Regulátor PID

Vše co potřebujete vědět k zaregulování PID.

Plynulá regulace PID

Vše co potřebujete vědět k zaregulování PID

HW server
PID regulátor
Tento článek jsem našel na HW SERVERu a moc se mi líbil, a proto jsem ho připravil i pro Vás.
Přišly mi relevantní připomínky k tomuto článku, a proto je vkládám k daným pasážím. Děkuji!

PID regulátor není žádná novinka. Kdo má střední vzdělání, určitě o takové věci slyšel ve škole. Málokdo však má zkušenost s použitím takového regulátoru, natož s jeho nastavením.


Co je PID regulátor

Představte si, že jste regulátor a máte za úkol napustit vanu akorát po okraj. Takže přijdete do koupelny a vidíte, že vana je prázdná. Pustíte tedy vodu. A naplno, ať je to co nejdřív. Voda ve vaně přibývá a vy vidíte, že už bude plná. Kohoutek trochu přibrzdíte, protože máte strach, aby voda nepřetekla. Jenže zapomněli jste dát do vany špunt, takže hladina začne klesat. Takže zase přidáte. (Ten špunt tam nedáte, protože jste regulátor, který to neumí). A už ta vana bude plná. Uberete jen malinko. Voda začíná přetékat. Tak uberete víc. Hladina pomaloučku klesá, tak už jen malinko přidáte. Výsledek je ten, že vana je pořád plná, i když není zašpuntovaná, a stále do ní přitéká voda. Průtok vody je však nastaven tak, aby hladina nestoupala ani neklesala. Jako regulátor tedy fungujete velice dobře.

Druhý příklad, již trochu technicky, ať pochopíme, co to vlastně je PID. Regulátor má za úkol regulovat teplotu mikropáječky. Regulátor bude dodávat výkon, a aby věděl, jak velký výkon má dodávat, bude měřit teplotu. Ale ještě jednu důležitou věc regulátor musí vědět, to je teplota, na jakou má páječku roztopit. To bude tedy požadovaná teplota.


Proporcionální složka regulátoru

To je to první písmenko v názvu PID regulátoru. Regulátor odečte změřenou teplotu od požadované a rozdíl - budeme mu říkat odchylka - vynásobí konstantou. Výsledek je výkon, jakým bude páječka topit (třeba v procentech). Takže pokud bude změřená teplota o hodně nižší než požadovaná, bude výkon velký. Čím víc se bude změřená teplota blížit k požadované, tím bude výkon nižší, pokud bude změřená teplota stejná jako požadovaná, výkon bude nulový. Proporcionální složka je tedy vysvětlená. Pohrajme si nyní s nastavením proporcionální složky regulátoru. Zmínil jsem, že odchylku regulátor vynásobí konstantou. Pokud má konstanta proporcionální složky hodnotu nula, nebude tato složka fungovat. Výkon bude nulový, ať je odchylka velká, jak chce. Nastavíme konstantu na hodnotu 1. Když bude rozdíl teplot třeba 10 stupňů, výkon bude 10 procent. Nastavíme konstantu na hodnotu100. Teď z toho máme termostat. Když je změřená teplota o jeden stupeň nižší, bude topit na 100 procent, když bude odchylka nulová, nebude topit.


PID_01
 
Takto bude vypadat průběh teploty, pokud bude konstanta proporcionální složky nastavená poněkud méně, než je třeba.

PID_02
 
Takovýto průběh teploty bude mít proporcionální regulátor, pokud jeho konstanta bude nastavená asi tak dobře.

PID_03
 
Takový průběh teploty bude mít proporcionální regulátor s příliš vysokou konstantou.

Soubory: 

Stačí čistě I-regulátor

   Dobrý den, pokud Vás můžu požádat o radu, budu řešit následující úlohu. Termostat pro vysoce stabilní teplotu elektronické součástky (napěťová reference). Řetězec: teplotní čidlo – elektronika – vyhřívací element – regulovaný prostor s tepelnou kapacitou (hliníková krabička) - teplotní čidlo neboli kruh se uzavírá. Takže je tam logicky zpoždění. Cílem je co nejpřesnější regulovaná teplota, vliv okolí je minimální, celý termostat lze dobře tepelně izolovat a použití je při pokojové teplotě ± pár stupňů. Není žádný požadavek na rychlost, může to nabíhat dlouhé minuty, jenom to pak musí držet bez zákmitů a fluktuací. Usoudil jsem, že z PID regulátoru můžu derivační složku rovnou vyloučit, na žádné rychlé změny to reagovat nemusí. A protože chci minimální (nejlépe "nulovou") regulační odchylku, zdá se mi, že bych mohl vystačit s čistě integrační regulací. A otázka tedy zní, jestli je možné (vhodné) zcela vyloučit proporcionální složku, nebo jestli tam v nějaké minimální velikosti musí zůstat? Předem děkuji za odpověď.

PID regulace reflow křivky jednoploténkového vařiče

   Pracuji na domácím projektu pájení součástek pomocí jednoploténkového el. vařiče 1 000 W (220 V). Potřeboval bych poradit, jak vypočítat potřebné parametry pro PID regulaci mikroprocesorem, abych dosáhl požadované křivky teploty aproximované polynomem 7. stupně.
   Vařič budu spínat triakem v nule, vždy jedna celá vlna (20 ms) s periodou jednoho kroku 1 sekunda. Výkon bude ovládán diskrétně v násobcích 2% od 0% do 100%. Příklad, pro výkon 26% bude triak sepnut 13 vln z 50ti tj. 13 * 0,02s = 0,26s z jedné sekundy.
   Zvažuji koupi Simulinku, ale na rozdíl od návrhu analogových obvodů a programování mikroprocesorů s ním nemám vůbec žádné zkušenosti. Pomohl by mi odkaz na podobnou simulaci, případně doporučení, jaké hodnoty bych měl změřit na reálném systému, jak je pak zadat do Simulinku a doporučení z jakých komponentů Simulinku by měl být regulační obvod sestaven.
Koeficienty polynomu 7. řádu: 1,103965E-13; -1,218061E-10; 5,197188E-08; -1,109508E-05; 1,335485E-03; -1,060644E-01; 6,772042E+00; -1,131728E+02.

Zvlhčování VZT rodinný dům

   Dobrý den, mám prosbu ohledně správného nastavení PI regulátoru ve zvlhčovači Condair EL5. Zvlhčovač mám od letošního roku doplněný do rozvodů rekuperace v rodinném domku. (Rekuperační jednotka Lossnay 500m3/h, objem místností pro zvlhčování 500m3, odsávaný prostor 250m3). Zařízení Condair umožňuje nastavit omezení maximálního výkonu, požadovanou hodnotu relativní vlhkosti (r.v.) na výstupu a konstanty PI regulátoru. Pořídil jsem si datalogger, kterým mohu zaznamenávat reálné hodnoty r.v. v potrubí. Stále se mi nedaří nastavit parametry zvlhčovače tak, abych dosáhl požadované r.v. na výstupu. Mé závěry z několika dnů měření:
Bezpečnostní hygrostat ve výstupním potrubí: Nastaveno na 95% r.v. v potrubí se dostane nad 90% 1-3x za den. Důvod neznám. Náhlé zvýšení, i když je zvlhčovač v normálním režimu a v potrubí se žádná klapka nezavírá. Venkovní vlhkost se nemění.
Při nastavení pod 90% dojde k vypnutí bezpečnostního řetězce a zvlhčovač začne kmitat. Vypíná/zapíná.
Omezení maximálního výkonu zvlhčovače: Nastaveno na 50%
Při hodnotě 40% nestíhá výkon k navlhčování. Při nastavení nad 60% přesahuje r.v. na výstupu rychle 90%. (Viz průběh 7.5. a 13.5.)
Požadovaná hodnota r.v. na výstupu: Nastaveno 60%
Při hodnotě 50% nestíhá výkon k navlhčování. Při nastavení nad 60% přesahuje r.v. na výstupu rychle 90%.
Regulátor PI: P = 20%, I= 5minut.
Při hodnotě P pod 15% dochází k překračování mezní hranice a zvlhčovač vypíná do Pohotovostního režimu (na 1 minutu). To je z hlediska opotřebení stykače stejné jako rozepnutí bezpečnostního řetězce. Při hodnotě 25% „přejíždí“ r.v. častěji nad 90%.
Pravděpodobně je hranice „požadovaná r.v. + P“ ta, při které dojde k vypnutí do pohotovostního režimu. Ohledně integrální složky I regulátoru zatím nemám jasno.
Pokud budete ochotný poradit, mohu poslat dokument s detailním schématem zapojení rekuperace a grafické záznamy z měření parametrů zvlhčovače a reálných hodnot r.v. v potrubí a místnostech. Děkuji moc za pomoc.

Integrační čas

Nechcem vás otravovať, ale vedel by ste mi vysvetliť nejako polopatisticky čo znamená "integračný čas".
Lebo spomalenie regulácie znamená zvýšiť integračnú zložku.
I=0.2 tj 0.2 x 60min = 12s
I=0.4 tj 0.4 x 60min = 24s
Ale čo ten čas reálne znamená pre laika?

Nastavení PID

   Dobrý den, nedaří se mi dobře nastavit PID regulátor, který používám na regulaci tepelného zdroje v líhni. Mám nastavenou teplotu 37,3 a regulátor topí až do této nastavené teploty a přetopí na 37,8, následně teplota padá na 37,1, kdy začne reagovat, ale pomalu takže padá dále dolů až na 36,9... potom začne topit a opět přetopí. Přečetl jsem spoustu článků, přesto se mi nedaří nastavit regulaci. Můžete mi pomoc? Děkuji předem.

Regulace teploty

   Zdravím. Prosím o radu, jsem absolutní mimoň, co se týče elektriky. Potřeboval bych poskládat co nejlevněji zařízení skládající se z regulátoru teploty a topných patron, které se budou zasouvat do desek, na kterých by mela byt cílová teplota mezi 0-200°C. Topné patrony budou cca 500-800W. Bylo mi porazeno že mam použít PID regulátor, ale ten je na mě až příliš drahý mezi 3-5000 Kč (jsem inv. důchodce) a cele zařízení, pokud si ho někdo v USA poskládá, by měl vyjit maximálně cca 2-3000 Kč. Z toto jsem odvodil, že pravděpodobně může být použit například digitální termostat, který je podstatně levnější, nebo něco podobného. Možná se mýlím, vážně tomu absolutně nerozumím. Kromě toho v těch eshopech u PID regulátorů vůbec neuvádějí žádné ceny, takže nejde najit nejlevnější regulátor kolem 1000 Kč maxim. 1500 Kč včetně DPH. Můžete prosím poradit, už jsem z toho opravdu zoufalý. Nebo případně poslat na nějaký odkaz. Vůbec nepoznám, jestli je na tuto věc vhodný ampéry, watty atd. Takhle by to melo přibližně vypadat. Předem mockrát dekuji!

PID regulace vodní hladiny

   Dobrý den, chtěl bych Vás požádat, či jinak se domluvit, či odkázat na nějaký návod regulace vodní hladiny nad jezem. Je tam teď hlídaní hladiny pomoci 4 elektrod a následně otvírání/zavíraní segmentu přívodu vody do Bánkiho turbíny. Však v posledních letech nepravidelnou manipulaci??!! Na jezu nad není přítok konstantní a honěním startéru ovládající pohyb otvírání/zavíraní segmentu dochází k jejich absolutní destrukci. Prostě hledám řešení a jsem v PID slabej. Většinu najdu na topení. Už jsem na ''Vás'' asi koukal před rokem. Opětovné nedostatečné průtoky mě nutí přehodnotit stávající řešení, aby nedocházelo k zaklesnutí hladiny na jezu… a oslovit Vás, páč vidím už to jen asi na PID regulaci.
Pro první krok ode mě asi vše. Nicméně ocením jakoukoliv odpověď.

Stránky