Управление нагревом печи по заданному закону Опции

[shasik]

Исходные данные: есть готовая печь небольших размеров (активная зона - 10х10х10). Планируется использовать ее в какой-то лаборатории для моделирования чего-то там.
Задача: необходимо реализовать различные законы изменения температуры печи. Закон изменения температуры выбирается программно. Пока просят: простое поддержание заданной тепературы, линейное нарастание, квадратичное и корнеизвлеченное + кусочно-линейное.
Вопрос: КАК?

Я не прошу схему или программу, я прошу дать мне ссылочку или просто название книги, где можно про это почитать. Я такими вещами не занимался в принципе, поэтому теряюсь.

Если бы нужно было просто нагреть до нужно температуры и держать ее постоянной, то тут все ясно: ПИД или вариации на эту тему.
Но как, например, обеспечить линейное ее нарастание с нелинейность в 1-2%? При этом необходимо учитывать, что масса материала в печи неизвестна, там может быть как 1 г, так и 1 кг + инерционность самого процесса нагрева + еще какие-нибудь неведомые мне подводные камни.
Как получить (измерить, рассчитать) математическую модель печи? Как мне видится, имея на руках мат. модель рассчитать необходимое воздействие для получения желаемого закона изменения температуры дело простое.
Какой метод управления мощностью нагрева спирали использовать?

В общем, вопросов много, опыта в этой области нет, а знания лишь поверхностные.

Уважаемый All, прошу тебя, укажи мне направление, в котором необходимо двигаться.

[Baser]

А что ОНИ называют тепловой инерцией?
Они это скрывают. И пишут только неравенства.

Ну, зачем же так сразу нападать на производителей
Наверняка у них есть ТУ, где расписана конкретная методика измерения.
А в бумажке приведена цифра для оценки быстродействия.
Вот, в ГОСТ 6616-94 - Преобразователи термоэлектрические. Общие технические условия
на стр.2 п.3.12 приведено общее определение, а далее в тексте уточняется:
"Показатель тепловой инерции для других значений коэф. теплопередачи определяют по методикам, изложенным в ТУ на ТП конкретного типа"

Сначала придется разобраться с вопросом, что такое температура печи. Из моей практики в печи с цилиндрической камерой диаметр 80 милиметров высотой 40мм нагреватель боковые стенки цилиндра при загрузке камеры десяток грамм и скоростях нагрева поядка 10-20градусов в минуту неравномерность температуры в печи составляет несколько десятков градусов(измерения несколкими термопарами в разных точках) и это при температурах порядка 800 градусов когда теплообмен в основном радиационный.
Так что по моему мнению заявленные в топике требования выполнимы при скоростях нагрева единициы градусов в час.

Топикстартеру нужно основательно подойти к согласованию ТЗ.
И без четкого ТЗ никаких договоров не подписывать.
Если заказчик не понимает, что он хочет и что он может получить, то проще написать в ТЗ:
"Система управления обеспечивает поддержание заданного закона изменения температуры на термодатчике, встроенном в печь."
И не углубляться в подробности
Печь то целиком поставляется заказчиком, программными методами градиенты температур не уменьшить...

[Oldring]

Ну, зачем же так сразу нападать на производителей
Наверняка у них есть ТУ, где расписана конкретная методика измерения.
А в бумажке приведена цифра для оценки быстродействия.
Вот, в ГОСТ 6616-94 - Преобразователи термоэлектрические. Общие технические условия
на стр.2 п.3.12 приведено общее определение, а далее в тексте уточняется:
"Показатель тепловой инерции для других значений коэф. теплопередачи определяют по методикам, изложенным в ТУ на ТП конкретного типа"

Нравятся мне советские ГОСТы! Как и документация на советские изделия. Как и советские учебники для советских судомехаников, ссылку на один из которых я приводил ранее.
Субъективизм вылазит из всех щелей.
Что касается производителей: кто им мешает описать прямо в даташите достаточно подробно свою методику измерения? Советская гордость может быть не позволяет? Или необходимость утверждать эти ТУ, процесс утверждения которых озлобляет и из нормальных людей рождает человеконенавистников?
Для голых термопар достаточно нормировать диаметр шарика спая и сечение проводов. И в качестве юзеролюбивой подсказки можно нарисовать график постоянной времени для воды или воздуха в зависимости от скорости потока и привести справочные величины по используемым материалам. Судовые механики не поймут? Они и так после прочтения подобных учебников ничего не поймут.

Кстати, определение на стр. 2 упомянутого ГОСТ просто ошибочно. Ну какая будет разность температур в стационарном режиме, от которой они считают долю в 37%?