Podemos aplicar PWM em um aquecedor AC?

A

angelbein

Guest
A máquina que estamos projetando é controlado por um programa Visual Basic.O objetivo principal da máquina é conseguir o gráfico da temperatura ao longo do tempo de acordo com a taxa de Ramping digitada pelo usuário.

O gráfico da taxa de rampa é linear, enquanto o gráfico da temperatura aumentou repentinamente no início do processo.

Nós já fez o circuito da máquina.Usamos LM35 e ADC0808 para as entradas de sensor conectado à porta paralela.Usamos também OPTOISOLATOR e triac para controlar a temperatura de seu processo OFF ON /.Mas como podemos realmente controlar o aumento repentino da temperatura para acompanhar a taxa de rampa?

Na verdade PWM o que usamos é mais lento do PWM ordinária.Em 1 segundo, o botão ON / OFF seguir o ciclo do PWM, por exemplo, 10% do ciclo significa que em 1 segundo, o período ON é 10% ou 100 milésimos de segundo e 90% OFF ms.

Será que vai ter um efeito para o processo de aquecimento se o aquecedor de controle por PWM?

 
PWM deve estar bem para o seu propósito.Você também pode considerar algum tipo de controle de histerese.

 
Olá,

Citação:

Será que vai ter um efeito para o processo de aquecimento se o aquecedor de controle por PWM?
 
O controlador de feedback também é controlada pela porta paralela.O circuito do gabarito é composto por três sensores de temperatura LM35DZ interligados através de um ADC0808 com 20mV por etapa.Em seguida, o ADC é então ligado a um 74LS244 para ser conectado à porta paralela.O 74LS244 divide os bits por quatro, porque a porta de status da porta da impressora pode aceitar apenas 4 bits por vez.Implementamos 1 ° C precisão dos sensores.Geralmente, é assim que funciona:

1) As entradas do usuário uma taxa Ramping no programa.Ramping Taxa é de temperatura ao longo do tempo; / ° C seg.Esta taxa de rampa quando gráfico é linear.

2) O controlador de aquecedor liga-se a um clique no botão Iniciar e começar o processo de aquecimento.Este controlador é composto de um OPTOISOLATOR e um triac.

2) O circuito de realimentação composto por LM35DZ, ADC0808 e 74LS244 envia dados de um em um tempo para o estado da porta de impressora.

3) O programa Visual Basic interpreta os bits.Em seguida, ele compara os dados recolhidos a partir do sensor de temperatura para a temperatura esperada em um determinado momento com base na Taxa Ramping.

4) Desde o gráfico normal de repente a temperatura está aumentando, é preciso controlar a temperatura sentida a seguir a Taxa Ramping digitada pelo usuário pelo uso do PWM.Se a temperatura sentida é maior que a temperatura esperada em determinado momento, as diminuições PWM.Caso contrário, ele aumenta.

5) O principal objetivo deste sistema de controle é minimizar a superação possível e siga a Taxa de Rampa.

Como podemos minimizar esse erro de superação?

Qual é a histerese?Devemos considerar este parâmetro?

No seu ponto de vista, podemos considerar esse como PWM?

Muito obrigado.

 
angelbein,

Se partirmos do princípio que a sua freqüência PWM é alto o suficiente e que você tem poder de aquecimento suficiente para acompanhar a referência da rampa, o problema é de modelagem e controle.
A abordagem que eu recomendaria você tomar seria a de um modelo associado ao seu sistema.Ao aplicar um comando de etapa no seu controlador e medir a resposta dos sensores ao longo do tempo, provavelmente você pode ajustar um modelo de ordem 2 ou 3.Dependendo de quanto você sabe sobre o controle, então você pode brincar com o Matlab para ver o que a estrutura do controlador (de erro de comando), você poderia usar.Depois de obter resultados satisfatórios em termos de tempo de resposta, erro de estado estacionário e superação, você pode implementá-lo em seu controlador.

Agora, um controlador de histerese é um que vai ligar e desligar o aquecedor com base em uma estreita faixa em torno de sua referência de temperatura.Se <Tref-delta, T turno on, e se T> Tref delta , desligue.Neste caso você tenha certeza que o erro é controlador, mas a freqüência de comutação é desconhecido.Também é muito fácil de implementar.Acho que também poderia ser chamada de PWM, embora não seja o que é comumente referido como tal freqüência (PWM tendo geralmente fixo / ciclo variável).
Atenciosamente,

Samuel

 
Quando você converter uma saída do controlador contínuo para uma produção periódica ligado, eu geralmente chamam essa PWM um, por exemplo, em contraste com histerese ou on / off do controlador.Como principal diferença, a freqüência de comutação PWM é definida artificialmente, enquanto que o controlador de histerese opera em uma freqüência característica dependendo do processo de controle.

Para minha opinião, seria efetivamente impossível de alcançar uma qualidade adequada para o aquecedor AC destina definir um ponto sem controlador PWM ou uma função semelhante.

 
Primeiro de tudo eu acho que você não tem resolução suficiente de sua leitura da temperatura.Com 20mV você está lendo temperatura em incrementos de 2s, e você poderia esperar que o seu sistema não será abe para estabilizar e, muito menos que oscilam entre dois valores de 2s de intervalo.

Segundo, se você estiver usando opto isolador com saída triac você deve se certificar de que não é zero de passagem tipo.Este tipo de isolador Opto irá inviabilizar a sua resolução temporal de 100 passos no sistema de 50Hz ou 120 passos de 60Hz do sistema.

Terceiro, você deve definir se a inércia térmica do sistema (quantidade e / ou tipo de material aquecido) está mudando e quanto.Consoante isso, você pode escolher o tipo de controle.

4.Você deve ter potência suficiente aquecedor, mas não muito.Taxa máxima de rampa e inércia térmica do sistema irá determinar isso.Adicione algumas potência de sobra.

5.Thermall perda do sistema deve ser significativa para a manutenção da temperatura, ou o seu sistema deve ter relação dinâmica alta (maior número de bits de forma eficaz a entrada para a saída).Por exemplo: se você precisa de 2kW de rampa máxima e apenas 2W para manter a temperatura você vai precisar de pelo menos resolução de 10bits do ADC, todos os seus cálculos loop interno e geração de temporização de saída.
Ou você poderia ter arrefecimento activo é claro ...

6.Escolhendo o método de controle:

- Para um sistema que pode ter um pouco de variação de temperatura, ON / OFF do sistema é simples.Histerese é introduzido para reduzir a frequência de comutação para o nível desejado.Desde hystersis significa transformar em calor em nível inferior ao de desligar, a temperatura irá variar entre dois pontos.Histerese maior, menor taxa de mudança e variação de temperatura mais elevada.

- Para os sistemas que precisam de muito baixa variação, sistemas de inércia e alto nível é ajustado manualmente PD (Proporcional - Derivativo) controle do laço é o suficiente.No seu caso, onde a temperatura do ciclo não é suficiente.

- Para sistemas que necessitam de apertado controlo do sistema é usado PID (Proporcional Integral Derivativo)

- Para sistemas que possuem inércia térmica diferente no início do ciclo e permanece constante através controler ciclo com auto ajustar os parâmetros PID pode ser suficiente.

- Para os sistemas que muda dinamicamente através da inércia térmica de ciclo, com a lógica Fuzzy PID é implementado para compensar os parâmetros PID de forma dinâmica ao reagir a perturbações.

Como você vê, mais desempenho que exigem forma seu regulador mais complicado fica.Isto vai para a exatidão, resolução de controle, superação, ...Se você quiser fazer controlador de alta performance mesmo, antes de se aventurar em codificação, certifique-se de recursos de hardware que você tem.
De que você disse parece que você não tem resolução suficiente para o processo de controle ou não suficiente para compensar atraso no ciclo.Leia um pouco sobre PID para ter uma melhor compreensão do que está acontecendo.

 
Sinisa escreveu:

Primeiro de tudo eu acho que você não tem resolução suficiente de sua leitura da temperatura.
Com 20mV você está lendo temperatura em incrementos de 2s, e você poderia esperar que o seu sistema não será abe para estabilizar e, muito menos que oscilam entre dois valores de 2s de intervalo.
 
Citação:

Sim, existe um 2 ° C na etapa 0808 da ADC, mas usamos op-amp para dobrar a tensão de saída de 10mV a 20mV para torná-lo 1 ° C por etapa.
 
Para além de várias coisas significativas que foram referidos, e.g.sobre a resolução suficiente para medição de temperatura, a discussão a minha opinião é um pouco acima no ar, não causa uma especificação grave ainda não foi dado: a taxa de temperatura pretendida, à precisão na reprodução da rampa setpoint e meio de ar aquecido (?) são completamente desconhecidos .

Só um poder de aquecimento 4,5 kW foi relatado.Isso é interessante, até agora, em que restringe o método de controle de potência claramente a faixa e meia de comutação de onda, se a EMC é considerado com o projeto.Como mencionado anteriormente, a mudança de onda completa é bem adequado também para processos de controle rápido, e geralmente utilizado por exemplo, com fornos a gás cromatógrafo, que alguns parâmetros (tanto quanto conhecida) comparável com o problema de aquecimento discutidos.

Para controlar a potência exata, um sinal de sincronização de rede conectado ao computador atuando como um controlador seria altamente recomendado.

 
Citação:

Para além de várias coisas significativas que foram referidos, e.
g.
sobre a resolução suficiente para medição de temperatura, a discussão a minha opinião é um pouco acima no ar, não causa uma especificação grave ainda não foi dado: a taxa de temperatura pretendida, à precisão na reprodução da rampa setpoint e meio de ar aquecido (?) são completamente desconhecidos .
 
A partir da mais recente especificação de detalhes, acho que o processo de controle é bastante fácil de manusear.Variação ponto Basicamente, causa definida é lento relacionadas ao controlador e, provavelmente, constantes de tempo do processo.Pode ser controlada por exemplo, um controlador de aquecimento comercial com rampas setpoint.Um controlador PI com um 1 - 2 º ciclo PWM sec deve ser adequado para a solução baseada em PC, o algoritmo de controle pode usar um intervalo de tempo idênticos.
.

PS: Com o lento relógio permitidos em folha de dados, tempo de conversão ADC808 é 6,4 ms.Como você calcular 0,5 s?

 
Sorry about that.Mas eu tenho notado que o seu tempo de conversão é mais lento do ADC0804.Corrijam-me se estou errado.

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