Температурный ПИД-регулятор с термопарой на MAX6675 |
Данная система управления состоит из пропорционально-интегрально-дифференциального (ПИД) регулятора и температурного преобразователя MAX6675. Она предназначена для контроля температуры подогревателей, имеющих в качестве регулирующего органа клапан с электроприводом, который управляет подачей теплоносителя (например, термомасла) в подогреватель. Этот клапан должен иметь управление от двух контактов : один на закрытие, другой на открытие. Также на нем должны быть установлены конечные выключатели, останавливающие привод в крайних положениях. ![]() Температурный ПИД-регулятор Что может данная система управления. Осуществлять автоматический процесс регулирования температуры. Выдавать сигнализацию по высокой и низкой температуре. Все события выводятся на LCD-дисплей. Система позволяет настраивать все необходимые параметры и записывать их в память Arduino. В системе есть полностью ручной режим управления клапаном. СОСТАВ СИСТЕМЫPLC Arduino UNO с шилдом Sensor Shield v5.0 (питание 7-12 В постоянного тока), LCD-дисплей с шиной I2C, DC-DC конвертер для питания реле и дисплея, 2 реле управления электромагнитными клапанами и 1 реле сигнализации, кнопочный пост с пятью кнопками и температурный преобразователь MAX6675. Клапан и термопара используются штатные, установленые на системе подогрева. Обратите внимание, на сайте есть страничка, как сделать преобразователь для термопары типа К самостоятельно. Хотя я рекомендую использовать MAX6675. |
КАК РАБОТАЕТ |
При подаче питания на Arduino контроллер замерит текущую температуру объекта, далее в зависимости от заданной температуры рассчитает направление (открыть/закрыть) движения клапана, продолжительность движения и подаст необходимые команды на реле управления. Процесс будет идти непрерывно, достигая максимального равенства текущей температуры и заданной. В случае, если текущая температура уйдет за пределы заданной минимальной или максимальной уставки, сработает сигнализация и будет подано питание на реле сигнализации. При необходимости вы можете перейти на полностью ручной режим управления клапаном, открывая или закрывая его кнопками ВВЕРХ / ВНИЗ. ![]() Температурный ПИД-регулятор |
КНОПКИ УПРАВЛЕНИЯ |
Управлять системой можно с помощью пяти кнопок : НАСТРОЙКИ, ВВЕРХ, ВНИЗ, ВЫХОД и РУЧНОЙ РЕЖИМ (MANUAL). Рассмотрим их функции подробно : Кнопка НАСТРОЙКИПри нажатии этой кнопки вы попадете в меню настроек. Продолжая нажимать эту кнопку, вы будете циклично переходить по пунктам меню. Чтобы выйти из настроек, нажмите кнопку ВЫХОД. Изменение параметров осуществляется кнопками ВВЕРХ и ВНИЗ. Все цифровые параметры имеют верхнюю и нижнюю границы, за которые вы выйти не сможете. Изменение цифровых параметров сразу принимается системой, подтверждение не нужно. Обратите внимание, верхнюю и нижнюю границы, а также значение по умолчанию вы можете сами изменять в скетче. Пройдемся по пунктам меню Настройки.
Кнопки ВВЕРХ-ВНИЗВ автоматическом режиме этими кнопками можно менять уставку температуры (SV), не заходя в настройки. В режиме настроек ими меняются значения параметров. В ручном режиме эти кнопки открывают или закрывают клапан управления. Кнопка ВЫХОДНажимая эту кнопку в автоматическом режиме, вы можете циклично вывести во второй строчке экрана следующие параметры :
Будучи в режиме настроек вы можете выйти из него с помощью этой кнопки. Кнопка РУЧНОЙ РЕЖИМ (MANUAL)Нажав эту кнопку, вы попадете в ручной режим, где сможете управлять клапаном кнопками ВВЕРХ-ВНИЗ. Выйти из ручного режима можно еще раз нажав на кнопку MANUAL. |
ИНДИКАЦИЯ LCD |
|
ПОДКЛЮЧЕНИЕ |
Здесь приведено соединение всех элементов системы управления, Arduino (через шилд) и самого ПИД-регулятора. В виде схемы подключение представлено ниже. ![]() Клапан с электроприводом Плата Arduino и Sensor-shield
Клапан
Минусовой или нулевой провод привода можно оставить штатный. Лучшим вариантом будет использовать провода от штатного неисправного терморегулятора, чем подключать Arduino непосредственно к приводу клапана, тогда все защиты (предохранители и автоматы) останутся в работе. Внимание! Если катушки клапанов питаются током других параметров, переделайте схему под них. ![]() Схема подключения ПИД-регулятора |
ЧТО НУЖНО ДЛЯ ПРОЕКТА |
|
ВОЗМОЖНЫЕ ПРОБЛЕМЫ |
Главная проблема, возникшая при полевых испытаниях, большая чувствительность Arduino к электромагнитным полям (плата зависает). Это явление возникает при коммутации через реле токов переменного напряжения 220 В и более. В этом случае вынесите реле К1, К2 на расстояние не менее полуметра от платы. |
СКЕТЧ |
Ниже представлен скетч системы управления. В этом окне он неудобочитаем, поэтому скачать его в формате ino вы можете по этой ссылке. Для работы этого скетча вам понадобятся дополнительные библиотеки :
Если есть возможность, проверьте эти библиотеки на наличие обновлений. |
|