हॉट प्लेट स्वचालित नियंत्रण प्रणाली (HPACS): 3 चरण

2024 लेखक: John Day | [email protected]. अंतिम बार संशोधित: 2024-01-30 09:18

इस परियोजना का उद्देश्य यह समझने का एक सरल सहज तरीका प्रदान करना है कि हीटर का उपयोग करके स्वचालित पीआईडी ट्यूनिंग कैसे करें। मैंने जो बनाया है वह सिस्टम विशेषताओं को प्रकट करने के लिए बैंग-बैंग नियंत्रण का उपयोग करके पैरामीटर प्राप्त करने के लिए ström-Hägglund विधि पर आधारित है और बाद में इस ज्ञान के आधार पर पैरामीटर चुने गए हैं। इसमें कुछ भी रहस्य नहीं है और जानकारी यहां पाई जा सकती है: https://en.wikipedia.org/wiki/PID_controller#Loop… और मापदंडों को चुनने के लिए आप यहां थोड़ा पढ़ सकते हैं: https://en.wikipedia.org/ विकी/पीआईडी_कंट्रोलर#लूप…

इसे अच्छा बनाने के लिए एक नेक्स्टियन 3.2 एचएमआई इंटरफ़ेस उपयोगकर्ता इनपुट के लिए जोड़ा गया है और विभिन्न चर रीयल-टाइम प्रदर्शित करता है। लेकिन मैंने लाइब्रेरी का एक सीरियल टर्मिनल संस्करण भी बनाया है जो परियोजना को सस्ता बनाता है!

वास्तविक पृष्ठभूमि की कहानी यह है कि आंशिक रूप से मैंने अपने पिताजी से मधुमक्खियों के मोम को पिघलाने के लिए तापमान नियंत्रण करने का वादा किया था, आंशिक रूप से मैं अपने मूल नियंत्रण सिद्धांत को ताज़ा करना चाहता था और अंत में मैं पीआईडी नियंत्रकों के ऑटो ट्यूनिंग पर ध्यान देना चाहता था। एक तरफ मैं परीक्षण के हिस्से के रूप में सॉस वाइड के लिए अच्छे स्टीक्स और बेर्नाइज़ सॉस बनाने के लिए इसका इस्तेमाल करने में भी कामयाब रहा!

चेतावनी

मैं यहां 230 V के साथ काम कर रहा हूं जो खतरनाक है अगर आप नहीं जानते कि आप क्या कर रहे हैं! मैं एक इलेक्ट्रीशियन और इलेक्ट्रॉनिक्स इंजीनियर हूं इसलिए मुझे यहां कुछ अनुभव है - लेकिन 230 V के साथ काम न करें यदि आप इसके साथ सहज नहीं हैं और बहुत ध्यान रखते हैं कि लाइव तारों को न छूएं! इसके अलावा, संभावित आग के खतरे के संबंध में सस्ते एसएस-रिले से सावधान रहें क्योंकि यह कुछ लोगों द्वारा देखा गया है (हालांकि मेरे द्वारा नहीं)।

आपूर्ति

• एक सस्ता WASCO हॉट प्लेट (बेहतर हो सकता है - जैसे Ikea इंडक्शन प्लेट)
• एक सस्ता एसएस-रिले
• एक डलास ऑनवायर तापमान सेंसर
• एक Arduino मेगा
• (वैकल्पिक) एक नेक्स्टियन 3.2 "HMI इंटरफ़ेस/डिस्प्ले
• Arduino के लिए 5V बिजली की आपूर्ति

चरण 1: विधानसभा

मैंने परियोजना के एचएमआई संस्करण के लिए केवल एक संलग्नक बनाया है क्योंकि मैंने इसका उपयोग समाप्त कर दिया है। इसलिए, मैंने रिले, एचएमआई और अरुडिनो को फिट करने के लिए एक संलग्नक बनाया। मैंने तापमान संवेदक के लिए एक क्लैंप भी सिर्फ इसलिए बनाया क्योंकि मैं कर सकता था …

चरण 2: कोडिंग

HMI और Arduino के सभी कोड प्रोजेक्ट के लिए मेरे Git रेपो पर उपलब्ध हैं।

मैंने इसे पढ़ने और समझने में आसान बनाने के लिए कोड में बहुत सी टिप्पणी की। लेकिन अनिवार्य रूप से मैंने हॉट-प्लेट के लिए वास्तव में धीमी पीडब्लूएम और राज्य-मशीन/नियंत्रण के लिए टाइमर इंटरप्ट की स्थापना की और वास्तव में यही है।

फिर निश्चित रूप से ट्यूनिंग रूटीन और नियंत्रण ही + एचएमआई या सीरियल इंटरफ़ेस है …

मैं कुछ ऐसा करता हूं जो मैं इस कोड में बहुत बड़ा प्रशंसक नहीं हूं, और वह है टाइमर इंटरप्ट में सीरियल प्रिंट का उपयोग करना। सीरियल प्रिंट में बहुत समय लगता है और वास्तव में टाइमर के बीच में आने से बचना चाहिए…

ट्यूनिंग निम्नानुसार काम करती है:

1. PWM कर्तव्य चक्र को 40% पर सेट करें
2. सेटपॉइंट तापमान तक पहुंचने तक प्रतीक्षा करें
3. PWM कर्तव्य चक्र को 0% पर सेट करें
4. तापमान सेटपॉइंट से नीचे होने तक प्रतीक्षा करें
5. चरण 1-4 दोहराएं जब तक उदा. लगभग समान समय और आयाम वाले 3 आवर्त देखे जाते हैं
6. उपरोक्त के आधार पर पीआईडी के लिए पैरामीटर की गणना करें

बहुत साधारण;)

चरण 3: परीक्षण

अब जब कोडिंग की जा चुकी है तो परीक्षण का समय आ गया है। पिछले खंड में मैंने ट्यूनिंग को एक परीक्षण से ग्राफिक रूप से दिखाया - ताकि उसके लिए कहने के लिए बहुत कुछ नहीं बचा है। लेकिन प्राप्त मापदंडों का उपयोग करते हुए कुछ परीक्षण यहां दिखाए गए हैं।