Алгоритм поддержания уровня количеством включённых насосов

[FPavel]

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

Спасибо

Не очень люблю ответы в виде кода в файлах, лучше бы добавлять пояснения в сообщении. Особенно принятые алгоритмические решения.
Потому, что идею беру с благодарностью, а реализацию буду дополнять защитами (например, останов работы по причине неправильной последовательности электродов)

Если не сложно, дополните примеры очень краткими пояснениями на пару тройку строк.
Как понимаю, количество насосов определяется по 4 дискретным уровням (аналоговым уставкам) и на каком-то из них и уравняется баланс между притоком и оттоком воды в резервуар (+/-1 насос).

Тоже решение. Предполагаю, будет работать, только уровни подобрать с учётом максимальной скорости заполнения.

Реализуется просто. Могу сделать два варианта - Ваш и по интегральному критерию - и предоставить заказчику выбирать. Интегральный критерий сложен для восприятия, а тут достаточно сказать, что баланс наступит около одной из 4 уставок.

[kondor3000]

Реализуется просто. Могу сделать два варианта - Ваш и по интегральному критерию - и предоставить заказчику выбирать. Интегральный критерий сложен для восприятия, а тут достаточно сказать, что баланс наступит около одной из 4 уставок.

Каскад с интегралом выложен тут, переключение тем быстрее, чем больше разница температур ( у вас от уровня) https://owen.ru/forum/showthread.php?t=38453&page=10#93
Ротация с уровнем и переключением по времени, это упрощённая версия, но смысл тот же. В примерах всё подписано, разобраться не сложно.
Уровень можно сделать как по аналогу, так и по дискретным сигналам, там всё просто.

[FPavel]

Учтено. Если внимательно смотрели

Спасибо, да, внимательно прочитал и разобрался перед ответом - увидел диапазон 0-5 для отключённых состояний.

У меня до сих пор были задания на одновременную работу не более 2 насосов, а там выбор делал просто по двухпозиционному алгоритму с гистерезисом и задержками (правда, сравнивал не отклонения, а токи и частоту - чтобы работа была не на максимуме мощности).

Теперь же разрешено задействовать все имеющиеся насосы. Своего опыта и мнения нет, изучаю опыт других. Даже на алгоритме пока остановиться не могу.

Поэтому благодарен всем за советы и мнения о достоинствах и недостатках алгоритмов.

[Сергей0308]

Вот здесь выкладывал проекты с ротацией насосов и каскад:
https://owen.ru/forum/showthread.php...l=1#post420896
https://owen.ru/forum/showthread.php...l=1#post420791
https://owen.ru/forum/showthread.php...l=1#post322722
Кстати, много раз это обсуждалось в разный темах!
Если у Вас значение регулируемого параметра резко не может меняться всё будет работать 100 лет, в смысле, лучше не мудрить, а то и перемудрить можно!

[FPavel]

Вот здесь выкладывал проекты с ротацией насосов и каскад:

Спасибо

Посмотрю.
Хочу сделать несколько вариантов и на практике проверить - какой подойдёт, тот и оставлю.
Сейчас пробую собрать каскад по КТР-121
https://docs.owen.ru/product/ktr121/...70#topic-82275
Чуть позже сделаю по предложению kondor3000 - поиск баланса притока и оттока по нескольким уровням, отстоящим от задания - дискретным уровням
https://owen.ru/forum/showthread.php...l=1#post479184
И Ваши посмотрю и реализую.

Получится модульная система:
- каскадный регулятор (вход уровень, выход количество насосов)
- блок приоритетного включения и выключения (на входе количество требуемых насосов, на выходе запросы включения конкретных насосов)
- передача запросов на пускатели с разнесением коммутации во времени (не одновременный пуск-останов)
Т.е. смогу экспериментировать с каскадным регулятором простой заменой ФБ.
Нужно только набрать в редакторе.

С ротацией вопросов в целом нет, вдобавок, заказчик настаивает на отказе от ротации в работе - только при останове или при переключениях мощности под управлением каскада.

За объект регулирования ничего не знаю - в ТЗ только схема автоматизации и электрическая функциональная, краткое описание функционала алгоритмов.

[Сергей0308]

Спасибо

Посмотрю.
Хочу сделать несколько вариантов и на практике проверить - какой подойдёт, тот и оставлю.
Сейчас пробую собрать каскад по КТР-121
https://docs.owen.ru/product/ktr121/...70#topic-82275
Чуть позже сделаю по предложению kondor3000 - поиск баланса притока и оттока по нескольким уровням, отстоящим от задания - дискретным уровням
https://owen.ru/forum/showthread.php...l=1#post479184
И Ваши посмотрю и реализую.

Получится модульная система:
- каскадный регулятор (вход уровень, выход количество насосов)
- блок приоритетного включения и выключения (на входе количество требуемых насосов, на выходе запросы включения конкретных насосов)
- передача запросов на пускатели с разнесением коммутации во времени (не одновременный пуск-останов)
Т.е. смогу экспериментировать с каскадным регулятором простой заменой ФБ.
Нужно только набрать в редакторе.

С ротацией вопросов в целом нет, вдобавок, заказчик настаивает на отказе от ротации в работе - только при останове или при переключениях мощности под управлением каскада.

За объект регулирования ничего не знаю - в ТЗ только схема автоматизации и электрическая функциональная, краткое описание функционала алгоритмов.

Вот здесь разруливание одновременного запуска делал:
https://owen.ru/forum/showthread.php...l=1#post432040

[FPavel]

Вот здесь разруливание одновременного запуска делал:
https://owen.ru/forum/showthread.php...l=1#post432040

Классно - выделение номера изменившегося бита при помощи CD32 - я и не знал, когда бы она пригодилась.

Похоже, CD32 - ещё и выделяет приоритет номера насоса (номер бита), чтобы можно было менять состояние только у одного насоса.
Я полностью не разобрался с CD32 и парным к нему DC32 и поэтому сделал рассыпухой для каждого отдельного насоса и приоритет обеспечивается жёстко определённым порядком строк.
У меня на 5 насосов на ST - из-за необходимости уверенности в порядке выполнения

исключение одновременных переключений:

///<Description>ФБ предотвращает одновременный пуск или останов нескольких (пяти) агрегатов, разделяя изменения состояний заданной паузой</Description>
///<Author>!!FPA!!</Author>
///<GroupName>Насосы</GroupName>

FUNCTION_BLOCK NotAllAtOnce5_

    VAR_INPUT
        ///<Description>Разрешение работы. При FALSE все выходы одновременно выключаются.</Description>
        bEnable: BOOL;
        ///<Description>Запрос включения агрегата 1</Description>
        bRequest1: BOOL;
        ///<Description>Запрос включения агрегата 2</Description>
        bRequest2: BOOL;
        ///<Description>Запрос включения агрегата 3</Description>
        bRequest3: BOOL;
        ///<Description>Запрос включения агрегата 4</Description>
        bRequest4: BOOL;
        ///<Description>Запрос включения агрегата 5</Description>
        bRequest5: BOOL;
        ///<Description>Задержка между переключениями</Description>
        nDelay_s: UDINT;
    END_VAR

    VAR_OUTPUT
        ///<Description>Команда включения агрегата 1</Description>
        bStart1: BOOL;
        ///<Description>Команда включения агрегата 2</Description>
        bStart2: BOOL;
        ///<Description>Команда включения агрегата 3</Description>
        bStart3: BOOL;
        ///<Description>Команда включения агрегата 4</Description>
        bStart4: BOOL;
        ///<Description>Команда включения агрегата 5</Description>
        bStart5: BOOL;
    END_VAR

    VAR
        tDelay: TIME;

        bStartPrevious1: BOOL;
        bStartPrevious2: BOOL;
        bStartPrevious3: BOOL;
        bStartPrevious4: BOOL;
        bStartPrevious5: BOOL;

        tpPause: SYS.TP;

        bSwitchEn: BOOL; // разрешение изменить состояние

    END_VAR

    // преобразование типа и пересчёт значения в [с]
    tDelay := UDINT_TO_TIME(nDelay_s * 1000);
    // ограничение минимального значения
    IF tDelay < T#1s THEN
        tDelay := T#1s;
    END_IF
    // присвоение таймеру для уменьшения параметров в следующих вызовах
    tpPause(T := tDelay);

    IF bEnable THEN
        // обработка для агрегата 1
        bSwitchEn := NOT(tpPause.Q) AND (bRequest1 <> bStart1);
        IF bSwitchEn THEN
            bStart1 := bRequest1;
        END_IF
        tpPause(I := bSwitchEn); // обновление значения выхода таймера для следующего обработчика

        // обработка для агрегата 2
        bSwitchEn := NOT(tpPause.Q) AND (bRequest2 <> bStart2);
        IF bSwitchEn THEN
            bStart2 := bRequest2;
        END_IF
        tpPause(I := bSwitchEn); // обновление значения выхода таймера для следующего обработчика

        // обработка для агрегата 3
        bSwitchEn := NOT(tpPause.Q) AND (bRequest3 <> bStart3);
        IF bSwitchEn THEN
            bStart3 := bRequest3;
        END_IF
        tpPause(I := bSwitchEn); // обновление значения выхода таймера для следующего обработчика

        // обработка для агрегата 4
        bSwitchEn := NOT(tpPause.Q) AND (bRequest4 <> bStart4);
        IF bSwitchEn THEN
            bStart4 := bRequest4;
        END_IF
        tpPause(I := bSwitchEn); // обновление значения выхода таймера для следующего обработчика

        // обработка для агрегата 5
        bSwitchEn := NOT(tpPause.Q) AND (bRequest5 <> bStart5);
        IF bSwitchEn THEN
            bStart5 := bRequest5;
        END_IF
        tpPause(I := bSwitchEn); // обновление значения выхода таймера для следующего обработчика
    ELSE
        // отсчёт от момента выключения, для паузы при быстром переключении bEnable
        tpPause(I := bStart1 OR bStart2 OR bStart3 OR bStart4 OR bStart5);
        // выключить все агрегаты
        bStart1 := FALSE;
        bStart2 := FALSE;
        bStart3 := FALSE;
        bStart4 := FALSE;
        bStart5 := FALSE;
    END_IF
    bStartPrevious1 := bStart1;
    bStartPrevious2 := bStart2;
    bStartPrevious3 := bStart3;
    bStartPrevious4 := bStart4;
    bStartPrevious5 := bStart5;
END_FUNCTION_BLOCK

каскад с интегральным критерием (a-la КТР-121):

/// <Description>ФБ каскадного регулирования инерционной нагрузкой - позволяет увеличивать и уменьшать количество одновременно работающих агрегатов</Description>
/// <Author>!!FPA!!</Author>
/// <GroupName>Регуляторы</GroupName>

FUNCTION_BLOCK Cascade5_

    VAR_INPUT
        /// <Description>Разрешение работы. При FALSE выход рабен нулю - все агрегаты одновременно выключаются.</Description>
        bEnable: BOOL;
        /// <Description>Запрос включения регулятора</Description>
        bRequest: BOOL;
        /// <Description>Исправность агрегата 1 к работе</Description>
        bReady1: BOOL;
        /// <Description>Исправность агрегата 2 к работе</Description>
        bReady2: BOOL;
        /// <Description>Исправность агрегата 3 к работе</Description>
        bReady3: BOOL;
        /// <Description>Исправность агрегата 4 к работе</Description>
        bReady4: BOOL;
        /// <Description>Исправность агрегата 5 к работе</Description>
        bReady5: BOOL;
        /// <Description>Измеренное значение регулируемой величины</Description>
        rPV: REAL;
        /// <Description>Задание регулятора</Description>
        rSP: REAL;
        /// <Description>Зона нечувствительности (симметричная в каждую сторону)</Description>
        rDB: REAL;
        /// <Description>Значение параметро-временного интеграла, по достижении которого ступень включается</Description>
        rQSub: REAL;
        /// <Description>Значение параметро-временного интеграла, по достижении которого ступень отключаются</Description>
        rQAdd: REAL;
        /// <Description>Задержка начала расчета интеграла на подключение ступени, c</Description>
        nDelayAdd: UDINT;
        /// <Description>Задержка начала расчета интеграла на отключение ступени, c</Description>
        nDelaySub: UDINT;
        /// <Description>Снижение измеренного значения от задания для принудительного запуска агрегата</Description>
        rSP_DeltaOn: REAL;
        /// <Description>Максимальное измеренное значения для принудительного отключения всех агрегатов</Description>
        rSP_Off: REAL;
    END_VAR

    VAR_OUTPUT
        nAmount: UDINT;
        nMax: UDINT;
        bAddRequest: BOOL;
        bSubRequest: BOOL;
        bCalcEn: BOOL;
        nTimeCount: UDINT;
        rQCalcAdd: REAL;
        rQCalcSub: REAL;
    END_VAR

    VAR
        bInitDone: BOOL;
        nAmountPrevious: UDINT;
        nTimeNow: UDINT;
        nTimePrevious: UDINT;
        nTimeDelta: UDINT;
        rTimeDelta: REAL;
    END_VAR

    // подсчёт готовых агрегатов
    nMax := BOOL_TO_UDINT(bReady1) +
    BOOL_TO_UDINT(bReady2) +
    BOOL_TO_UDINT(bReady3) +
    BOOL_TO_UDINT(bReady4) +
    BOOL_TO_UDINT(bReady5);
    // вычисление длительности предыдущего цикла
    nTimeNow := TIME_TO_UDINT(get_time());
    IF NOT bInitDone THEN
        nTimePrevious := nTimeNow;
        nTimeCount := 0;
        nAmount := 0;
        nAmountPrevious := 0;
        bInitDone := TRUE;
    END_IF
    nTimeDelta := nTimeNow - nTimePrevious;
    rTimeDelta := UDINT_TO_REAL(nTimeDelta) * 0.001;
    nTimePrevious := nTimeNow;

    IF bEnable AND bRequest THEN
        // если значение опустилось слишком низко - включаем первый агрегат
        // и не ждём значительного снижения до появления запроса от интегрального критерия
        IF (nAmount = 0) AND (rPV <= rSP - rSP_DeltaOn) THEN
            nAmount := 1;
        END_IF
        // если значение поднялось слишком высоко - отключаем все агрегаты
        // и не ждём значительного повышения до появления запроса от интенрального критерия
        IF (nAmount > 0) AND (rPV > rSP_Off) THEN
            nAmount := 0;
        END_IF
        // при входе в зону нечувствительности обнуляются интегральные критерии
        IF (rPV < rSP + rDB) AND (rPV > rSP - rDB) THEN
            rQCalcSub := 0;
            bSubRequest := FALSE;
            rQCalcAdd := 0;
            bAddRequest := FALSE;
            bCalcEn := TRUE;
        END_IF
        // вычисление интегрального критерия
        IF bCalcEn THEN
            // запрос - по возможности добавить количество работающих агрегатов
            IF (rPV <= rSP - rDB) THEN
                // обнуление интеграла противоположного направления
                rQCalcSub := 0;
                bSubRequest := FALSE;
                // вычисление интегрального критерия
                rQCalcAdd := rQCalcAdd + (rSP - rDB - rPV) * rTimeDelta;
                bAddRequest := (rQCalcAdd >= rQAdd);
                // ограничение вычислений от переполнения
                IF bAddRequest THEN
                    rQCalcAdd := rQAdd;
                END_IF
            END_IF
            // запрос - по возможности сократить количество работающих агрегатов
            IF (rPV >= rSP + rDB) THEN
                // обнуление интеграла противоположного направления
                rQCalcAdd := 0;
                bAddRequest := FALSE;
                // вычисление интегрального критерия
                rQCalcSub := rQCalcSub + (rPV - rSP - rDB) * rTimeDelta;
                bSubRequest := (rQCalcSub >= rQSub);
                // ограничение вычислений от переполнения
                IF bSubRequest THEN
                    rQCalcSub := rQSub;
                END_IF
            END_IF
        END_IF
        IF nAmount > nMax THEN
            nAmount := nMax;
            nAmountPrevious := nMax;
        END_IF
        // если есть запрос и возможность увеличения количества - увеличиваем
        IF (nAmount < nMax) AND bAddRequest THEN
            bAddRequest := FALSE;
            rQCalcAdd := 0;
            bCalcEn := FALSE;
            nAmount := nAmount + 1;
        END_IF
        // если есть запрос и возможность уменьшения количества - уменьшаем
        IF (nAmount > 0) AND bSubRequest THEN
            bSubRequest := FALSE;
            rQCalcSub := 0;
            bCalcEn := FALSE;
            nAmount := nAmount - 1;
        END_IF
        // если интегрирование запрещено - значит выполняется какой-то отсчёт
        // поверяем его завершение
        IF NOT bCalcEn THEN
            nTimeCount := nTimeCount + nTimeDelta;
            IF (rPV <= rSP - rDB) AND (nTimeCount >= nDelayAdd * 1000) THEN
                bCalcEn := TRUE;
            END_IF
            IF (rPv >= rSP + rDB) AND (nTimeCount >= nDelaySub * 1000) THEN
                bCalcEn := TRUE;
            END_IF
        ELSE
            // если количество агрегатов изменилось, то делаем паузу в вычислениях
            bCalcEn := (nAmount = nAmountPrevious);
            nTimeCount := 0;
        END_IF
    ELSE
        // при запрете работы или отключении регулирования
        nAmount := 0;
        bCalcEn := FALSE;
    END_IF
    nAmountPrevious := nAmount;
END_FUNCTION_BLOCK

И пример использования
Там же упрощённый каскадный регулятор - по сетке уставок включает всё меньше насосов последовательно с каждым увеличивающимся диапазоном.


Проверял только в эмуляции. Может ещё и не все ошибки выловил.