Sistem Kawalan Automatik Plat Panas (HPACS): 3 Langkah

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2024-01-30 11:07

Projek ini bertujuan menyediakan cara intuitif yang mudah untuk memahami bagaimana melakukan penalaan PID automatik menggunakan pemanas. Apa yang saya buat adalah berdasarkan kaedah Åström – Hägglund untuk memperoleh parameter menggunakan kawalan bang-bang untuk mendedahkan ciri sistem dan kemudian memilih parameter berdasarkan pengetahuan ini. Tidak ada rahsia untuknya dan maklumat boleh didapati di sini: https://en.wikipedia.org/wiki/PID_controller#Loop… Dan untuk memilih parameter, anda boleh membaca sedikit di sini: https://en.wikipedia.org/ wiki / PID_controller # Gelung…

Untuk menjadikannya bagus, antaramuka Nextion 3.2 HMI ditambahkan untuk input pengguna dan memaparkan pemboleh ubah yang berbeza secara real-time. TAPI saya juga membuat versi perpustakaan Serial terminal yang menjadikan projek lebih murah!

Kisah latar belakang sebenarnya ialah sebahagiannya saya berjanji kepada ayah saya untuk membuat kawalan suhu untuk mencairkan lilin lebah, sebahagiannya saya ingin menyegarkan semula teori kawalan asas saya dan akhirnya saya ingin melihat penalaan automatik pengawal PID. Di sisi saya juga berjaya menggunakannya untuk Sous Vide membuat stik dan sos Bearnaise yang bagus sebagai sebahagian daripada ujian!

AMARAN

Saya bekerja dengan 230 V di sini yang berbahaya jika anda tidak tahu apa yang anda lakukan! Saya adalah jurutera juruelektrik dan elektronik jadi saya mempunyai beberapa pengalaman di sini - tetapi JANGAN bekerja dengan 230 V jika anda tidak selesa dengannya dan berhati-hati untuk tidak menyentuh wayar langsung! Juga, berhati-hatilah dengan relay SS yang murah berkenaan dengan kemungkinan bahaya kebakaran kerana ini telah dilihat oleh beberapa orang (bukan oleh saya).

Bekalan

• Plat Panas WASCO yang murah (boleh menjadi yang lebih baik - mis. Plat induksi Ikea)
• Relay SS yang murah
• Sensor suhu onewire Dallas
• Mega Arduino
• (Pilihan) Antara muka / paparan HMI 3.2 "Nextion
• Bekalan kuasa 5V untuk Arduino

Langkah 1: Perhimpunan

Saya hanya membina kandang untuk versi versi HMI kerana inilah yang akhirnya saya gunakan. Oleh itu, saya membuat kandang untuk memasang relay, HMI dan Arduino. Saya juga membuat penjepit untuk sensor suhu hanya kerana saya dapat…

Langkah 2: Pengekodan

Semua kod untuk HMI dan Arduino boleh didapati di repo Git saya untuk projek ini.

Saya banyak memberi komen dalam kod untuk menjadikannya lebih mudah dibaca dan difahami. Tetapi pada dasarnya saya menyediakan PWM yang sangat perlahan untuk hot-plate dan pemasa mengganggu untuk mesin / kawalan keadaan dan itu betul-betul.

Maka tentu ada rutin penalaan dan kawalan itu sendiri + antara muka HMI atau Serial …

Saya melakukan sesuatu yang saya tidak gemar dalam kod ini, dan itu adalah dengan menggunakan cetakan bersiri dalam gangguan pemasa. Cetakan bersiri memerlukan banyak masa dan harus dielakkan sekiranya gangguan pemasa…

Penalaan berfungsi seperti berikut:

1. Tetapkan kitaran tugas PWM kepada 40%
2. Tunggu sehingga suhu setpoint tercapai
3. Tetapkan kitaran tugas PWM ke 0%
4. Tunggu sehingga suhu berada di bawah setpoint
5. Ulangi langkah 1-4 sehingga mis. 3 tempoh dengan masa dan amplitud yang hampir sama dilihat
6. Hitung paraemters untuk PID berdasarkan perkara di atas

Cukup sederhana;)

Langkah 3: Menguji

Sekarang pengekodan sudah selesai untuk ujian. Pada bahagian sebelumnya saya menunjukkan penalaan secara grafik dari ujian - jadi untuk itu tidak banyak yang perlu dibahaskan. Tetapi beberapa ujian menggunakan parameter yang diperoleh ditunjukkan di sini.