Sterowanie grzałkami 3x1500W z ATmega16 i PID - czy wykrywanie zera jest konieczne?

Question

Witam Mam za zadanie zrobić regulator temperatury wody, taki bojler. Z tym, że ciecz w zbiorniku (ok. 50l) ma stabilnie trzymać temperaturę, powiedzmy 60 stopni. Jak wiadomo grzałka jest obiektem inercyjnym z opóźnieniem, a woda ma dużą bezwładność. W związku z tym wybrałem algorytm PID do...

al777 · Answer

Moim zdaniem nie jest ważne. To co widywałem w temacie sterowania grupowego nie miało detekcji zera. Gdybym to ja robił ten układ, zastosowałbym optotriaki MOC3041, które mają wbudowany układ detekcji zera (włącza triak w momencie przejścia przez zero napięcia na jego końcówkach, więcej jest w nocie aplikacyjnej).

Myrek1 · Answer

Nie jestem entuzjastą stosowania optotriaka z wykrywaniem zera. Przez to sterowanie będzie mniej precyzyjne. Dlatego, że np. uC załaczy optotriaka na górze sinusa a optotriak z opóźnieniem w zerze. A wyłaczenie nastąpi już na górce sinusa, czyli traci się w tym przypadku 1/4 okresu. W najgorszym przypadku można w ten sposób przeoczyć prawie 1/2 okresu.

Czy w ogóle trzeba załączać triaka w zerze? Nie można w dowolnym momencie przy sterowaniu grupowym?

Przeglądałem EP. Jest tam podobny do mojego projekt sterownika PID ze sterowaniem grupowym. I jest tam układ detekcji. Po co go autor stosował, skoro nie jest aż tak ważny?

al777 · Answer

Sterowanie grupowe z nazwy steruje grupami (i to przeważnie dużymi - min. kilkanaście okresów) przebiegu zmiennego. Niedokładność załączenia rzędu nawet 60 stopni (1/6 okresu) przy grupie liczącej powiedzmy 20 cykli (0,4 s dla napięcia sieci 50Hz) daje błąd 0,33% - czy to dużo ?
A element z przełączaniem w zerze zaproponowałem z innego powodu - niejako automatycznie eliminuje udary prądowe, które wystąpią bez niego, jeśli "trafisz" z włączeniem w szczyt sinusoidy - pomyślałeś o tym ?

[edit]
Układy z EP prezentują całą gamę "jakości" - od całkiem pomysłowych, do totalnego dna. Wiele z nich wygląda na "posklejane" z kilku innych układów (przynajmniej takie odnoszę wrażenie), a autorowi nie zawsze chce się dociekać, co można odrzucić łącząc dwa pomysły.
Może podaj co to był za artykuł - jeśli go znajdę, może domyślę się po co tam układ detekcji zera (lub coś, co na niego wygląda).
Aha - są też regulatory grupowo-fazowe. Może ten twój to właśnie taki ?

Myrek1 · Answer

EP wiem jak jest, ale ten projekt został zaprezentowany przez człowieka, którego cenię: Pana Lucjana Bryndzę. Człowiek wie o czym pisze, dlatego zastanawiam się po co ten układ detekcji zera.

To ten projekt: http://sklep.avt.pl/p/pl/481934/regulator+temperatury+pid+z+modbus.html

A jak to się ma do sterowania 3 grzałkami?
Czy wystarczą te optotriaki z załączaniem w zerze, żeby odpowiednio dobrze utrzymywać temperaturę wody (40l) za pomocą trzech grzałek 1500W połączonych w gwiazdę?

I czy zrobić sterowanie osobno dla każdego optotriaka (razem będą 3 do 3 triaków) czy razem połączyć je pod jedną końcówkę uC?

Pisanie postu pod postem.
Należy używać przycisku ZMIEŃ.
Scaliłem dwa posty. [hefid]

hefid · Answer

Przeniosłem z: Automatyka Robotyka na życzenie Myrek1

al777 · Answer

A może by go tak ... zapytać ? Kto będzie lepiej wiedział niż autor, szczególnie że projekt nie jest OpenSource i do źródeł nie zajrzymy. Niestety nie ma tam schematu, więc dalej nie mam dostatecznych informacji żeby coś wywnioskować. Po twoim dorobku punktowym widzę że nie jesteś nowicjuszem, więc dziwię się pytaniu. Masz pojemność zbiornika, znasz ciepło właściwe wody (było na fizyce w szkole), moc grzałki też (domyślam się że to miało być 1500W, a nie 1500V). Załóż sobie że sterujesz grupą 20 okresów (0.4s) i policz jaki będziesz miał skok temperatury w odpowiedzi na najmniejsze podgrzanie - na podstawie tego ocenisz dokładność sterowania i ewentualne przeregulowanie i porównasz ze swoimi oczekiwaniami (których - nota bene - nie podałeś tutaj). Aha, założyłem najprostszą (dla mnie ) metodę realizacji sterowania grupowego - ze stałym czasem trwania grupy. Są oczywiście inne. W sumie można połączyć razem. I tak przecież sterujesz grupą wielokrotnie dłuższą niż okres przebiegu. Ale jeśli masz wolne piny w mikrokontrolerze - daj na oddzielne. Łatwiej zmieniać program niż płytkę.

Chris_W · Answer

Odradzam stosowanie 3x1500W - na 40l wody. Zmiany temperatury będą za szybkie - duże udary prądowe - efekt szybszego podgrzewania - jest mniej istotny w ogrzewaczach pojemnościowych. Wystarczy ci spokojnie jedna grzałka - zwykle takie bojlery mają 1 grzałke w tych granicach mocy.

Myrek1 · Answer

Są źródła tu: Schemat jest prosty, to tylko uC, wyświetlacz 7-segmentowy, triak, optotriak i układ wykrywania zera - steruje przerwanoiem uC. Nie jestem, ale tego nigdy nie robiłem, dlatego wole zapytać od zera. Lepiej pytać niż dochodzić do błędu godzinami, szczególnie jak czas mnie goni. Do tego nigdy nie zajmowałem się regulacją temperatury cieczy. Po co to liczyć? Po to jest regulator PID (z samostrojeniem), żeby ładnie to wysterował. Oczekiwania mam takie jak w projekcie z EP, czyli ±1s. Pomyślałem na tym tak, żeby zrobić układ wykrywania dla jednej fazy a dwie pozostałe załączać od razu z pierwszą fazą. Z tym, że na tych dwóch fazach zastosować już optotriaki z wykrywaniem zera. Tak chyba będzie najlepiej. Tak, ale osoba, która zleciła mi wykonanie regulatora mówi, że 3 grzałki są lepsze, bo jedna częściej się przepala. Choć jak tak myślę, to przecież przy regulacji rzędu ±1s za dużo będą trzy grzałki. Może do tej pory miał histereze 10stopni i trzy grzałki były dobrym rozwiązaniem. Co o tym myślicie?

Sterowanie grzałkami 3x1500W z ATmega16 i PID - czy wykrywanie zera jest konieczne?

Post #1

Post #2

Post #3

Post #4

Post #5

Post #6

Post #7

Post #8

Post #9

Podsumowanie tematu