Ракетный котел - 2

РЕКЛАМА НА ФОРУМХАУС

@alarin, могу переслать все исходники логов, но пока что это всё не очень показательно, нужно набрать большую экспериментальную базу.

Попытался сюда втиснуть спойлеры с логами, но форум ругается на большой объем текста.

Сегодня начал отладку алгоритма управления.
Подключил сервопривод заслонки первички.

Вот пока такой экспериментальный процесс:

Фиолетовое - серва первички.
Голубое - серва вторички.
Там разрыв в графике - отключался на отладку.
Вот работа сервоприводов:

Бордовое - вторичка
Синее - первичка.

Результат по динамике температуры воды:

Бордовое - заданное значение,
Синее - фактическое значение.

После отладки уже не было сильных пиков, как в начале графика, до отладки. Получилось удерживать температуру в пределах +- 2 градуса на протяжении всего цикла топки.

Фактически, это значит, что удалось получить одну и ту же выдаваемую мощность независимо от фаз горения топлива в котле.

Алгоритм управления "пожирнел" в теле программы, но выкладывать пока не буду - нужно еще много что проверить. Пока не могу гонять котел на более высокой мощности по погоде, а для нормальной отладки нужно и на средней, и на максимальной мощности проверять.

Сейчас, на минималке, автоматика периодически практически глушит топку, чтобы удержать мощность от возрастания.

Еще нужно проработать управление вторичкой, чтобы автоматика сама выбирала оптимальный режим вне зависимости от того, как пользователь установил физический привод заслонки.

По первичке уже так получилось - там достаточно сделать так, чтобы "0" совпал с полностью закрытым положением заслонки, а дальше автоматика уже сама разберется, на какой угол открывать. А по вторичке пока нужно угадывать соотношение углов сервопривода и углов заслонки.

 

@Perelesnik,

Ну вот это собственно и есть цель автоматизации. Проверить при этом чистоту горения по временина вскидку не получится, но подумаю. Однако в любом случае за достаточно короткое время получен великолепный результат. Мои поздравления!

 

Окончание работы ночной закладки (чисто угольная фаза):

Динамика по воде (ну или по мощности):

Работа заслонок:

Синее - первичка, бордовое - вторичка.

График короткой закладки мелкими дровами:


По воде:


По заслонкам:


Работа первички от ПИД регулятора оказалась на порядок точнее, чем работа от механического котлового регулятора.
Ощущение от работы котла в доме стало абсолютно таким же, как от работы газового котла: теперь поддерживается очень ровная температура, без скачка в "жарко" на начальном этапе и постепенного снижения температуры в последующий период.
Учитывая малую тепловую инерционность моей системы отопления, это радует.

Но вот управление вторичкой пока еще для меня открытая математическая задача. Дело в том, что там отсутствует прямая пропорциональная зависимость от температуры в райзере, в отличие от таковой в случае первички и общей мощности котла.
Также я не могу задать "золотую" температуру в райзере даже динамически (задать некий массив, из которого программа берет значения в зависимости от времени горения и иных показателей, с учетом фаз горения), чтобы эту динамику внести в программу и затем позволить ПИД-регулятору поддерживать такую динамику - "золотая температура" численно меняется в зависимости от требуемой мощности и особенностей топлива (хотя общая логика изменений сохраняется).

При увеличении подачи вторички температура в райзере растет только до определенного уровня подачи, а дальше начинает снижаться. Эта граница постоянно плавает. Как заставить программу ее автоматически находить? Поддерживать сможет ПИД- формула, а вот как ее автоматически находить в реальном процессе, пока не знаю.

Собственно, задача - динамически вычислять целевую переменную для ПИД-регулятора вторички. Значение переменной - максимальная температура в райзере исходя из реально возможной. Выше 900-1000 градусов - не проблема, там просто даем вторичку на максимум, а вот до 900 - всё далеко не очевидно.

 

Да механический регулятор так точно не сможет сработать!

 

@Perelesnik, Я вам про разность интервалов писал, наверно не прочитали или не понятно. Это как раз метод отлавливания экстремума температуры. Здесь ПИД регулирование не годится. Пока ковыряюсь с котлом сесть за алгоритм никак. Пока тоже бьюсь со вторичкой, прицепил топливник от ракетки к котлу и катаюсь, пристраивая разные варианты подачи ВВ.

 

Прочитал. Но я гуманитарий по образованию, поэтому нередко туплю в подобных случаях, очевидных для большинства. Мозгъ гуманитария - специфический инструмент.
Но идею уже понял в достаточной мере, чтобы начать думать над реализацией в коде. Полностью пойму только когда проверю на практике.

 

Смотрю, что сервопривод первички "раскачивается".
ИМХО надо бы ввести демпфирующий понижающий коэффициент к температуре (можно начать с 0,9 и потом немного его поднастроить).

 

Мне кажется, температура в райзере должна быть связана с мощностью котла. То есть под каждую мощность будет своя температура. Мощность можно определить по разности температур воды на подаче и обратке помноженной на расход. Расход определяется скоростью насоса. То есть выходной параметр делаем не температуру подачи, а мощность. Под заданную мощность знаем нужную температуру в райзере и положение заслонки ВВ. Выставляем и больше не трогаем. Далее поддерживаем температуру в райзере регулируя ПВ.

 

@ra4cih, Мощность еще и от расхода газа зависит, количество ВВ тоже от него же, не так все просто однако. ПВ -надо поддерживать температуру в топливнике в райзере же необходимо в динамике отслеживать максимум температуры.

 

т. е. необходимо постоянно брать производную от температуры в райзере (касательную к графику температуры)... и при снижении температуры райзера отрабатывать заслонкой обратно...
Напоминает катание на гребне волны - постоянный поиск максимума в динамике.

 

@StarykovMih, Верно, на восходящей ветви добавлять ВВ и смотреть на пока увеличение температуры не сменится ее снижением и отработать обратно на нисходящей прибирать заслонку, добиваясь максимума температуры, пока разница температуры в топливнике и райзере не станет минимальной, дальше управление заслонкой ПВ в приоритете.

 

помню-помню поиск экстремума функции

 

Да, зависит. В идеале его мерить, но это сложно. Расход в основном зависит от сечения райзера, температуры в нем, сопротивления всего тракта печи. При заданной мощности все эти величины более-менее постоянные, значит и количество ВВ будет постоянным. Бункер - это источник топлива, как выражался Руслан - газовый баллон, ПВ - вентиль. Чтобы получить заданную мощность нужно открыть вентиль на определенную величину и выдать определенное количество топлива в единицу времени. Дрова газят неравномерно, и это компенсируется регулировкой ПВ. Свежезаложенные газят сильно (полный баллон, высокое давление - ПВ убавили (вентиль прикрыли), частично прогорели, газят меньше (снизилось давление в баллоне) - добавили ПВ (приоткрыли вентиль), восстановили нужное количество газа. Инерционность регулировки ПВ по температуре в райзере будет гораздо меньше, чем по температуре подачи воды. Еще такая регулировка будет автоматически учитывать отбор тепла. Похолодало в доме, снизилась температура обратки, котел понял, что начали отбирать больше мощности - повысил температуру в райзере. Стало жарко в одной комнате, закрыли батарею, температура обратки повысилась - котел снизил мощность.

 

@ra4cih, Ваши рассуждения вполне логичны, но я введу еще один параметр - концентрация пирогазов. Древесина распадается во времени не равномерно, поскольку состоит из нескольких составляющих: целлюлозв, лигнин, смолы, для хвойных, вода, а как же без нее. Эти компоненты тоже представляют из себя целый гомологический ряд компонентов. Да еще и реакция пиролиза идет с выделением тепла. Поэтому газоывделение будет неравномерным не только от температуры, оно еще и во времени гуляет. Пик концентрации как раз и отслеживается по пику температуры в райзере при дозированной подаче ВВ. Мы как бы опускаем промежуточные стадии и ловим результат химии в динамике. Безусловно, что цель процесса регулирования горения как раз и есть свести все к примитиву открыл баллон с газом, дожег уголь. Поэтому автоматика и должна гонятся по параметрам, а пользователь, следовать описанной вами логике, но сначала он должен сделать эту автоматику....

 

Доброе утро.
Дичь какая-то получается с этой регулировкой вторичного воздуха по разностям:

Фиолетовый - это как раз клапан вторички.
На тайминг не обращайте особого внимания - там несколько раз обнулялось в первой части графика, так как перепрошивал контроллер.

Автомат пытается вытащить температуру в райзере на максимум, и ему удается, но пока что это дестабилизирует всю систему.

Мне график по предыдущему алгоритму был более понятен, и выглядел более красиво.

Вот еще утреннее догорание закладки:



Проверю еще сегодня днем... но пока не в восторге.

Сложность в том, что при моем малом энергопотреблении в эту погоду первичку глушит в "0" большую часть времени.