ и СКП идут по-разному, заменил батарейку в СПК, но всё по-прежнему.
Мало того, ТРМ один раз самостоятельно снизил наклон раза в два.
Я контролировал правильность уставки наклона vSP, считывал его назад, но ничего подозрительного, там ошибка в пятом знаке, норм.

Ошибка в наклоне зависит от абсолютного значения наклона, но график этой зависимости совершенно не ровный. Я пробовал просто умножать vSP на коэффициент (1.06), но ничего толком не вышло, всё равно наклон не равен требуемому.

Пробовал смоделировать, написал модель ТРМ, но там этого эффекта нет.

Пожалуйста, посоветуйте, что делать-то.
Нужно точно выдержать коэфф. роста температуры.

1. Как проконтролировать внутреннее время ТРМ (может оно отстаёт)?
2. Может я что-то упустил, может это свойство системы такое?

Есть дикая идея замкнуть ОС поверх ТРМа, по наклону, типа адаптировать vSP под фактический. Это несложно. Но может, это оверкилл и глупо, есть простое решение?

Автонастройку ПИД-регулятора использовали ?

Давно, но у меня тогда толком не получилось - он недопустимо перегревал печь.
Её нельзя сильно быстро греть, максимум 5 град/мин, а там "при автонастройке прибор работает как двухпозиционный регулятор."

По модели подобрал в итоге, потом руками доработал - всё как обычно :)

Коэффициент усиления ПИ-регулятора увеличивать не пробовали ?

Ну я же подбирал его... Добился, чтобы точность была (И-каналом) и сильно не отставал на переходных (П-канал).
Там всё по теории: делаешь меньше, и ошибка меньше (у ТРМ он в знаменателе). То же и И-канал. На плоских участках, где Т=const, там всё красиво.

И вот, что я не понимаю, и в чём вопрос - ошибка там на линейно меняющейся уставке _не_постоянная_ (что по теории ожидаемо от ПИ), а линейно нарастает. Т.е. температура растёт медленнее, чем уставка (а по теории должна расти так же, пусть и с ошибкой). Как будто vSP не выдерживается ТРМом, а может я чего-то не вижу..

За сутки температура на сколько градусов прирастает ?

На один, может на 0,5 градуса. Девчонки просят чтобы можно было ставить на 0,5.

Для точности в СПК запрограммировал наблюдатель, сейчас альфа-бета фильтр, а потом думаю фильтр Калмана сделать..
Но ТРМ только от своего датчика работает, да.. шумит конечно, размах сравнимый с наклоном, но куда деваться-то..

Добрый день.
А зачем Вам посредник в виде ТРМ210.
Разве нельзя в контроллере использовать ПИД регулятор?
С уважением.

Добрый день!
Плясал бы от печи для роста кристаллов, а именно:
1.Какая номинальная (рабочая) температура в рабочем пространстве печи?
2.Требование технологического процесса к точности поддержания (регулирования) заданной температуры (уставки)?
3.Исходя из выше перечисленного, какой тип датчика температуры задействован в системе?
4.Сразу бросается 1 градус за сутки. Сколько суток длится технологический процесс?
ТРМ210 прибор с 4-х разрядным индикатором и имеет программируемые параметры задания положения десятичной точки при отображении - dPt,dP.
Сомневаюсь, что можно отследить такую скорость изменения уставки. Так как погрешность регулирования поглотит эту скорость изменения уставки.
Поэтому, посчитайте для идеального случая точность регулирования. Для этого и нужны - рабочая температура техпроцесса, тип датчика при известном классе точности ТРМ210 (0.25 - 0.5).
5.Желательно для объективного контроля регистрировать критические параметры процесса.
Примечание, на стр. 62 РЭ процесс автонастройки выполняется при задаваемой уставке равной 0.75 - 0.85 максимально допустимого значения регулируемой величины. Поэтому врят ли в процессе автонастройки температура в печи выйдет за допустимые эксплуатационные границы . Но это не главное.
С уважением, Николай Митюхин

Здравствуйте!

Цитата:

---

Сообщение от maximov2009

А зачем Вам посредник в виде ТРМ210.
Разве нельзя в контроллере использовать ПИД регулятор?

---

Да, можно конечно.. Но я боюсь, вдруг зависнет СПК, и тогда эксперимент выкидывать, или вдруг печь перетопит - там футеровку долго менять и чистить всё надо.
Да и как с СПК107 управлять тиристорами? Там только RS485.
А ТРМ - мне показалось хороший посредник, не зависает, сам управляет, защиты есть.

Постом выше kon48 изложил все верно. Температура какая рабочая ,одно дело поддерживать +-0,5 град. при рабочей 20 град. и совсем другое при 500. Погрешности, нестабильность сети и т.д.
Еще вариант попробовать записывать уставку почаще, условно один раз в час или полчаса, а не раз в сутки. Рассогласования меньше будут и именно скорость выхода на уставку меньшее влияние будет оказывать...возможно.

Здравствуйте, Николай!

Цитата:

---

Сообщение от kon48

1.Какая номинальная (рабочая) температура в рабочем пространстве печи?
2.Требование технологического процесса к точности поддержания (регулирования) заданной температуры (уставки)?
3.Исходя из выше перечисленного, какой тип датчика температуры задействован в системе?
4.Сразу бросается 1 градус за сутки. Сколько суток длится технологический процесс?
ТРМ210 прибор с 4-х разрядным индикатором и имеет программируемые параметры задания положения десятичной точки при отображении - dPt,dP.
Сомневаюсь, что можно отследить такую скорость изменения уставки. Так как погрешность регулирования поглотит эту скорость изменения уставки.
Поэтому, посчитайте для идеального случая точность регулирования. Для этого и нужны - рабочая температура техпроцесса, тип датчика при известном классе точности ТРМ210 (0.25 - 0.5).
5.Желательно для объективного контроля регистрировать критические параметры процесса.
Примечание, на стр. 62 РЭ процесс автонастройки выполняется при задаваемой уставке равной 0.75 - 0.85 максимально допустимого значения регулируемой величины. Поэтому врят ли в процессе автонастройки температура в печи выйдет за допустимые эксплуатационные границы . Но это не главное.

---

1. Температура в диапазоне 850-1200С, зависит от кристалла.
2. Девчонки хотят хотя бы полградуса, а лучше 0,1С. Ну, я то понимаю что это почти нереал, но.. надо выжать максимум.
3. Датчик конечно термопара. Да, точность измерителя ТРМ по паспорту 0.5, и это далеко не полградуса..
Я хотел выкрутиться двумя способами: фильтр Калмана (сейчас альфа-бета) + несколько датчиков в печь поставить, например ещё три и отдельный измеритель. Это снизит шум раза в 4, плюс абсолютное значение будет намного точнее (не считал еще насколько). И можно будет корректировать уставку SP, парируя сдвиг датчика, от которого работает ТРМ.
4. Эксперимент идёт около недели-двух. Там есть этап - снизить температуру на полградуса за сутки, потом на градус за сутки. Может примеси выгоняют, не знаю..
У ТРМ индикатор да, 4 разряда. Но внутри у него привычный REAL (я считывал vSP назад в СПК), он пытается его отслеживать, разрядность не теряется.

Вот я конечно тоже сомневаюсь насчёт точности, т.к. он работает по своему датчику, а он шумит. Но пытается - я когда анализировал логи и аппроксимировал наклоны линией, там они чувствуются, даже на довольно малых наклонах.

Т.е. по абсолютному значению датчик конечно врёт - показывает 950, по факту может быть от 940 до 960, например пусть истинное 945. Но шум его около 0,4С, и он будет держать 945 с этой точностью. Вроде кристаллофизиков это даже устраивает (может они не поняли :)), плюс нужна калибровка, плюс дополнительные датчики.
Конечно, там всё может дрейфовать и медленно плыть.. Но моя надежда на то, что у них ранешняя печь ещё менее точная, но результат-то был. Слабое утешение конечно.

Вопрос 5 я не понял, поясните пожалуйста, что за параметры.

С уважением, Александр.

Здравствуйте!

Цитата:

---

Сообщение от Sergej_

Еще вариант попробовать записывать уставку почаще, условно один раз в час или полчаса, а не раз в сутки. Рассогласования меньше будут и именно скорость выхода на уставку меньшее влияние будет оказывать...возможно.

---

Спасибо, да, что-то такое и думаю, даже лучше замкнуть ОС по наклону и корректировать его на ходу. Надо пробовать, конечно.

Думал, может кто сталкивался, или я чего-то не вижу очевидного.. Спасибо всем, кто спрашивает, кстати; это оч полезно.

Для управления тиристорами используете тот же БУСТ, а вместо ТРМ для управления модуль аналогового выхода с управление по интерфейсу.
Если глюканет СПК, Вас и ТРМ может не спасти, СПК может в ТРМ передать что угодно. Также может и БУСТ глюкануть, и просто ТЭН сгореть.
Так что лучше об этом не думать.
С уважением.

Добрый день!

Цитата:

---

Сообщение от ttyUSBO
Вопрос 5 я не понял, поясните пожалуйста, что за параметры.

---

Процесс очень "тонкий", требуется регистрация параметров процесса: текущей температуры, Уставки.
Подключите СКАДУ. Многое проясниться и разговаривать с ЗАКАЗЧИКОМ легче и аргументировано.
При номинальной температуре 1000 град погрешность измерения с термопарой ТХА и классе точности ТРМ210 0.25 составит примерно +\- 8 град.
А хотите управлять уставкой с точностью +\- ( 0.1 -0.5) град. Это невозможно. По прибору можно получить нужные цыфури, но это не корректно. Вот и думайте нужно ли выполнять заданные требования девочек.
Предложил бы увеличивать уставку на 0.5 градуса через 8 часов.
Фильтр Калмана в этой ситуации не панацея ничего не даст. Для слуха хорошо, а на деле все останется при своих погрешностях. Не надо ловить блох.
С уважением

Ещё момент, это деградация термопар при эксплуатации, особенно при таких температурах.

Видел я подобные установки для выращивания кристаллов. Там использовался прецизионный регулятор ПРОТЕРМ совместно с фазоимпульсным регулятором РН. Термопары типа ТПР используются. Думаю, что от общепромышленного регулятора требуемой точности не добиться.

Коллеги, всем спасибо за советы, обдумываю..

Если кто ещё найдёт что посоветовать, буду очень признателен!

Цитата:

---

Сообщение от ttyUSB0
Коллеги, всем спасибо за советы, обдумываю..
Если кто ещё найдёт что посоветовать, буду очень признателен

---

Не часто на форуме тема завершается подобным, дружелюбным образом, а еще и с благодарностью. Приятно это отметить и зауважать собеседника.
Хотелось, чтобы коллега четко "впитал" весь техпроцесс. Пляшите от печьки, а, именно, от требований к точности поддержания температуры и не только.
Еще раз к вопросу о фильтре Калмана. Он хорош когда оценивается вектор параметров (положение, скорость, ускорение и др.) в условиях помех при известных модели процесса и ковариации ошибок , а не скалярной величины. К тому же тепловые процессы мало подвержены помехам. И фильтр здесь не уместен. Да же с общепромышленным регулятором, при его правильной настройке, температура в печи в зависимости от времени будет представлять прямую линию.

Цитата:

---

Дельное предложение от pki
Видел я подобные установки для выращивания кристаллов. Там использовался прецизионный регулятор ПРОТЕРМ совместно с фазоимпульсным регулятором РН. Термопары типа ТПР используются. Думаю, что от общепромышленного регулятора требуемой точности не добиться.

---

Удачи вам.

Фильтр в предложенной системе, какой бы он не был, действует только на представление информации при ее обработке, например, в SCADA, но ни как на процесс регулирования.