"Народный контроллер" для теплового насоса

РЕКЛАМА НА ФОРУМХАУС

Не понял, как интегральная составляющая считается. Она должна быть "накопителем" ошибки,
А здесь: Ui=T*Ki+Ui
к некой Ui (чему она равна изначально?) в цикле прибавляется время. В итоге Ui будет равна бесконечности даже если ошибка равна нулю.

Я бы сделал так:
Ui=Ui+Err
U=Up+Ki*Ui
Причём время интегрирования (время через которое идёт накопление ошибки) можно и нужно задать больше чем время цикла у пропорциональной составляющей.

Ок, температуру обратки как бы-то ни было получили. Но цель - поддерживать температуру в доме.
Значит нужна ещё одна ошибка, разница между уставкой и действительной температурой в доме. И эта ошибка уже должна управлять целевой температурой обратки TCONtarget. Пропорцией, пропорцией с интегралом или ПИДом, не так уж важно.
Может тогда промежуточное звено (температуру обратки) исключить из алгоритма, а воздействовать на обороты компрессора непосредственно разницей между уставкой и действительной температурой в доме. Чем грозит такое упрощение? Пусть меня поправят более опытные товарищи.

 

@SergCh, обратку тоже надо проверять! Иначе можно перегреть полы...

 

Не представляю такой ситуации в установившемся режиме.

 

@SergCh, покрытие паркет, максимальная температура пола 28С...
забыли закрыть дверь -> на улице настал мороз и в доме тоже -> обороты компрессора вырасли (макс мощность) -> температура подачи вырасла больше чем надо и перегрелись полы... (ибо дверь до сих пор открыта и в доме холодно)

 

@dobrinia, Жуть какая!
Мороз, паркет, метель,
открытая дверь...
Может есть ещё причины для введения температуры обратки в обратную связь?
А то цепочка получается дюже длинючая:
температура в доме - пи регулятор - температура обратки - пи регулятор - обороты компрессора -температура в доме.

 

@SergCh, да вполне хватит такого варианта...

 

Я тоже раньше так думал. Сейчас развязываю аналоговые датчики дорогущими аналоговыми оптронами.

 

@Ljutik, аргументируйте. выгорело что то?
что имеется ввиду под "аналоговым оптроном" ?
Оптроны что, цифровые бывают? или это такой стеб... смайлик бы добавили.

 

По поводу ПИ регулятора - в целом, правильно.
по поводу старт-стопника - я же Вам писал:
Пи регулятор относительно температуры в помещении, выдает температуру обратки. А температура обратки - по релейному регулятору (с гистерезисом) отрабатывается старт-стопником...

 

Выгорало все что только можно. От входных цепей до процессора. Если делать для себя лично, то ничего страшного. Но если делать для кого-то, то могут и обидеться.
Про оптроны. В основном оптроны бывают типа как реле. С одной стороны подал напряжение, с другой стороны открылся транзистор. Мой любимый -TLP127
Но есть оптроны со встроенным усилителем. Чем больше напряжение подаешь на вход, тем больше получаешь на выходе. Линейность у них - 0.01%. По цене сопоставимы с хорошим процессором. Плюс, приходится вешать всякие схемы обвязки и т. п.

 

Перебор по моему Сань с такой барской развязкой

 

Ну, это каждому свое. У меня была задача сделать изделие со специфическими требованиями. Потому и поставил такую развязку.
По поводу ТН - вот какое мое мнение:
1. Датчики температуры аналоговые можно прям на вход процессора. Ну, понятное дело, цепи защиты поставить обязательно. Только не надо диодик на плюс питания процессора заводить
2. Цифровые датчики температуры - только через драйвер с гальванической развязкой. Любителям цифровых датчиков рекомендую почитать спецификацию на шину 1-Wire в частности гарантированного расстояния Ну и драйвер выходной построить правильно, а не просто на ножку процессора вешать, как это любят
3. Датчики цифровые (читай, сухие контакты) вешать ТОЛЬКО через оптроны с высокоомными входными цепями плюс отдельный источник питания. Рекомендую источник +24В, оптрон TLP127, стабилитрон вольт на 5-10, обратный диод и резистор килоом на 20. Ну, конденсатор можно добавить, если лень будет программно компенсировать дребезг.
4. Выходы цифровые - только реле. Или твердотельное реле. Или оптрон.
5. Выходы аналоговые. ШИМ на оптрон, а дальше простой повторитель на транзисторе. К выбору оптрона подходить внимательнее
Всем удачи

 

@Ljutik, много спорных утверждений... возможно, для пром. применения и работы в условиях цеха это оправданно. но оправданно ли это для разрабатываемого устройства? имхо, нет. и вот почему:
1. расстояния до большинства датчиков будет 1..5 метров. возможно, до некоторых будет метров 15.
2. все питается от одного источника питания, паразитных "дренажных" токов нет, уравнивание земель не нужно, гальваническая развязка не нужна.
3. отсутствие источников мощных помех. существующие (а он один - старт-стопный режим работы компрессора) легко задавить программно (запретить сбор данных с датчиков при старте и стопе) и схемотехнически: разводку датчиков делать _экранированной_витой_парой и звездой (_без_петель_).

 

Ок, но есть два НО
1. Реализация оборотов компрессора (до 32 кГц) только через аппаратный счетчик импульсов, с секундным опросом. Это может упираться в отсутствие его в железе.
2. INVOUT - PWM на 32 кГц - тоже может завязано сильно на железо.
Начнем реализовывать, если будет простая поддержка в железе то реализуем.

Алгоритм поправил
1. Вычисление ошибки Err=TCONUOT-TCONtarget
2. Вычисление пропорциональной составляющей Up=Kp*Err (Кр — коэффициент, надо подбирать)
3. Вычисление интегральной составляющей Ui=Ui+Err (предыдущего шага). Фактические будет реализация скользящей средней ошибки (скользящее окно) по 10 предыдущим значениями.
4. Вычисление общего воздействия U=Up+Ki*Ui Кi — коэффициент подбирается.
5. Проверка граничных условий:
- U< MINPOWER тогда U=0 (меньше минимума не выставить, придется выключить компрессор)
- U>MAXPOWER тогда U= MAXPOWER (даем максимальную мощность.)
- TCONUOT=>MAXTEMPCO U=0 (температура обратки выше критической)
6. Если прошло времени TIMEONMIN с последнего выключения устанавливаем мощность U (ограничиваем частоту включений компрессора и при выключении компрессора по достижению максимальной температуры обратки даем системе немного остыть.)

Мне тоже нравится управление СРАЗУ температурой в доме. Смущает очень большая инерционность системы. Надо сразу большие время закладывать - часы. Но идея перспективная.
Как реализовать пока не понимаю.
Если в лоб то плохо получится, и точно будет "перегрев обратки"

А в режиме прогрева холодного дома? - я думаю легко. У себя наблюдал многократно в доме +15 ТН выключает по уставке максимальной температуры СО.

А вот в это я не верю (С) -)

Скорее времени не хватает сесть и формализовано писать.
Жду может кто напишет -)

Маленькие желтолицые братья (контроллер G8) - дискретные входы развязаны оптронами (питание не смотрел), аналоговые входы (NTC резисторы) нет (см фото). Исполнительные устройства через реле. А они экономят на всем!
Мой личный опыт использования DS18b20 показывает что надо все делать достаточно аккуратно, иначе периодически будут возникать глюки. У меня иногда приходит значение 0.06 градуса (1 дискрета). Конечно все будет фильтроваться и усредняется но лучше что бы глюков было поменьше.

Так как поддержки софта развязка не требует, то тут каждый вправе городить в меру своей "испорченности" -) И вообще работа микроконтроллера рядом с компрессором обязывает...
Вачдог конечно сделаю, но как бы экранировать не пришлось.
На работе цифровые входы обязательно опто развязываем, если оборудование не лабораторное (есть станочное).

Мое продвижение
- начал писать абстрактные классы для всяких объектов. Думаю что в конце неделе что то выложу.
- по железу - китайцы пока не ответили. Буду наверное дисплей заказывать что бы ехал. Сегодня выберу.

Остался открытым вопрос чем мы управляем - температурой обратки или температурой в доме?
Хотелось бы что бы кто нибудь написал окончательные версии алгоритмов управления компрессорами для старт-стопа и частотника и внес их в нашу бумажку (в конец). Тогда перейдем к осуждению алгоритма ЭРВ.

Вопросы для моего понимания работы ЭРВ
- шаговый двигатель 480 шагов (может быть другое количество шагов). Полного вращения нет - вращение от упора до упора. Концевиков нет, датчика положения нет. Все шаги рабочие - нету холостого выбега.
- перед началом работы ищем "0" типа 500 шагов вниз - все полностью закрыто и ЭРВ в положение "0" дальше например +100 шагов открываем ЭРВ.
- ЭРВ отдельный алгоритм он завязан на показания датчиков и существует БЕЗ привязки с работой компрессора (конечно компрессор включен). Т. е может быть реализован отдельной задачей.

В качестве "десерта" обсуждения предлагаю поговорить об конструктиве контроллера (НО В РАЗУМНЫХ пределах товарищи):

Дано
- стандартная плата с микроконтроллером, с большой долей вероятности детали и разъемы будут находится на одной стороне. Разъемы на этой плате PLD или PBD
- плата реле. Силовая часть зажим под винт, вход PLD или PBD
- плата "опторазвязки" по желанию- опция
- "Гребенка" входные разъемы для быстрого надежного крепления датчиков и исполнительный устройств (скорее всего винт)
- сетевая плата большой долей вероятности детали и разъемы будут находится на одной стороне. Разъемы на этой плате PLD или PBD.

Надо все собрать в кучу.

Я мыслю "большая макетка" где на стойках крепятся элементы и соединяется шлейфами, часть элементов напаиваются на эту плату. Но что то не нравится, может кто предложит лучшее решение.

 

@Pav2000,
По управлению частотником: можно и меньше 32 кГц, это максимум, можно и 100гц поставить, и задать в частотнике что это 100%. И регулировать с шагом 1гц, вполне достаточно. (обычный инверторный компрессор имеет диапазон оборотов 20-120 гц, какраз 120-20 = 100гц, можно легко и понятно регулировать частоту с шагом 1 гц и без аппаратного счетчика...)
Такой метод точнее и проще чем через ЦАП.

По дисплею и контроллеру очень ждем... что б тоже заказать и ждать ... дисплей такиb графический мелкий берем? а плату ?