نظام التحكم الأوتوماتيكي باللوح الساخن (HPACS): 3 خطوات

2024 مؤلف: John Day | [email protected]. آخر تعديل: 2024-01-30 07:36

يهدف هذا المشروع إلى توفير طريقة بديهية بسيطة لفهم كيفية القيام بضبط PID التلقائي باستخدام سخان. يعتمد ما صنعته على طريقة Åström – Hägglund لاشتقاق المعلمات باستخدام التحكم في bang-bang للكشف عن خصائص النظام ثم اختيار المعلمات بناءً على هذه المعرفة. لا يوجد أي سر في ذلك ويمكن العثور على المعلومات هنا: https://en.wikipedia.org/wiki/PID_controller#Loop… ولإختيار المعلمات يمكنك قراءة القليل من هنا: https://en.wikipedia.org/ wiki / PID_controller # حلقة…

لجعله لطيفًا ، تمت إضافة واجهة Nextion 3.2 HMI لإدخال المستخدم وعرض المتغيرات المختلفة في الوقت الفعلي. ولكني أيضًا قمت بعمل إصدار طرفية تسلسلي للمكتبة مما يجعل طريقة المشروع أرخص!

قصة الخلفية الحقيقية هي أنني وعدت والدي جزئيًا بإجراء تحكم في درجة الحرارة لإذابة شمع النحل ، وأردت جزئيًا تحديث نظرية التحكم الأساسية الخاصة بي وأخيرًا أردت النظر في الضبط التلقائي لوحدات تحكم PID. على الجانب ، تمكنت أيضًا من استخدامه لصنع شرائح اللحم اللذيذة وصلصة Bearnaise كجزء من الاختبار!

تحذير

أعمل هنا مع 230 فولت وهو أمر خطير إذا كنت لا تعرف ما تفعله! أنا مهندس كهربائي ومهندس إلكترونيات ، لذلك لدي بعض الخبرة هنا - لكن لا أعمل مع 230 فولت إذا لم تكن مرتاحًا لذلك واحرص على عدم لمس الأسلاك الحية! أيضًا ، احذر من مرحلات SS الرخيصة فيما يتعلق بخطر الحريق المحتمل حيث شاهده بعض الأشخاص (ليس من قبلي).

اللوازم

• صفيحة تسخين WASCO رخيصة (يمكن أن تكون أفضل - على سبيل المثال لوحة تحريض Ikea)
• مرحل SS رخيص
• جهاز استشعار درجة حرارة دالاس ون واير
• اردوينو ميجا
• (اختياري) واجهة / شاشة HMI 3.2 بوصة من Nextion
• مزود طاقة 5 فولت لاردوينو

الخطوة 1: التجميع

لقد قمت فقط ببناء حاوية لإصدار HMI من المشروع لأن هذا هو ما انتهيت من استخدامه. لذلك ، قمت بعمل حاوية لتركيب التتابع ، HMI و Arduino. لقد صنعت أيضًا مشبكًا لجهاز استشعار درجة الحرارة لمجرد أنني أستطيع …

الخطوة الثانية: البرمجة

كل أكواد HMI و Arduino متاحة في Git repo للمشروع.

لقد علقت كثيرًا في الكود لمحاولة تسهيل قراءتها وفهمها. لكنني في الأساس قمت بإعداد PWM بطيء حقًا للوحة الساخنة ومقاطعة مؤقت لجهاز الدولة / التحكم وهذا هو حقًا.

ثم هناك بالطبع روتين الضبط والتحكم نفسه + واجهة HMI أو الواجهة التسلسلية …

أفعل شيئًا لست من أشد المعجبين به في هذا الرمز ، وهو استخدام الطباعة التسلسلية في مقاطعة المؤقت. تستغرق الطباعة التسلسلية الكثير من الوقت ويجب تجنبها في مقاطعة المؤقت …

يعمل الضبط على النحو التالي:

1. ضبط دورة عمل PWM على 40٪
2. انتظر حتى يتم الوصول إلى درجة الحرارة المحددة
3. اضبط دورة عمل PWM على 0٪
4. انتظر حتى تنخفض درجة الحرارة عن النقطة المحددة
5. كرر الخطوة 1-4 حتى على سبيل المثال 3 فترات مع نفس الوقت تقريبا والسعة
6. حساب باريمترات لـ PID على أساس ما سبق

بسيط جدا؛)

الخطوة الثالثة: الاختبار

الآن بعد الانتهاء من الترميز ، حان وقت الاختبار. في القسم السابق ، عرضت الضبط بيانيًا من الاختبار - لذلك لم يتبق الكثير ليقوله. ولكن يظهر هنا اختباران باستخدام المعلمات التي تم الحصول عليها.