PID контролер за отопление (охлаждане) UPD - свят на електроника

Налице е необходимост да се създаде регулатор PID за охладител, базиран на модул Пелтие. За удобство, това е разработен достатъчно гъвкав PID контролер, който е в състояние да работи както в режим на охлаждане и режим на нагряване. За да се приложи микроконтролер AVR Atmega328P (само, че е в Arduino UNO) е бил избран. Всичко, монтираните на breadboard, програмата е написано в AVRStudio4.

Шофиране устройство за индикация на състоянието на използване 16x2 LCD дисплей 4 и бутони за настройка на параметрите, два температурни сензори за измерване на един DS18B20 контрол на температурата обект и един за измерване на температурата на околната среда.

Контролиран отопление / охлаждане се извършва с PWM сигнал, в този случай се прилага 8-битов таймер на броя на стъпките за контрол се ограничава в рамките на 0-255. Това налага някои ограничения по отношение на точността на регулатора, както и настройка на коефициентите на контролните звена.

Тук е контролното табло с бодикит.

Завъртане на ключа се случва веднага след изключване на захранването.

Промяната на настройките могат да бъдат направени в основния екран по време на оперативни бутони «UP" и "DOWN» задание ще се промени бавно (защото на избирателната DS18B20 два сензора). Опън промяна задание от -55 градуса до 125 с нарастване от 0,1 градуса.

- Най-лявата показва температурата на обекта (на =)

- Долен ляв показва външната температура (= ST)

- Горе вдясно Настройката се показва (в този случай 0,0 ° С)

- Долна полето се показва процента на PWM изход от 0 до 100% (изход)

За да се премине към режим на настройка на параметъра задръжте натиснат бутона «ПРАВО». Настройки се превъртат в кръг с достъп до основния екран с помощта на «ПРАВИЛНИТЕ» бутоните «НАЛЯВО».

1. Параграф настройки "Настройката на режима"

- Контролерът PID може да работи в режим на охлаждане или в режим на отопление.

Превключването между режимите чрез натискане на «UP» бутоните и «НАДОЛУ».

2. Вторият параграф на определяне на температурата установените стойности

3. настройките Третата точка "Регулиране на коефициента P»

4. четвърти настройките параграф "Регулиране коефициент I»

5. Пето настройките на параграфите, "Регулиране на коефициента D»

6. шеста позиция "гладко ускорение"

- При избирането на "Не", контролерът PID работи в нормален режим за себе си, то тогава има бърз достъп до настройките и задържането му.

- При избирането на "Да", настройката се увеличава на стъпки (20 стъпки от 1 минута).

При достигане на контролера заданието PID работи нормално

Контролерът на PID трябва да бъде конфигуриран на базата на най-горния запис "плавно ускорение"

- ако не е гладка ускорение, контролерът е конфигуриран както обикновено.

- Ако плавно ускорение е, администраторът трябва да бъде конфигуриран да е малка стъпка. Това означава, че при определянето на -3.0 ° С и текущата температура на 23.3 стъпка ° С ще бъде (23.3 ° С + 3,0 ° С) / 20 = 1.315 ° С. С тази стъпка се препоръчва да регулирате настройките на регулатора, като я настроите при 21 ° С текущата температура 23.3 C ° (при създаването на плитка стъпка в режим плавно ускорение на регулатора ще работи по-гладко, вибрации, ще бъдат по-малки).

Накратко за изпълнението на PID в програмата за микроконтролер:

За да работите с модул Пелтие определяне на деривативния компонент е необходим, процесът е много бърз

DIY PID не е толкова трудно, но правото да го настроя е сериозен въпрос. Има много методи за настройка на ПИД регулатори като чисто теоретична и теоретично-практически. Ние считаме, че чисто практически подход, това ще гарантира правилната работа на контролера PID в системата, където се извършва настройка.

За да започнете, преди да е необходимо да се разбере процеса на прилагане на регламента. Тъй като ние сме използва за изчисляване на манипулирани схема променлива разлика, ние го разгледа по-подробно.

E (п) = Т (п) - T0 (п) - остатъчен несъответствие система.

Кр, Ki, Kd-амплификация фактори пропорционална интегриране и диференциране контрол компоненти съответно.

п - номер на пробата.

U (п-1) - предишна експозиция.

Помислете за въздействието на всеки един от 3-те компонента поотделно.

Въз основа на формула, можем да видим, че P компонент ще има голямо влияние върху система с бързи промени в остатъците. Колкото по-голям действителната несъответствието е различно от миналото, толкова по-голямо влияние върху формирането на експозицията P. На първо място, в момент, когато последният от остатъка още, че е, Е (п-1) = 0, Р компонент ще дегенерира до, форма P = Кр * е (п) съответно, и ще образуват първия импулс в системата.

Аз зависи от остатъчен ток, и е проектиран, за да приберете остатъчен дисбаланс в системата.

D компонент трябва да се изгладят контрол на емисиите, по-специално с оглед на неговото забавяне при отговор контрол. (Тъй като в този случай регулиране проба Не проба по време на трудни времена, забавянето в системата винаги ще бъде, освен това, че е в много отношения зависи от конкретната система).

Първо Кр се регулира с Ki = Kd = 0 и 0

Пропорционално регулатор винаги ще държи температурата под предварително определено (Кр по-малко от по-голяма разминаване в системата).

Важно е да се разбере физическите ограничения на контролера, като използвахме контрол PWM със съотношение митото от 0 до 255, трептенията ще се спазват по всяко време, както сме ограничени корекции стъпка размер, но в стабилно състояние, колебания, няма да бъдат значителни.

Tzad - зададената температура (зададена точка)

Тук е необходимо да се разбере дали системата е разрешено, надвишени и каква скорост да се създаде точка е необходимо.

1 - Kp коефициент е прекалено големи колебания се наблюдават в системата.

3 - коефициент Кр е близо до оптимално, ако се оставя да се надхвърлят.

4 - фактор Кр е близо до оптимално, ако не се оставя да се надхвърлят.

5 - коефициент Kp е твърде малък, изход от настройката затегнати.

След установяване на Kp използване Kd, ние ще го конфигурирате с Ki = 0, ако Kd не се използва, се процедира, за да изберете Ки.

Kd се увеличава постепенно, за да се получи преходно отговор на формуляра 2.

След установяване на Kd се процедира, за да изберете Ки.

След определяне Кр и Kd се получава функция 1, където може да се види, че задържа температурата е под комплекта. За да се сведе до минимум краен остатъчен използването и суми.

2 - коефициент Ki е твърде малък, изход от настройката затегнати.

3 - Ki близо до оптималното съотношение.

4 - Ки фактор е твърде голям, превишаване в системата.

И в крайна сметка след няколко снимки с различни версии на настройките на PID:

ВАЖНО: В този случай, графики са показани за режим на отопление, всички аргументи са приложими към режим на охлаждане, трябва да се показва вертикално огледално по отношение на линия T задника с графика.

Новата версия се очаква да се добави:

1. Предаването на данни USART (способността да се наблюдава от разстояние PID +, за да регулирате силата на заданието)

2. Уверете се, обичай редица стъпки.

3. Уверете се конфигурира време стъпка (1 мин до 60 мин)

4. Използване на таймер / брояч 0x03FF (повишаване на точността на контрол 4 пъти)

5. Направете strarte / стоп чрез натискане на бутоните "UP" / "DOWN" на главния екран

6. Въведете "Автостарт", когато се прилага енергия (отделен елемент от менюто)

Фърмуерът + EEPROM за дисплеи с български символи pid_v_1_1_ru.rar [6,7 Kb] (Count: 63)

Фърмуерът + EEPROM за дисплеи с английските pid_v_1_1_en.rar [6,54 Kb] (Count: 146)