PID regelaar

Beste allemaal,

Ik heb voor school een opdracht gekregen om een PID regelaar te gaan bouwen voor een simpel procesje.

In principe heb ik de vrijheid om er zo diep te gaan in de opdracht als ik wil. Zowel het proces als de regelaar zijn naar eigen keuze. Zolang ik maar begrijp hoe de regelaar werkt (PID-acties).

Voor deze opdracht heb ik 40 uur te besteden(ingeroosterde uren op school). Daarnaast ben ik bereid om mijn eigen tijd erin te steken indien nodig. De leraar mag zich er niet mee bemoeien omdat het een eindopdracht is. Ik mag wel hulp zoeken bij andere (jullie dus:D).

Ik heb al wat uitzoek werk gedaan en heb voor het proces een water verwarmer in gedachten. Er is voor dit proces namelijk enkel een temp. sensor nodig en een verwarmings element.

Voor als regelaar heb ik de volgende schakeling gevonden die voor dit procesje ook geschikt is (volgens de site):

http://electronicdesign.com/Articles/Index.cfm?AD=1&AD=1&Artic…

Daarnaast zou ik als optie willen dat ik de temperatuur wil kunnen aflezen met behulp van een zeven segmenten display. Hierbij moet ik ad converter gebruiken waar ik nog geen theorie over heb gehad. Ik heb de volgende converter op de site gevonden:

ca3162

Mijn vraag is welke spanning er op de input pin 10 en 11 moet komen te staan.

Dat is namelijk niet duidelijk. Aangezien de leraar geen terugkoppeling kan geven is de vraag voor jullie.

Om een indruk te geven van mijn niveau:
Ik ben bezig met de opleiding MBO niveau 4 elektrotechniek 3e klas. Ik heb de richting energie techniek (omdat electronica niet meer wordt aangeboden:( ), en zit in het 3e jaar van mijn opleiding.

- Dat IC meet de spanning tussen pen 11 en pen 10, van 0 tot 1000mV.
- Pen 10 komt normaal aan massa (zelfde potentiaal als pen 7). Zoniet, dan geldt:
-- Pen 10 moet in ieder geval niet boven de 0,2V of onder de -0,2V komen ten opzichte van pen 7 (massa).
-- De maximale weerstand tussen pen 10 en pen 7 (massa) is 100 kiloohm.

De ca3162 is praktisch obsolete, kijk eens naar de veel in panelmeters gebruikte 7107 (LED) en 7106 (LCD)

Iets anders; de opdracht gaat over een PID regelaar. Het is misschien wijs die eerst goed aan de gang te krijgen, en wat te kunnen zeggen over de effecten van de P, de I en de D instellingen.
Om de temperatuur te laten zien kun je altijd gewoon een voltmeter op de sensor zetten.

Je kunt beter een goed werkende en goed verklaarde PID hebben zonder digitale temperatuuruitlezing, dan andersom.

Ik zou inderdaad eerst naar de regelaar zelf gaan kijken. Over welk proces gaat het eigenlijk. Ik zou eerst gaan kijken welk soort regeling je nodig hebt. bv:

- Mag er doorschot optreden
- Hoe snel moet die ong. op de gewenste waarde zitten
- Aspecten van buitenaf bekijken

Als we weten wat je wil gaan regelen, kunnen we wat tips geven.

bv een verwarmingselement van 2000 watt in een bak van 1 liter water of 200 liter maakt een groot verschil.

Op zich wel een goed idee voor de temperatuur af te kunnen lezen. Heeft toch weer iets extra's

Waarmee wil je de regelaar realiseren? Een uC? Want dan zou ik een lcd nemen voor de temperatuur. Is dan zo gemaakt, want je hebt de inforatie toch al in de uC.

De link die bij mn bericht staat geeft aan hoe ik het wil gaan doen. Niet met een mc. ik heb nog niet voldoende kennis om dit te realiseren.

De schakeling op de site zorgt ervoor dat ik de p i d acties kan laten varieren. Hierdoor kan ik altijd een stabiele proces krijgen. kwestie van potmeter draaien.

Ik weet dat ik geen 1 MW verwarmings element nogig heb om 1 liter warm te krijgen. Voor het proces experimenteer ik wel wat. En ik heb een bestaande waterkoker als voorbeeld:D.

Nog bedankt voor jullie reacties.

Groeten

Zoek nog wat verder op 'PID regelaars'. Het inregelen van de regelaar is niet 'wat experimenteren'.
Het zal misschien wel lukken de temperatuur stabiel te krijgen als er verder niets gebeurt, maar als leraarlief een glas koud water bijkiepert, of er een dompelverwarmer in hangt, moet de temperatuur vlot, zonder (veel) doorschieten en zonder oscillaties, en ook zonder restfout, weer terugkeren.
En er zal misschien ook wat naar de werking gevraagd kunnen worden.

[OT]
@Frederick
Ik experimenteer regelmatig tijdens de commissioning van continue processen omdat niemand 100% weet wat de overdrachtsfunctie is van het gehele proces. En opdrachtgevers geven nog steeds geen extra geld uit om een knap model van een proces te laten maken.
[/OT]

@ bigwillempie
een waterkoker is geen goed voorbeeld om dit te maken.

De schakeling op de site zorgt ervoor dat ik de p i d acties kan laten varieren. Hierdoor kan ik altijd een stabiele proces krijgen. kwestie van potmeter draaien.

Door wat hier en daar draaien kun je ook een zeer instabiel proces creeren, als geen idee hebt wat de P, I of D eigenlijk doen.

Bij de zinsnede "Voor het proces experimenteer ik wel wat" kreeg ik niet meteen het idee dat TS hier op welgekende methoden doelde.

Natuurlijk zijn er standaard proeven om een indruk te krijgen van het proces en de regeling. Ik gebruikte ze zelf in mijn werk aan automatische stuurinrichtingen (autopilots). Dat zou je experimenteren kunnen noemen.

Daarover zou TS nog even wat kunnen bijlezen (wiki: 'PID')

ik weet al wat de P I D acties doen in een regelaar. Het is namelijk een eindopdracht. Dus ik moet al weten wat een PID-regelaar is.

Mijn leraar zei dat een waterkoker wel een goede keuze is en heeft mijn plan goedgekeurd.

Bij eventueel oscilleren kan ik altijd nog condensatoren gebruiken om te ontkoppelen. Voor elk probleem is een oplossing.

Groeten

Op 29 april 2009 19:28:15 schreef bigwillempie:
ik weet al wat de P I D acties doen

Bij eventueel oscilleren kan ik altijd nog condensatoren gebruiken om te ontkoppelen. Voor elk probleem is een oplossing.
Groeten

Oscilleren van je PID los je niet op met een c'tje.

Men noemt dat ook wel hunten, de regelaar vliegt heen en weer tussen te hoog en te laag.

Knap als je dat met een condensator kan op lossen, als het je wel lukt, doe mij maar een doosje.

Waarom zou een waterkoker geen goed proces zijn om mee te beginnen? Het lijkt me juist een prima projectje.

Waarom zou een waterkoker geen goed proces zijn om mee te beginnen?

Een PID regelaar moet om goed te kunnen werken een beetje redelijk in zijn regelbereik zitten. Om het water in de koker op temperatuur te houden heb je maar erg weinig vermogen nodig terwijl het ding waarschijnlijk 2000 W oid levert. Dit wil zeggen dat de regelaar ergens in de buurt van 1% output moet werken om de temperatuur stabiel te houden. Dat kan, maar is erg moeilijk.

Als je het toch met een waterkoker wil doen doe het dan met een kleine dompelaar (200 of 300 W) in een redelijk volume water (enkele liters).

Je zou natuurlijk ook het vermogen van het verwarmingselement kunstmatig kunnen verlagen, door ervoor te zorgen dat je bij 100% uitslag van de PID regelaar nog steeds maar 300W levert.

ik dacht dat je het over oscilleren had van de schakeling. Niet over het oscilleren van de regelaar. Het oscilleren kan wel verholpen worden door de p i d acties te laten varieren.

Groeten

Je hebt alleen een temp.sensor en een verwarmingselement nodig. De link naar electronicdesign levert een PID regelaar van Robert Pease geloof ik, met opampjes, potmeters en zo. Let er dan nog wel even op dat je daarmee de stroom analoog door het verwarmingselement moet regelen. Mijn waterkoker is 2000 W (8,7 Amp) en werkt op het lichtnet. Zou je met die schakeling van Pease een lichtdimmer of zo moeten aansturen....
Je leraar zou dit eigenlijk van te voren moeten hebben moeten realiseren (lichtnet, water, zelfbouw, hoge stromen)
Ik zou zeggen: neem een verwarmer van 12 V voor in de auto of kies een proces wat zich met een eenvoudige versterker laat besturen (licht, snelheid)

Je kunt de instelregels van Zigler & Nichols gebruiken om je P.I.D.-regelaar goed af te stellen. Op http://en.wikipedia.org/wiki/PID_controller staat precies verteld hoe een P.I.D.-regelaar werkt en op http://controls.engin.umich.edu/wiki/index.php/PIDTuningClassical#Zieg… staat hoe je een P.I.D.-regelaar kunt afstellen. Op http://sourceforge.net/projects/pid-simulator/ kun je een P.I.D.-regelaar simulator downloaden.