PID-temperatuurregelaar, weet u hoe u deze moet maken?

PID- of proportionele integrale afgeleide (PID) -controller wordt gebruikt bij het regelen van druk, stroom, andere procesvariabelen en, meer nog, temperatuur. Het doel van een proportionele integrale afgeleide regelaar is om de terugkoppeling af te dwingen met een bepaald setpoint op basis van een temperatuurinstelling. PID-temperatuurregelaars worden vooral veel gebruikt in systemen die snel reageren op veranderingen in het proces die energie toevoegen. Dit is zeer nuttig in systemen met constante belastingveranderingen en bestaat uit een enigszins kleine massa.

Kortom, een PID-regelaar is een apparaat dat kijkt naar het setpoint en vervolgens temperaturen omzet naar het gewenste setpoint. Dus, hoe stel je je PID-temperatuurregelaar in? Wat zijn de tools, stappen en voorzorgsmaatregelen die u moet volgen? In het artikel wordt geprobeerd bijna alles te bespreken wat met de PID-temperatuurregelaar te maken heeft, van het instellen tot het benodigde gereedschap tot de te volgen stappen, om er maar een paar te noemen.

Werkingsprincipe PID-temperatuurregelaar

Om het werkingsprincipe achter een PID-temperatuurregelaar goed te begrijpen, moet u mogelijk het onderstaande diagram zorgvuldig bekijken.

Dus, wat is hier aan de hand? Het Setpoint (SP) is de gewenste waarde die het hele proces moet opleveren. Neem aan dat het temperatuurregelsysteem in uw huis een setpoint van 22°C heeft;

Dus als je wilt dat het hele proces een constante temperatuur van bijna 22°C of iets heel dichtbij dat creëert. Dit is het punt waarop de PID-temperatuurregelaar van pas komt. De PID-regelaar houdt rekening met het setpoint en vergelijkt dit vervolgens met de werkelijke waarde van de procesvariabele (PV).

Terug in je huis kijkt een PID-controller dan naar de huidige waarde van de kamertemperatuur en ziet hoe ver of dicht bij 22°C. Als het setpoint (SP) en de procesvariabele (PV) hetzelfde zijn, dan hoeft uw regelaar als zodanig niets te doen. Maar als er een verschil is tussen de twee waarden, betekent dit dat er een fout is opgetreden die moet worden gecorrigeerd.

Terug in uw huis kan de fout die moet worden gecorrigeerd, koeling of verwarming zijn, en dit hangt af van of de PV-waarde hoger of lager is dan de SP. Als de temperatuur laag is, pikt de sensor de lagere temperatuur op en voert deze door naar de controller. De controller ziet dan de "fout in temperatuur" en probeert deze te corrigeren of om te zetten naar het gewenste bereik. Als een storing (stijging/daling van temperatuur) het systeem opnieuw treft, treedt de controller opnieuw in werking. Zo simpel is het.

Uw PID-hulpmiddelen en benodigde materialen instellen

Ben je van plan om zelf een PID-temperatuurregelaar in te stellen? Zo ja, dan zijn er enkele gereedschappen en materialen die u moet hebben. Door het gebruik van de verkeerde of ondermaatse gereedschappen en materialen, bent u verzekerd van een PID-temperatuurregelaar waarvan de functionaliteit onaangenaam zal zijn. De juiste tools en soorten apparatuur zijn nodig om een ​​PID-temperatuurregelaar te maken die temperaturen omzet of instelt op het gewenste setpoint.

Het volgende is het gereedschap dat je nodig hebt als je zelf een PID-temperatuurregelaar wilt instellen:

• Soldeerbout, fluxpincet en soldeerdraad
• Een freesmachine
• Een lasersnijder
• FTDI seriële TTL-232 USB-kabel
• Multimeter (zowel voltmeter als ohmmeter)

De eerste stap naar het hebben van uw PID-temperatuurregelaar is door ervoor te zorgen dat u alle bovenstaande gereedschappen in uw bezit heeft.

·Materialen

Afgezien van de gereedschappen, vormen de volgende materialen de combinatie die u ook nodig hebt:

• Enkelzijdige bakelieten koperen plaat (het is goed om een ​​60*35 mm te gebruiken)
• Attiny 45-microcontroller
• Solid-state relais
• 1N4004-diodes
• Nagellak
• Condensatoren (bij voorkeur SMT 0603 Adafruit boek)
• ac-dc transformator (bij voorkeur 230V-9V)
• Transistor
• Operationele versterker
• Spanningsregelaar

De controller programmeren

Het programmeren van een PID-temperatuurregelaar met als enig doel ervoor te zorgen dat deze zijn rol bereikt, is op zich geen ingewikkeld proces. Het enige dat u nodig hebt, is de juiste software en u kunt aan de slag. Er zijn veel softwarepakketten waarop je kunt vertrouwen, hoewel de PID-tuner de beste lijkt.

Daar zijn een paar redenen voor. PID Tuner-software vereenvoudigt bijvoorbeeld het proces van het draaien van verschillende individuele lussen door oscillaties te verminderen en de bandbreedte te vergroten.

De software maakt het ook mogelijk om zijn of haar gewenste ontwerp- en prestatie-eisen te bereiken terwijl hij vrij is. PID Tuner is robuust, eenvoudig en biedt uitstekende prestaties in een breed scala aan bedrijfsomstandigheden.

Naast PID Tuner software kan men ook gebruik maken van de IJ-6 software. Dit type software maakt een veilige bewaking en controle van een groot aantal temperatuur(en) met veel gemak mogelijk.

Aanpassen aan de vereiste PID-waarde

Tuning is het proces van het veranderen van temperaturen naar de gewenste hoeveelheid(en). Helaas lijkt het afstemmen van een PID-temperatuurregelaar enigszins lastig om te weten waar te beginnen en welke richting te volgen. Er zijn drie belangrijke afstemmingsmethoden voor de PID-temperatuurregelaar. Ze omvatten handmatige afstemming, Auto-Tune en Tuning Heuristieken, zoals hieronder uitgelegd:

·Handmatige afstemming

Handmatig afstemmen wordt mogelijk door de resettijd in te stellen op de maximale waarde, terwijl de snelheid op nul blijft. Daarna moet de versterking het niveau verhogen waarin de lus begint te oscilleren met een stabiele amplitude. Corrigeer een eventuele offset, het voordeel van de PID moet worden ingesteld op de helft van de resetwaarde tijdens het aanpassen van de tijd.

·Automatisch afstemmen

Hier "leert" de PID-regelaar doorgaans hoe te reageren op eventuele wijzigingen of storingen in nauwkeurige PID-instellingen. Wanneer men kiest voor de “Auto-Tune” functie, activeert de controller direct een uitgang. Van belang om op te merken is dat de controller een instelpunt van 10 graden of hoger nodig heeft om auto-tuning te laten slagen.

·Afstemmingsheuristieken

Ook bekend als de Ziegler-Nichols-methode, is afstemmingsheuristiek een andere methode om een ​​PID-controller af te stemmen. Om dit te bereiken, moet men een integrale waarde instellen I en afgeleide D winst tot nul. De proportionele versterking P wordt vervolgens langzaam verhoogd totdat het de zogenaamde ultieme winst bereikt K_u .

Sommige dingen waar u op moet letten

Als het gaat om PID-temperatuurregelaars, zijn er een paar dingen waar u altijd goed op moet letten. Onder andere veiligheid en voorzorg zijn het belangrijkst. U moet ervoor zorgen dat u rekening houdt met specifieke voorzorgsmaatregelen, zodat u uw leven of uw naasten niet in gevaar brengt. Ten eerste, als u niet weet hoe u uw nieuw aangeschafte PID-temperatuurregelaar moet installeren, kunt u beter de hulp inroepen van een professional.

Bovendien is het essentieel om ervoor te zorgen dat u uw temperatuurregelaar aansluit volgens de richtlijn van het handboek. Zorg er ook voor dat geleidende vervuiling wordt uitgesloten van de locatie waar de controller hoort te zitten. Zorg er ten slotte voor dat er een volledige omhulling is van de vitale onderdelen van de controller.

Velden waarin PID-temperatuurregelaars kunnen worden toegepast

PID-temperatuurregelaars vinden het gebruik in verschillende toepassingen het vermelden waard. Hoewel PID-regeling worstelt met ruis, zijn ze niettemin op veel gebieden noodzakelijk. Miljoenen huizen, voertuigen en zakelijke entiteiten over de hele wereld vertrouwen op PID-temperatuurregelaars. Ze worden echter veel gebruikt in de industriële sector.

Hier zijn enkele van de alledaagse industriële toepassingen van proportionele integrale afgeleide (PID) temperatuurregelaars.

• Oventemperatuurregeling – de meeste ovens bevatten grote hoeveelheden grondstoffen onder hoge temperaturen. Ongeacht de hitte verandert de temperatuur van het materiaal niet snel. Een afgeleide term corrigeert de fout echter met een stabiel PV-signaal.

• Batchtemperatuurregeling – hier vindt de operatie plaats in een gesloten systeem waar de temperatuur tot ongewenste niveaus kan stijgen. Een PID-temperatuurregeling is nodig om alles onder controle te houden.

• Neutralisatie pH-regeling – veel industrieën zien pH als een grote uitdaging. Ze zijn bijvoorbeeld soms niet-lineair, een aspect waar veel ondernemingen mee worstelen. Hier komt een PID-temperatuurregelaar om de hoek kijken. Een PID-temperatuurregelaar neutraliseert op efficiënte wijze de pH om deze onder controle te krijgen

Samenvatting

Zoals de naam al zegt, is een PID-temperatuurregelaar een apparaat dat wordt gebruikt bij het regelen van de temperatuur. Het bestaat uit een sensor die invoer opneemt en, aan de andere kant, een uitvoer die is aangesloten op een element/apparaat zoals een verwarming of een ventilator. PID-temperatuurregelaars worden gebruikt in huizen, voertuigen en kantoren. Ze worden echter veel gebruikt in industriële besturingstoepassingen. Afstemming is nodig om de gewenste temperatuurniveaus te bereiken. Gelukkig is er meer dan een enkele manier om deze apparaten af ​​te stemmen die gebruikers kunnen gebruiken. Beter nog, er zijn een aantal softwareplatforms waarop men kan vertrouwen om de PID-temperatuurregelaar te programmeren om naar wens te functioneren. Wanneer u uw PID-temperatuurregelaar instelt, is het essentieel om ervoor te zorgen dat er rekening wordt gehouden met specifieke preventieve maatregelen. Met dergelijke voorzorgsmaatregelen verzekert u uw veiligheid en de levensduur van uw temperatuurregelaar.