Řízení výkonu topného tělesa

Zpráva

Clyde256 · #1 Příspěvek od **Clyde256** » 15 črc 2021, 07:16

Dobrý den,
chtěl bych řídit výkon topného tělesa (připojeni na 230V, jedna fáze). Myšlenka je taková, že použiju SSR relé a budu jej spínat pomocí PWM s velmi nízkou frekvencí (např. 1Hz). Změnou střídy pak budu regulovat výkon topného tělesa.

Prosím o radu, zda je tato myšlenka použitelná (pokud ne, tak proč) a nebo se tento problém řeší jinak?

Proč chci vůbec řídit výkon topného tělesa? Chtěl bych topné těleso použít pro ohřev rmutu (pivovarství), ale klasické: zapnu topné těleso a vypnu ho při dosažení nějaké teploty bude podle zkušeností způsobovat připalování cukrů v díle. Pokud budu mít topné těleso s řízením výkonu, mohu použít řízení ohřevu pomocí PID.

Děkuji, za rady a za shovívavost, pokud jsem problém popsal příliš neodborně.

termit256 · #2 Příspěvek od **termit256** » 15 črc 2021, 07:31

PID s tim nema co delat, to muzes pouzit i pri topeni stylem zapni/vypni. Ty mas prilis velky vykon topneho telesa a u toho ti zadna regulace nepomuze. Nejkritictejsi faze bude vzdy pri nabehu teploty na provozni hodnotu, tam ti pojede i PWM s PID naplno. Samozrejme udelat to jak rikas muzes a bezne se to tak dela ale bude to resit jen snizeni vykonu telesa pri udrzovani teploty, pri nabehu ne.
Ted jsem delal regulaci trouby na suseni filamentu pomoci PID regulatoru za 3 kila z ebay (REX C-100) a funguje to pro tento ucel pekne. Spustis autotuning, on si nastavi parametry PID a o vic se nestaras, za pul hodky bylo hotovo. Po najezdu na pracovni teplotu uz jen tak "dotukava" teplotu nekolikasekundovymi intervaly.

Samozrejme pokud hrozi zkundeni piva za x desitek tisic, volil bych treba Omron apod. :-)

petrfilipi · #3 Příspěvek od **petrfilipi** » 15 črc 2021, 07:53

V AR 1993/11 na straně 10 vyšel návod ná dvojitý proporcionální termostat.

PF

Clyde256 · #4 Příspěvek od **Clyde256** » 15 črc 2021, 08:10

Termit256 díky za odpověď. Asi jsem se mylně domníval, jak PID funguje. Myslel jsem, že PID má spojitý výstup, např. 0-1 (0, 0.1, 0.2 ... 1). Což samozřejmě mohu převést na intervaly spínání nebo jak jsem se domníval na výkon topného tělesa. Ohledně výkonu tělesa. Samozřejmě se musí zvolit vhodný výkon tělesa, ale předpokládal jsem, že pro omezení připalování bude rozhodující jaká bude strmost/rychlost zvyšování teploty. Pokud bych si koeficienty PID vyladil, tak že rychlost ohřevu bude např. 1°C/min (je to možné?), pak by to snad mohlo vést k cíli.

Petrfilipi, taky děkuji za tip. Zkusím si to najít a podívat se na to.

termit256 · #5 Příspěvek od **termit256** » 15 črc 2021, 08:58

Tu rychlost ohrevu vyladis maximalnim vykonem topneho telesa. To ten cinsky termostat neumoznuje, takze pokud budes mit teleso prilis silne, musis si nastavit strop pwm pres ktery regulator nepojede. Jinak PID funguje tak jak jsi popsal, dela to tak i ten cinsky termostat, jen ty internaly pwm jsou delsi, coz je u topeni jedno, protoze tam je vyssi setrvacnost. V principu je to to same. Termostat si autotuningem zmeri parametry regulacni smycky, nastavi PID slozky a pak jen dopocitava kolik je treba pritopit aby udrzoval teplotu, kdy ma prestat topit aby nebyl teplotni prekmit apod. Neceka s vypnutim az teplota dosahne zadane hodnoty jako u klasickeho termostatu.

#6 Příspěvek od **Zaky** » 15 črc 2021, 09:05

PID samozřejmě z principu má spojitý výstup, to, že může již být ve formě PWM je již věc jiná a záleží na konkrétním provedení regulátoru. Topení s větším výkonem samozřejmě použít můžeš s tím, že mu maximální střídu a tím maximální výkon omezíš. Záleží na tom, jestli to budeš umět u nějakého konkrétního regulátoru udělat. Pokud bys to programoval sám do nějakého procesoru, tak je to samozřejmě bez problémů realizovatelné. A tu frekvenci PWM můžeš klidně použít ještě daleko nižší, klidně třeba 5 - 10 sekund na periodu, to si konečně můžeš spočítat z výkonu topení a objemu (a tedy tepelné kapacity) lázně, o kolik se ti za takovou dobu lázeň ohřeje.

samec · #7 Příspěvek od **samec** » 15 črc 2021, 10:52

Potrebuješ dvojstupňové riadenie. Nemusí to byť nutne štandardné PID. Ono to ani veľmi so štandardným PID nepôjde. Ak budeš mať v hrnci iný objem tekutiny inej konzistencie, tak regulovaná sústava bude mať iné parametre. Na to autotuning nebude veľmi fungovať. Reguláciou výkonu sa dá obmedziť/regulovať teplota len približne. Teplota je totiž integrálom výkonu. Preto potrebuješ merať aj teplotu výhrevného telesa a riadiť druhým regulátorom v závislosti od signálu z prvého regulátora...

kejki · #8 Příspěvek od **kejki** » 15 črc 2021, 11:06

Omlouvám offtopic, ale zavařovací hrnec s digitálním řízením na tuto práci vyhovuje podle dlouholetého vařiče, imho je tam triak. Myslím, že měl ten z LIDLu.

Clyde256 · #9 Příspěvek od **Clyde256** » 16 črc 2021, 06:48

Všem moc děkuji za informace a připomínky. Ještě bych měl jeden teoretický dotaz. Může docházet k nějakému rušení elektroniky při častém spínání topného tělesa pomocí SSR relé? A je to tak, že pokud např. frekvence spínání bude 50Hz se střídou 50%, dojde pouze k oseknutí poloviny periody střídavého signálu?

#10 Příspěvek od **Zaky** » 16 črc 2021, 09:01

Použij pomalou PWM před mnoho peroid sítě a použij ssr se spínáním v nule.

#11 Příspěvek od **rezis** » 16 črc 2021, 11:34

A o zkusit dát do série diodu a tím omezit výkon tělesa?
Jinak nevím jak v domácích podmínkách, ale ale ve velkém se rmut po celou dobu míchá míchadlem.

JMD · #12 Příspěvek od **JMD** » 22 srp 2021, 11:53

Prosím vás kde mám chybu a ako ju skontrolovať s obyčajným multimetrom?
Mám v podstate katalógové zapojenie U217B+MOC3022+BTA41-600, len po výmene triaku a vyradení jedného podľa mňa nezmyselného odporu medzi GATE a A1 mi to na mieste inštalácie so záťažou nefunguje. Pritom doma na osciloskope bez záťaže a triaku všetko pekne fungovalo aj pri kontrole osciloskopom.

V podstate mne sa po 15r. prerazil upiekol 40A triak BTA41-600 v domácky vyrobenom regulátore el. výkonu cez 5,5kW výhrevne teleso v prietokovom ohrievači vody pre sprchu. Výkon podľa nastavenia polohy potenciometra (môže byť aj termistor) riadil šikovný IO U217B. Ten bol posilnený pre riadenie väčších výkonov optickým driverom MOC3022. Ten ovláda triak BTA41-800.

JMD · #13 Příspěvek od **JMD** » 22 srp 2021, 13:01

Tu je schéma a ten podľa mňa nevhodný odpor, ktorý som vyradil, aj keď predtým to fungovalo aj s ním.

Predpokladám, že u triaku je jedno, či je záťaž pred A2 alebo za A1.

samec · #14 Příspěvek od **samec** » 22 srp 2021, 13:44

JMD píše:na mieste inštalácie so záťažou nefunguje.

"neunguje" je príliš široký pojem.

JMD · #15 Příspěvek od **JMD** » 22 srp 2021, 13:48

Presnejšie, U217B podľa všetkého budí MOC3022, nakoľko napájanie je v poriadku cca 10V a podľa nastavenia potenciometra bliká kontrolná led. Ďalej už na to multimetrom nevidím. Ale tiak zjavne neotvára v nastavených cykloch a záťaž nekúri. Kontrolne záťaž na priamo normálne kúri.

Doma na stole bez záťaže a s osciloskopom, som nameral normálne priebehy na výstupe MOC3022, podľa nastavenia potenciometra, v cykloch 1,2,3,4,... až všetky sínusoidy.