Mainit na Plate na Awtomatikong Control System (HPACS): 3 Mga Hakbang

2024 May -akda: John Day | [email protected]. Huling binago: 2024-01-30 13:10

Nilalayon ng proyektong ito na magbigay ng isang simpleng madaling maunawaan na paraan ng pag-unawa kung paano gawin ang Awtomatikong PID na pag-tune gamit ang isang heater. Ang ginawa ko ay batay sa pamamaraang Åström – Hägglund para sa pagkuha ng mga parameter gamit ang bang-bang control upang ipakita ang mga katangian ng system at pagkatapos ay pumili ng mga parameter batay sa kaalamang ito. Walang lihim dito at maaaring makita ang impormasyon dito: https://en.wikipedia.org/wiki/PID_controller#Loop… At para sa pagpili ng mga parameter maaari kang mabasa nang kaunti dito: https://en.wikipedia.org/ wiki / PID_controller # Loop…

Upang gawing maganda ang isang Nextion 3.2 interface ng HMI ay idinagdag para sa pag-input ng gumagamit at pagpapakita ng iba't ibang mga variable na real-time. NGUNIT gumawa din ako ng isang Serial na bersyon ng terminal ng library na ginagawang mas mura ang proyekto!

Ang tunay na kwento sa background ay bahagyang ipinangako ko sa aking ama na gumawa ng isang kontrol sa temperatura para sa natutunaw na mga bees wax, bahagyang nais kong i-refresh ang aking pangunahing teorya sa kontrol at sa wakas nais kong tingnan ang awtomatikong pag-tune ng mga taga-kontrol ng PID. Sa gilid nagawa ko rin itong gamitin para sa Sous Vide na gumagawa ng magagandang steak at Bearnaise sauce bilang bahagi ng pagsubok!

BABALA

Nagtatrabaho ako kasama ang 230 V dito na mapanganib kung hindi mo alam kung ano ang iyong ginagawa! Ako ay isang elektrisyan at electronics engineer kaya mayroon akong karanasan dito - ngunit HUWAG gumana sa 230 V kung hindi ka komportable dito at mag-ingat nang mabuti na huwag hawakan ang mga live na wires! Gayundin, mag-ingat sa mga murang SS-relay patungkol sa posibleng panganib sa sunog dahil ito ay nakita ng ilang mga tao (hindi sa akin bagaman).

Mga gamit

• Isang murang WASCO Hot Plate (maaaring maging isang mas mahusay - hal. Isang plaka ng inde ng Ikea)
• Isang murang SS-relay
• Isang sensor ng temperatura ng onewire ng Dallas
• Isang Arduino Mega
• (Opsyonal) Isang Nextion 3.2 "interface / display ng HMI
• 5V power supply para sa Arduino

Hakbang 1: Assembly

Nagtayo lamang ako ng isang enclosure para sa bersyon ng HMI ng proyekto dahil ito ang natapos kong gamitin. Kaya, gumawa ako ng isang enclosure para sa angkop na relay, HMI at Arduino. Gumawa din ako ng clamp para sa sensor ng temperatura dahil lang sa…

Hakbang 2: Pag-coding

Ang lahat ng code para sa HMI at Arduino ay magagamit sa aking Git repo para sa proyekto.

Marami akong nagkomento sa code upang subukang gawing mas madaling basahin at maunawaan. Ngunit mahalagang nag-set up ako ng isang talagang mabagal na PWM para sa hot-plate at isang timer na nakakagambala para sa state-machine / control at iyon talaga.

Pagkatapos mayroong syempre ang gawain sa pag-tune at ang kontrol mismo + HMI o Serial interface …

Gumagawa ako ng isang bagay na hindi ako isang malaking tagahanga ng sa code na ito, at iyon ay ang paggamit ng serial print sa isang timer makagambala. Ang serial print ay tumatagal ng maraming oras at dapat talagang iwasan sa isang timer makagambala …

Gumagana ang pag-tune tulad ng sumusunod:

1. Itakda ang PWM duty cycle sa 40%
2. Maghintay hanggang sa maabot ang temperatura ng setpoint
3. Itakda ang ikot ng tungkulin ng PWM sa 0%
4. Maghintay hanggang sa ang temperatura ay nasa ibaba ng setpoint
5. Ulitin ang hakbang 1-4 hanggang hal. 3 mga panahon na may halos parehong oras at amplitude ang nakikita
6. Kalkulahin ang mga paraemter para sa PID batay sa itaas

Simple lang;)

Hakbang 3: Pagsubok

Ngayon na ang pag-coding ay tapos na sa oras nito para sa pagsubok. Sa dating seksyon ipinakita ko ang pag-tune nang grapiko mula sa isang pagsubok - kaya't para doon wala nang natitirang masabi. Ngunit ang isang pares ng mga pagsubok gamit ang nakuha na mga parameter ay ipinakita dito.