Automatinė kaitlentės valdymo sistema (HPACS): 3 žingsniai

2024 Autorius: John Day | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2024-01-30 10:44

Šio projekto tikslas yra suteikti paprastą intuityvų būdą suprasti, kaip atlikti automatinį PID derinimą naudojant šildytuvą. Tai, ką aš sukūriau, grindžiama Åström – Hägglund metodu, pagal kurį išvedami parametrai, naudojant „bang-bang“valdymą, kad būtų atskleistos sistemos charakteristikos, ir sekančiai parinkti parametrus, remiantis šiomis žiniomis. Jame nėra nieko slapto, o informaciją rasite čia: https://en.wikipedia.org/wiki/PID_controller#Loop… Ir apie parametrų pasirinkimą galite šiek tiek pasiskaityti čia: https://en.wikipedia.org/ wiki/PID_controller#kilpa …

Kad būtų malonu, pridedama „Nextion 3.2“HMI sąsaja, skirta vartotojui įvesti ir rodyti įvairius kintamuosius realiuoju laiku. BET taip pat sukūriau bibliotekos serijinio terminalo versiją, todėl projektas tapo pigesnis!

Tikroji istorija yra ta, kad iš dalies aš pažadėjau savo tėvui, kad jis kontroliuoja bičių vaško temperatūrą, iš dalies norėjau atnaujinti savo pagrindinę valdymo teoriją ir galiausiai norėjau pažvelgti į automatinį PID valdiklių derinimą. Iš šono taip pat pavyko jį panaudoti „Sous Vide“gaminant gražius kepsnius ir „Bearnaise“padažą kaip bandymo dalį!

ĮSPĖJIMAS

Čia dirbu su 230 V įtampa, o tai yra pavojinga, jei nežinote, ką darote! Esu elektrikas ir elektronikos inžinierius, todėl turiu šiek tiek patirties - tačiau NEDIRBKITE su 230 V įtampa, jei jums tai nepatogu ir labai atsargiai nelieskite įtampos turinčių laidų! Be to, saugokitės pigių SS relių dėl galimo gaisro pavojaus, nes tai matė kai kurie žmonės (nors ne aš).

Prekės

• Pigi WASCO kaitlentė (gali būti geresnė, pvz., „Ikea“indukcinė plokštė)
• Pigi SS relė
• Dalaso vieno laido temperatūros jutiklis
• Arduino Mega
• (Neprivaloma) „Nextion“3.2 colio HMI sąsaja/ekranas
• 5 V maitinimo šaltinis „Arduino“

1 žingsnis: Surinkimas

Aš sukūriau tik korpusą projekto HMI versijai, nes būtent tai ir panaudojau. Taigi, aš padariau korpusą relėms, HMI ir „Arduino“. Aš taip pat padariau spaustuką temperatūros jutikliui tik todėl, kad galėjau…

2 žingsnis: kodavimas

Visą HMI ir „Arduino“kodą galite rasti mano projekto „Git“repo.

Daug komentavau kode, kad būtų lengviau skaityti ir suprasti. Bet iš esmės aš sukūriau tikrai lėtą PWM kaitlentėje ir laikmačio pertrauką būsenos mašinai/valdymui, ir tai tikrai yra.

Tada, žinoma, yra derinimo rutina ir pats valdymas + HMI arba nuosekli sąsaja …

Aš darau tai, ko nesu didelis šio kodo gerbėjas, tai yra naudoti serijinį spausdinimą laikmačio pertraukoje. Serijinis spausdinimas užima daug laiko ir jo tikrai reikėtų vengti pertraukiant laikmatį …

Derinimas veikia taip:

1. Nustatykite PWM darbo ciklą į 40%
2. Palaukite, kol pasieks nustatytą temperatūrą
3. Nustatykite PWM darbo ciklą į 0%
4. Palaukite, kol temperatūra nukris žemiau nustatytos vertės
5. Kartokite 1-4 veiksmą, kol pvz. Matomi 3 periodai, kurių laikas ir amplitudė yra beveik vienodi
6. Apskaičiuokite PID parametrus pagal aukščiau pateiktą

Gana paprasta;)

3 žingsnis: bandymas

Dabar, kai kodavimas baigtas, atėjo laikas bandymams. Ankstesniame skyriuje grafiškai parodžiau derinimą iš bandymo - taigi, tai nėra daug ką pasakyti. Tačiau čia pateikiami keli bandymai, naudojant gautus parametrus.