так как используется нагреватель в квт, то питание скорее всего сеть 220-380 вольт, включить-выключить можно на время полпериода, то есть 10 мсек и более. Сколько сделать ступенек в регулировании можно посчитать по градиенту температуры, и тогда система не будет зависеть от данной реализации, ее легко можно будет адаптировать для любого проекта.
Судя по манере изложения, уважаемый Demeny занимается обучением подрастающего поколения инженеров, у меня сложилось такое впечатление

Датчики - наверное либо термопары, либо платиновые термометры сопротивления, либо высокотемпературные терморезисторы. Если раньше хватало старых примитивных регуляторов типа включил-выключил - делайте как раньше. Улучшения требуют понимания физики.

P.S. Не слушайте советующих совать ПИД куда ни лень. Может ухудшить. Без понимания, разумеется

К сожалению, автоматика пришлась на время моего резкого увлечения девушками. Особенно одной. Поэтому оперировать терминами типа "ввести дифференциальную составляющую" не буду. Я полностью согласен с Вами в части этой составляющей для ПИД регулятора.
Я только хочу отметить несколько моментов. Природа перерегулирования и одной из проблем точности поддержания температуры одна и та же - инерционность системы. Отсюда выводы.
1. На этапе проектирования системы должны быть заложены решения, уменьшающие эту инерционность, иначе никакой ПИД регулятор не справится (В моем случае это циркуляционные насосы, обеспечивающие быстрый перенос тепла от нагревателя по всему объему системы)
2. Должны быть выбраны наилучшие параметры, подлежащие регулированию (В моем случае - не включить-выключить, а ШИМ нагревателя). Это я немного так уточнил Ваши слова "программный алгоритм регулирования"
3. Желателен сбор дополнительных данных о системе, позволяющих прогнозировать поведение системы терморегуляции (в моем случае - это измерение температуры за бортом, что позволяет оценить теплопотери системы и ориентировочную мощность). Дополнительно можно измерять температуру в разных точках (например, у нагревателя), etc.
В результате может оказаться, что абстрактный ПИД-регулятор не так уж и нужен, поскольку поведение системы можно описать несколькими физическими формулами с результат такого описания будет намного точнее, чем у ПИД-регулятора.

Эх...если бы это было так просто - "посчитать, сколько сделать ступенек по градиенту температуры", зачем нам тогда ТАУ...

Не угадали, уважаемый коллега. Я занимаюсь как раз разработкой цифровых систем управления для котлов и газотурбинных установок 10-50 МВт, в том числе созданием и реализацией алгоритмов регулирования и стабилизации температуры. Поэтому об инерционности 25-тонного котла, например, знаю не понаслышке.

Мда, уважаемый Demeny, тонн и мегаватт у меня явно меньше, мой счет на сотни кг и десятки ква. Тут я Вам ничем возразить не могу. Мне приходилось греть 300 кг плиту до 320 градусов с точностью поддержания температуры 0.2 градуса. По скорости изменения температуры на данном участке нагрева принималось решение о необходимой нам мощности, проскочить было нельзя. Датчик температуры - платиновый. Система работала устойчиво. Это, конечно, не мегаватты и тонны, пожиже супчик.

Кстати, какие существуют регламенты по поводу несинусоидальности потребляемого установкой тока? Так как сильно подозреваю, что при описаннном способе регулирования мощности и 50% нагрузке у окружающих могут возникнуть проблемы. Если установка достаточно мощная, конечно

Такм, кстати, речь шла скорее всего про несколько ТЭН по киловатту.



При появлении подобных желаний нужно сразу бить себя по рукам.

Видимо, задача вызвана исчезновением со складов механических терморегуляторов? Ну так лобовая замена с управлением по порогу проще всего, как я написал ранее. Только нужно не забыть про гистерезис.

Другое дело, что, скорее всего, конструкция этой установки разрабатывалась еще в те времена, когда, как говорят, японцы покупали новые советские грузовики на металлолом. Плита 300 кГ - это по современным ценам себестоимость баксов 500? Вот снизить металлоемкость установки за счет лучшего управления нагревом наверняка реально. Только нужно просчитать тепловые процессы. Причем, чем аккуратнее просчитать - тем больше можно сэкономить. За счет некоторого удорожания электроники и других компонентов установки, разумеется.

массивная плита была буфером, процесс был пульсирующим и мощность нагревателя была ограничена, так что без тяжестей было не обойтись

Назначение плиты понятно. Все таки, известно ли Вам чем в России регламентируется форма потребляемого установкой тока? Мне кажется, прежде чем советовать новичку делать 10 мс импульсы нужно бы поиметь перед глазами соответсвующий регламент. Особенно, если у человека серийное оборудование. Я вот не знаю - хочу узнать, потому и спрашиваю. Мало ли когда может понадобиться

Ау, Demeny, ну Вы-то наверняка должны знать после мегаватт и килотонн?

10 мсек - это полпериода сети, когда мы управляем симмистором -мы можем включать-выключать симмистр при переходе через ноль, а сколько полпериодов пропустить и сколько не пропустить - это и есть своеобразный шим и никакого искажения синуса не будет, или я не прав?

Конечно не правы. Искажения синуса будут всегда, если включать и выключать потребителя. Вопрос в их величине и, следовательно, допустимости. Понятно, что если включать и выключать раз в минуту - то искажения будут меньше, чем если включать в течение положительного полупериода и выключать в течение отрицательного. Еще раз. Мне кажется, что для любой мощности нежелательна ассимметрия потребляемого тока. Кроме того, для мощных установок нужно разбираться с гармониками потребляемого тока и проверять, что они не превышают допустимый уровень при штатном режиме эксплуатации. Следовательно, могу предположить, что должен существовать официальный документ, регламентирующий эти вещи, в котором должно быть описано, что такое мощная установка и какие требования к потребляемому ею току. А так как буржуи стараются уже использовать power factor correction в установках на несколько сотен ватт, могу предположить, что несколько киловатт могут уже и у нас попадать под требования к мощным установкам.

Мда, трёп всё больше напоминает свадьбу на третий день, когда про жениха уж все забыли и каждый кто во что горазд... А ведь человек просил всего-то...
А вообще-то мы управляем температурой воды в котле, двигая газовой и воздушной заслонками, срабатывая остаточное тепло от выхлопа турбины. 25 тонн железа елекстричеством греть - не-е - уж лучше газом. Поэтому какие там нормы в России по потребляемому току - мне по хутору серпом...

Ну почему же? Я, например, прежде всего постарался ответить именно на вопрос темы, а потом уже трепаться . Кроме того, человеку порекомендовали улучшить, поставив ШИМ - но у этого совета есть и очевидные обратные стороны. Мне, по крайней мере, как неспециалисту в этом вопросе они очевидны. Их необходимо раскрыть. С Вами прояснилось - Вы к электрической сети мощную нагрузку не подключали. Впрочем, Вы и не были апологетом ШИМ. Кто там делал ШИМ в электрическом нагревателе? Dog Pawlowa? Ну Вы-то исследовали вопрос про технические требования к нагрузке, подключаемой к электрическим сетям? Или киловатт - это еще не много?

Что меня сильно удивляет и огорчает.
Неужели среди советовавших ШИМ в установке на несколько киловатт нет никого, кто бы разбирался в соответсвующих регламентах?

Еще как исследовал Я спросил заказчика. Он у меня тот самый, буржуйский. Явных требований по линейности нагрузки для сети нет.
А я, как инженер, я бы даже сказал, специалист - я знаю, что если нелинейность велика, то будет высокий уровень помех в сети. Эти помехи измеряются на испытаниях EMV/ESD. Испытания еще не проводились, но поскольку я знаю, что подобные устройства выпускаются(в том числе и моим заказчиком), то этот вопрос имеет техническое решение в виде фильтра.
Кстати, отметьте, что в любом блоке питания (не только импульсном!) используется ШИМ с периодом 10 мс, поскольку время заряда конденсатора меньше полупериода сети. А слышали из приемника характерный звук 100 гц на средних частотах? Это именно этот 10 мс ШИМ от собственного выпрямителя приемника раскладывается на гармоники и попадает в высочастотные цепи.

Как еще снять Ваше огорчение?

Здорово!
Ну, я как неспециалист в этих вопросах еще слышал, что где-то нормируются гармоники/субгармоники, асимметрия и фазовый сдвиг, особенно, для силовых установок. Не зря на заводах и подстанциях ставят огромные ректоры - фактически, те самые фильтры, в виде которых имеет решение и Ваша задача. EMV - это все-таки другое дело, ВЧ помехи, вызванные быстрыми комутациоными процессами, фильтровать проще, чем, скажем, третью гармонику сетевого напряжения. И еще иногда используют в мощных установках многофазные выпрямители Вот про это бы хотел узнать поподробнее. Аналогия с мостовым выпрямителем тут не полная - у него нет сильных субгармоник, неизбежных при комутации полупериодами, и практически нет фазового сдвига. Кроме того, сейчас даже в установках на несколько сотен ватт ставят PFC - это чем-то нормируется, кроме экономических соображений?



Эх, стандарты бы увидеть...

Я провел несколько месяцев своей жизни в испытательных лабораториях, и так не считаю


Есть книжки по электротехнике. Они гораздо более информативны, чем форум.



У меня такой глобальный вопрос. Или ответ Невозможно достичь много, распыляясь. Вы выберите точку приложения своего интереса, и добейтесь там практических результатов.