Подбор PID параметров кофе-обжарочной машины

для рассчета коэфф. pid нужна мат модель объекта, которую в данном случае получить весьма проблематично.

а так то в матлабе есть автотюн, который сам подгоняет коэфф. под получение нужной реакции.

но за отстутствием модели, рекомендую сразу перейти к ручному подбору эмперически. уверен, это сильно сократит время до получения результата

Leonid Lipkin 10 мая 2021

Согласен. Что дальше?

а дальше то, что не имея мат модели рассчитывать нечего.

сидите и крутите наугад каждый коэф. других решений нет

Уважаемый специалист по МАТу - вы в тупике так как не практик.
Все проще чем кажется и по реакции можно вычислить и настроить то что нужно к тому есть необходимые приборы и графики можно наблюдать.
Для настроек есть несколько методов и простые формулы для расчета коэффициентов, но уважаемый Леонид не хочет посвящать исполнителей в то что он имеет и показать схему автоматизации которую желает настроить, не говорит кото производитель...
В этой сложной обстановке нужно помнить, что некоторые производители используют обратное отношение интегрального и дифференциального коэффициентов и если это так то наибольшее значение соответствует наименьшему то есть  все наоборот  -  поэтому без конкретной информации рекомендаций не будет.
Думаю Леонид уже все настроил сам :)))

Уважаемый Леонид
Вы молодец и Ваш подход мне нравится, но Вы упустили ряд факторов поэтому сейчас пришли к сложностям.
Пожалуйста рассмотрите вопрос теплового контакта зерен и нагревателя и/или нагревающей среды (например горячего воздуха) и учтите внутреннюю влажность зерен - в таком рассмотрении Вам будет яснее как добиться более высокого качества и будет ясно что регулировка нагревателя не является ключом к успеху, а рассматривать нужно время теплового воздействия и количество тепла передаваемого зернам кофе.
Для большей ясности у Вас кроме нагревателя есть перемешивание и именно взаимодействие температуры и времени теплового контакта ( скорость перемешивания определяет это время) будет определять количество тепла переданного зерну, качество и производительность.
Пример подобного процесса сварка металла - это взаимодействие скорости движения и сварочного тока - основная задача не перегреть металл в зоне сварки и рядом. Такая задача решается повышением тока и ускорением движения и не решается снижением тока при той же скорости движения.
УСПЕХОВ!

Leonid Lipkin 10 мая 2021

Уважаемый Олексий,

Спасибо за комплимент, но я не думаю, что я упустил, то, что Вы думаете, что я упустил ;)  Кофе-обжарочные машины предназначены для обжарки кофе, и этим все сказано. Я их не выдумываю новыми. Производительность меня не интересует: я никуда не спешу, а качество - слово, не совсем подходящее. Идет речь о вкусе дорого кофе, есть только гипотезы, как его жарить правильно. Для того, чтобы эти гипотезы проверять, нужно точно попадать в кривую заданных температур по времени. Системы управления (контроллеры) в обеих машинах основаны на PID. Есть первоначальные настройки PID по умолчанию. Я хочу их проверить, "прочувствовать",  может быть, изменить, что б подходили больше для определенного промежутка времени жарки, где имеется существенная нелинейность. Спасибо!  

Для обсуждения и решения задачи пожалуйста покажите устройство имеющихся у Вас обжарочных машин, функциональную и принципиальную схемы автоматизации технологического процесса.
С наилучшими пожеланиями!

Для решения задачи нужно понимать исходные данные продукта - размер зерна и его влажность. Есть ли у Вас такие данные?

Общая инфо

Как поддерживать стабильный уровень влажности зерна

По данным Международной Кофейной Организации (ICO), влажность зеленого зерна натуральной обработки должна быть от 8% до 11,5%, для мытой обработки — от 9% до 12,5%.

Уровень влажности зеленого зерна можно сравнивать с древесиной, для которой существует понятие «равновесная влажность». Это равновесие определяется плотностью дерева и условиями окружающей среды. Нормальная влажность древесины такая же, как у зеленого кофе — от 8% до 12%. Это связано с тем, что зеленый кофе имеет практически такую же плотность и структуру, так как состоит в основном из целлюлозной матрицы, в ячейках которой расположена органика.

Чтобы этот уровень не менялся, влажность окружающей среды при транспортировке и на складе тоже должна быть стабильной. Ее нужно контролировать и поддерживать. Идеальный уровень влажности — 55%.

Если влажность окружающей среды повышена — кофе может набрать лишнюю влагу и заплесневеть. Причем сверху зерна могут выглядеть нормально, но быть поражены грибком. Из-за этого весь мешок приходится выбрасывать. 

Если уровень влажности окружающей среды низкий — влага из зерна испаряется, а вместе с ней и часть органики, расположенной в целлюлозной структуре зерна. В этом случае снижается кислотность, так как уменьшается содержание органических кислот, и появляется вкус дерева, так как органики становится меньше.

Leonid Lipkin 10 мая 2021

Олексей, спасибо, я в курсах ;) https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9E%D0%B1%D0%B6%D0%B0%D1%80%D0%BA%D0%B0_%D0%BA%D0%BE%D1%84%D0%B5#%D0%96%D0%B0%D1%80%D0%BE%D0%B2%D0%BD%D0%B8

Устройство не играет роли. Кофе перемешивается, и нагревается от комнатной температуры до более 200Ц. по кривой, к пример, параболе. Каждую секунду замеренная температура сравнивается с заданной, результат обрабатывается PID и подается на нагревательный элемент: ТЭН, газ, NIR, что угодно. Вопрос: как настроить PID. 

РID
Р - пропорциональность - отношение величины сигнала регулирования к результирующему действию исполнительного устройства
I - интегральная составляющая определяет время задержки
D - дифференциальная составляющая определяет скорость реакции на изменение параметра регулирования.

Курс PID регулирования читается в Кембридже 2 года для инженеров высшей квалификации.

Цитата классика:
"Дилетант не тот кто не умеет, а тот кто считает что умеет."

Поэтому главный вопрос звучит так:
 Почему Вы не доверяете производителю Ваших машин и считаете что сможете самостоятельно сделать настройки лучше?

Leonid Lipkin 10 мая 2021

Почему Вы не доверяете производителю Ваших машин и считаете что сможете самостоятельно сделать настройки лучше?

Помните другую цитату: "Не мы - а вы!"...

Я считаю, что может быть, найдется кто-то, кто за оплату "это" сделает. Оба производителя позволяют перенастраивать PID, один позволяет перенастраивать его в 3 временных зонах. Определенно не надо учиться в Кембридже 2 года, для того, чтобы это уметь сделать. 

Уважаемый Леонид
Вы ожидаете того что кто-то определит без исходных данных и без каких либо данных об оборудовании коэффициенты PID регулирования?
Вы ничего не сообщили из того что я спросил.
Ваша история напоминает анекдот.

Вопрос - Петька сколько?
Мгновенный ответ - 254
Вопрос - Чего 254?
Ответ - А чего сколько?

Установите 254 и все будет супер :)))

Leonid Lipkin 10 мая 2021

Уважаемый Олексий,

Вложены файлы. 

Вот уровень проблемы: http://we.easyelectronics.ru/Theory/pid-regulyatory--dlya-chaynikov-praktikov.html

Там один интересно написал:

Здесь effect — это воздействие на объект в попугаях, условно от 0 до 100.

254...

По моему мнению диалог максимально осветил исходные данные и ожидания Заказчика.
Всем соискателям успехов.
Леониду УДАЧИ

Бонус
По Вашим графикам после вскрытия зерна происходит быстрое охлаждение за 10сек на 150˚, что приводит к увеличению запекания это приводит к снижению кислотности что возможно Вам не подходит.
Все связано с отключением нагревателя при 220˚ - это уставка защиты по верхней границе допустимой температуры , к сожалению управление нагревом у Вас просто отсутствует - это показывает график мощности который соответствует росту сопротивления при повышении температуры  - скорее всего интегральный коэффициент завышен и находится за пределами зоны регулирования.
Возможно причина в переходе на ручное управление и отключении автоматического регулирования или параметров автоматического регулирования в результате манипуляций с оборудованием без соответствующих инструкций от производителя.

УСПЕХОВ СОИСКАТЕЛЯМ.

Нет бюджета - нет ответа.