Доброго времени!
История болезни: терморегулятор поддерживает температуру в вакуумной печи. Датчик DS18B20, работа в диапазоне 60..85 градусов. Никаких вопросов, кроме одного: очень большая инерционность печи. Без PID-регулятора заброс по температуре +50% (!) Прикручивается самонастройка PID, но, ввиду инерционности объекта, возникают сложности по начальному разогреву и выходу в зону регулирования. Особенно интересно получается, если разогрелись где-то до 70% от уставки, и кратковременно выключили сеть. Что делать контроллеру: греть? ждать и мерять? Если ждать, то сколько? Самонастройка откладываеццо... Упомянутый заброс достигает своего максимума где-то минут аж за 20, и если тупо ждать, ТТХ прибора оставляют желать лучшего...
Интересно, кто как решает подобную проблему.

Проще всего решается медленным увеличением уставки, так, чтобы не срывать регулирование. Зачем вам самостройка? Однажды определите параметры потратив на это достаточное количество времени и дальше ими пользуйтесь. Если инерционность печи сильно меняется по мере разогрева - сделайте несколько участков со своими ПИД в каждом

При условии, что инерционность мало зависит от полезной загрузки печи, а это не всегда так.

Что имеется ввиду под словом "самонастройка"?
Если задана температура и работает ПИД, ну и пусть сеть гаснет, печь то инерционная.
Или я чтото не понимаю.

Я вот не совсем понял, что за инерционность. Если печь медленно разогревается - это нормально. Тут ПИД очень хорошо должен работать. А вот если вы выключили нагрев, а она продолжает разогреваться ещё долгое время и проскакивает уставку - это другое дело. Так как на самом деле?

Термодатчик может стоять внутри печи, а нагреватель за огнеупорной стенкой (муфель).
При нагреве стенка прогревается медленно, в тот момент когда на датчике одна температура, на нагревателе уже другая (выше). По достижению установленной температуры на термодатчике нагреватель выключится, но температура внутри печи продолжит расти (а температура нагревателя начнет падать). Чем толще стенка и больше запас мощности нагревателя, тем все хуже.

Сообщение отредактировал Огурцов - Sep 26 2008, 06:35

Более того, управлять разогревом печи вы можете как угодно, о вот остыванием никак. Поэтому и перерегулирование такое большое. Классический ПИД в этом случае слабо помогает из-за несимметричности свойств объекта в целом. У меня в похожей задаче лучшие результаты получились при перестраиваемом регуляторе. На этапе разогрева чистый П-регулятор, при входе в определенный коридор точности (приблизительно на уровне статической ошибки П-регулятора) добавляется И-составляющая с довольно большой постоянной интегрирования (медленный интегратор). Д-составляющая в моем случае была малоэффективна из-за медленности процессов, поэтому ее можно выкинуть совершенно безболезненно. И наконец, важна линейность сиового преобразователя управление->выходная мощность (особенно если это тиристоры), иначе упомянутые Вами проблемы могут проявляться по разному на разных температурах печи.

Ясненько. Ну так и что? Классический ПИД.
П - пропорционально отклонению от уставки.
Д - гасит колебания, противодействует резким изменениям.
И - компенсирует потери тепла.

Надо только правильно коэффициенты расставить. Для начала - снять характеристику нагрева. То есть включить, догреть до какой-то температуры, а потом выключить. по полученной кривой можно будет уже что-то думать.

Дополнительные датчики помогут получить информацию о состоянии печи и прогнозировать перегрев.

ШИМ с большим периодом (секунды, минуты). По-моему, не должно быть никаких проблем. Хотя, с большими печами не общался. Только на уровне духовки. Делал термостат для запекания силикона и керамики.

Прогнозировать может только производная (1-ая, 2-ая ) регулируемой величины, а при медленных процессах получить качествееное дифференцирование далеко невсегда удается, дискетизация по уровню и по времени делает свое черное дело. N и N+1 состояния становятся неразличимы, а при значительном увеличении периода квантования такая производная становится неэффективной, а даже скорей вредной. В постановке нескольких датчиков несомненно есть рациональное, это позволит наблюдать распределение температур по печи и оценивать динамику процесса, но тоже задача непростая.

В 70-х годах 20-го века мы разрабатывали систему управления температурой для диффузионной
электропечи. Правда диапазон был 300..1200 ^C и точность +/- 1^C при 300..700 и 0,1^C
при 1000..1200^C
Проблемы были аналогичные. Решение было таково:
один термодатчик ставили на нагреватель (прямо на проволоку) и по нему работал ПИД регулятор
а второй ставился непосредственно в рабочий объем - контрольный датчик. При настройуе системы
подавлся скачок мощности и по контрольному датчику определялось термосопотивление
объекта и далее подбирались коэфициенты ПИД регулятора. Реально, в такой системе
нужно использовать ПИ регулятор (из-за малой зависимости объекта от Д)

Добрый день
Чтобы не открывать новую тему пишу сюда.
У меня стоит подобная задача только нужно не нагревать а охлаждать камеру. Охлаждение идёт с помощью элемента пельтье а контроль температуры с помощью термодатчика DS18B20.
Пока сделал по-простому: при достижении заданной температуры отключаю элемент пельтье, при нагреве - включаю. На практике ещё не проверял (пока что холодильник ещё не собран) но чувствую возникнут проблемы при охлаждении из-за инерционности (камера представляет из-себя алюминиевый цилиндр с достаточно толстыми стенками. термодатчик болтается в центре камеры).
Поделитесь опытом как правильно регулировать температуру? Предполагаю что нужно реализовать ПИД-регулятор. Расскажите пожалуйста в простых словах что это такое чтобы понять суть, а то формулы пока-что не лезут в голову.
По моим соображениям нужно:
- определить текущую температуру
- сопоставить этой температуре некоторую скважность шима питающего элемент пельтье
- при приближении к заданной температуре плавно уменьшать скважность

Правильно-ли я понимаю что ПИД какраз и определяет закон изменения скважности?
Как вообще вычисляется этот закон практическим методом?

Параметры регулирования: Т -15....+4 (или с запасом -30....+50), точность скажем 0.1 С (хотя термодатчик позволяет мерять с точностью 0.0625 С)
Спасибо всем кто поможет дельным советом

Безусловно непростая.
В связи с этим мне кажется вот что... ПИ(Д) регулятор конечно универсальная модель регулирования, но все-таки в необходимых случаях правильнее использовать физическое моделирование процессов.
Например, случай точной стабилизации температуры, близкой к комнатной - вводим второй датчик окружающей температуры и сразу имеем больше информации о системе.

Чтото файл не могу приатачить

Извиняюсь
файл называется "Регуляторы температуры" рар-архив на 54 кБ