導圧管の長さ（距離）による圧力（差圧）伝播の遅れ…

Question

導圧管の長さ（距離）による圧力（差圧）伝播の遅れについて

エア流量のフィードバック制御を行っています。
流量計測は、オリフィス流量計の差圧を発信器で測定して行っています。
制御弁は、電動モータを用いたバタフライ弁です。

また、オリフィス流量計と差圧発信器の間は、銅パイプなどを導圧管に用いて接続しています。
今回のご質問は、この導圧管の長さに応じて測定する差圧に遅れが生じるかどうかということです。

1.現象
導圧管が長い設備(a)と、導圧管が短い設備(b)それぞれでフィードバック制御のテストを行っています。

長い設備(a)では制御が上手くいかず、エア流量の目標値SPを境にして制御弁が開いたり閉まったりして現在値PVがふらつくハンチングを起こします。
（そのためなかなか精確な測定ができず、長い間苦しんでいます。）

一方、短い設備(b)ではそのような現象は起こりません。

始めは設備に用いている送風機（ブロワ）の違いによるものかと考えましたが、どうもそれが原因ではなさそうです。
もし差圧の伝播に遅れを持っていれば、制御としてはハンチングを起こしやすくなるのではないかと考えています。

2.ご質問
導圧管が長い設備(a)では、オリフィス流量計の差圧の変化が長い導圧管をたどって差圧発信器まで伝わるのに、短い(b)より多くの時間を有すようなことがございますでしょうか。

また、長さだけではなく、導圧管の太さによってももし遅れの大小があるようでしたら合わせてご教示いただけると幸いです。

以上、よろしくお願い申し上げます。

Answer

>また、単純に考えて通常の空気状態であれば、音速(340m/秒)で進むと
>言う考えで良いと思います。

現実にはそんなに早くはなかったと思う
仮に、オリフィス出力部で０．１ｈＰａから０．２ｈＰａに瞬時に変化した場合
１０ｍくらいのキャピラリ出口では数秒後に０．２ｈＰａになったように思います
ただキャピラリ出口が圧力変化開始する時間は音速かも知れないが

入口圧力　　　　＋－－－－－－－－－－－－－－－－－－－
　　　　　　　　｜
　　　　　　　　｜
－－－－－－－－＋

出口圧力　　　　　　　　／－－－－－－－－－－－－－－－
　　　　　　　　　　　／
　　　　　　　　　　／
－－－－－－－－－／

このような関係にあったと思います
ただ、出口圧力上昇は直線ではなく所謂指数関数カーブのような曲線
この伝達遅れが問題となるのではないでしょうか？

一次遅れ要素と時定数
http://www.m-system.co.jp/mstoday/plan/mame/b_control/9702/index.html

>2.ご質問
>導圧管が長い設備(a)では、オリフィス流量計の差圧の変化が長い導圧管をたどって差圧発信器まで伝わるのに、
ネット検索しても到達速度は見つかりません
それほど困難な事でもないと思うので
この応答遅れ時間を実測してその結果をココに無償公開して頂ければ幸いです
出来れば　配管計と長さを色々のパターンでの組み合わせで

Answer

導圧管の短い設備と導圧管の長い設備での設備の規模や構造が異なって
いるとしますと、流量を制御している調節計のP動作(比例制御)、I動作
(積分制御)の値を各設備ごとに相応し値に調節する必要があると思います。
この値はそれぞれ、どのように設定してあるのでしょうか?

調節計を使用したフィードバック制御ですと、調節計のP動作、I動作
の値を調節する必要があり、運転状態を見ながらPIを適切な値にして
希望する応答特性が得られると考えます。

また、単純に考えて通常の空気状態であれば、音速(340m/秒)で進むと
言う考えで良いと思います。
[音＝空気の振動(疎密)＝気圧の変化]の考えです。いかがでしょうか?

導圧管の長さによる圧力伝播の遅れとは？