ШИМ-регулирование температуры водяного теплого пола

Работает и нагревается в корне разные вещи

 

Все в сравнении, Ну на первом десятке котельных по этой системе, тоже ставил много регулировок, вплоть до краников байпаса, сервоприводов на каждый контур (начитаются люди интернета), проходит пару лет, и оказывается что без всего этого тоже все греет и работает. Пол слишком инерционен, чтоб вешать на него всевозможные регуляторы. У нас в цепочке еще есть радиаторы и котел, которые живут своей скоротечной жизнью, с совершенно другим алгоритмом работы.

 

Ну это то да. дело в том, что эти сервопроводы предназначены не для того чтобы температуру в помещении полами регулировать, а для того чтобы зонально управлять температурой в помещениях. к примеру днем в спальне не греть, а ночью на кухне.
у нас же, каждый сует заказчику то, что сможет объяснить зачем оно ему архинеобходимо. независимо от того, что в это устройство заложили инженеры

 

У нас вон к примеру и дизеля конденсатные будерусовские таскают во всю прыть из за границы. и неинтересует их что на нашей солярке они не работают и у них конденсатный теплообменник на ней за пару тройку лет проедает. и не возят их сюда бошевцы именно по этой причине

 

Получил из Китая на пробу два сервопривода для управления петлями ТП (НО, 24 В).
Подключил к блоку питания для замера потребляемого тока и ужаснулся - ток был на уровне 200мА ?!
Поскольку маркировка странная и присутствуют буквы "АС", даже испугался, что поставщик перепутал и прислал на 220 В. Оказалось, не перепутали, но характеристики несколько отличаются от заявляемых.
Заявлено, что потребление 1,1 Вт, т. е. ток около 46 мА. Однако это совсем не так - ток за 25 мин падает практически по экспоненте с 350 мА до 70мА. Причем даже через 7 мин ток остается на уровне 100 мА. Реальный ход штока начинается с 3-ей минуты и заканчивается к 6-ой минуте.
Выводы:
- при использовании низковольтных сервоприводов блок питания надо выбирать с большим запасом. Даже в установившемся режиме при всех закрытых приводах ток в два раза выше заявленного. А если учитывать длинные фазы запирания, то минимум в три раза, т. е. 100-120 мА на один привод. Ну, а если закладываться на одновременное запирание всех приводов, то потребуется по 300 мА. Конечно, для приводов на 220В это не касается;
- сервопривод сам по себе весьма инерционен (опускание штока происходит с 5-й по 8-ую минуты после снятия напряжения);
- ход штока заявлен 5мм, по факту - столько же.

Возможность подобрать параметры ШИМ для нахождения штока в рассчитанном среднем положении мне кажется крайне проблематичной. Наиболее логичный режим - подать напряжение в течение 6-7 мин и отключить, а требуемую температуру обеспечивать длительностью пауз между такими включениями. Минимальная длительность паузы - 7-8 минут (время необходимое для подъема штока).
Полученный график прилагаю.

 

Я все также предлагаю делать подачу тока в одну секунду а снятием управлять силу запирания. грубо говоря от часа до нуля секунд. так вам будет без разницы сколько у вас какой привод закрывается или открывется. контроллер будет таким способом постоянно подстравиатся под ситуацию

 

Тогда проще уже не ШИМ сооружать, а ПИД задействовать, его алгоритм в вашем случае лучше подходит.

 

Логично, только, мне кажется, что большинство сервоприводов имеют аналогичные характеристики. Поэтому случай - общий, а не только мой. Следовательно, возникает сомнение в эффективности использования ШИМ для управления сервоприводами.

Было бы интересно получить отзывы о практической реализации ШИМ и результатах использования.

Алгоритм буду писать свой, в силу особенностей системы (высокий темп измерений, большая инерционность исполнительного устройства и самого ТП) классическим ПИД я бы его не называл.

 

Уточните, что значит "в одну секунду"?

 

Насколько я понял, ТС хотел использовать ПИД и ШИМ, то это выглядит так: выход ПИД 0-100 должен преобразовываться в длительность импульса открытия клапана в задданном периоде.
Т. е. если период 10 минут и выход ПИД 10% - нужно открыть клапан на 1 минуту, подождать 9 минут. Через 9 минут посмотреть пид - 23% - открыть клапан на 2.3 минуты, потом закрыть... Разве не?

 

Провел эксперимент - поставил 4 температурных датчика в двух помещениях (спальная и санузел), значения которых с помощью Ардуино каждую минуту записывал на SD карту. Три датчика для измерения температуры поверхности пола положил на пол и прикрыл кусками ЭППС, два датчика для измерения температуры воздуха разместил на высоте около метра.
На автоматике котла поставил снижение температуры в ночное время, кроме того на оба контура поставил управляемые клапаны которые работали в режиме 60 мин закрыто, 180 мин открыто.
Данные записывал несколько суток в конце июня-начале июля, т. е. теплопотери дома были малые.

Итог - эффект закрытия клапана петли ТП сказывается минут через 50-60 в виде снижения температуры поверхности менее 0,5 град, по воздуху - практически не чувствуется (дом из теплой керамики, внутренние стены - полнотелый кирпич, перекрытие - жб плита, т. е. большая теплоемкость внутренних стен и перекрытий).
Эффект от работы автоматики котла - плавное снижение температуры примерно на 1,5 град за СЕМЬ часов.

Вывод - использование ШИМ - чистая теория вследствие большой инерционности системы. Я даже задумался над необходимостью устанавливать управляемые клапаны на петли ТП при наличии автоматики котла.
Выв

 

Всем привет!
Рад, что "нарыл" эту интересную тему.

Второй день экспериментирую с термоприводом на смесительном узле ТП.
Для отладки управляю термоприводом 220В через твердотельное реле, контроллер - ардуино.

Цель № 1 - сделать управляемый ардуино смесительный узел. Четыре года термоголовку руками вертел, теперь хочу автоматику.

Вчера с задержками "баловался" (110 секунд питаем термопривод, 300 секунд - термопривод отдыхает, шток возвращается в исходное положение).
Сегодня управление термоприводом передал ПИД-алгоритму, подбираю коэффициенты.

Основная загвоздка в том, что отключать питание термопривода нужно еще до того, как начала расти температура после смесительного узла. Ведь тогда будет уже поздно - термопривод будет долго "закрываться" и будет кратковременный заброс высокой температуры в пол. Мне жалко трубы и стяжку.
Хотелось бы добиться плавной регулировки.

@олег брест, а по какой логике работал ваш ШИМ? Какая продолжительность импульсов и пропусков между ними?

@PeterGolf, у вас что-то получилось в итоге?

 

Вчерашний день наблюдал за работой под управлением ПИД-алгоритма и подбирал коэффициенты. Результаты не очень понравились, есть скачки температуры до максимальной. Нужно самообучение (обратная связь). Всё фигня, Миша, давай по-новой (c)

Сегодня проснулся в 6 утра и решил реализовать ШИМ-алгоритм (пока "на коленке", с той же ардуино и твердотельным реле, периодичность целых 3 секунды).

Результат даже в таких условиях очень понравился! За 5 часов работы на уставке 32°С было всего пара скачков температуры на пару градусов! При том, что система реально работала и температура приходящей к смесительному клапану воды менялась! Я очень доволен. Средняя температура выходящей воды за 5 часов составила 31.9°С.


Теперь про алгоритм:

- Изначально ширина импульса "электротолкатель включен" 10 секунд. "Выключен" - 40 секунд.

- Каждые 120 секунд проверяем температуру выходящей воды. Если t° больше нужной - уменьшаем ширину импульса "включен" на 1 сек. Когда t° упало ниже желаемой - увеличиваем ширину импульса "включен" на 1 сек.

После пары часов изучения графиков ввёл пару хитростей:

1) Если t° и так падает - не нужно уменьшать ширину импульсов, нужно просто подождать (с ростом - то же самое)

2) Если t° стала выше нормы - сразу же нужно однократно уменьшить ширину импульса (а не ждать пока сработает цикл "каждые 120 сек")

3) Ввел гистерезис (пока поставил 0.3°С), чтобы система срабатывала еще до достижения заданной t°

Результатом, повторюсь, уже очень доволен. Реальный гистерезис этого "умного термостата" составил около +/- 0.7°С. Дом весь день работает на этом термостате. Пробовал дестабилизировать систему (увеличил ширину импульса) - постепенно клапан опять прикрылся до нужного уровня.

Продолжу наблюдения. Когда отлажу коэффициенты и алгоритм (вдруг еще какие хитрости нужно добавить) - перепишу всё на arduino, пусть автономно управляет. Чтобы я через облачную БД только настройки контроллеру передавал.

И можно будет переходить к следующему этапу.

 

Нашел еще немного информации:
Немного теории.
Скорее всего вы хотите управлять тепловой мощностью ваших радиаторов: в зависимости от разницы между текущей температурой и значением температуры уставки включать ваши радиаторы, например, на 80%, 50% и т. п. их тепловой мощности.
На какую тепловую мощность должны включаться радиаторы и вычисляет терморегулятор. Это значение в % виде отправляет в шину.
Обычно терморегуляторы "работают" в Пропорционально-интегральном режиме. Вручную можно задать диапазон пропорционального регулирования и период интегрирования. Влезать в эти опции и тем более менять в них настойки следует только, если предустановленные настройки не обеспечивают точность управления.
Для 99% инсталяций достаточное предустановленных настроек. Для это в параметре "Тип отопителя" задайте "радиатор" или "теплый пол" и терморегулятор сам установит нужные значения.

Настройка электромеханического сервопривода ABB ST/K 1.1. Для АВВ их делает Theben поэтому смотрите инструкцию в скрепе по настройке этого сервопривода.

Для управления термоэлектрическими сервоприводами (ихт бин термоголовами) потребуется специальный актуатор, который преобразует полученное по шине процентное значение от терморегулятора в цикл ШИМ (широтно-импульсного модулирования). Например период ШИМ 10 минут, от терморегулятора приходит 70%, тогда на 7 минут на термоголову будет подаваться напряжение, 3 минуты - нет, затем опять 7 минут подается, 3 минуты нет.
Для таких актуаторов крайне важно правильно задать период ШИМ. Для этого установите термоголову на клапан подайте напряжение и замерьте время, за которое термоголова полностью откроет (или закроет) клапан; затем снимите напряжение и замерьте время, за которое клапан полностью закроется (или откроется). Сложите эти времена. Период ШИМ должен в 1,5-2 раза превышать эту сумму.

Остальные настройки описаны в инструкциях на конкретное оборудование.

 

Всем привет! Если кому интересно - реализовал погодозависимый контроллер тёплого пола.
Подробности в теме "Делаю погодозависимый контроллер тёплого пола"