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高精度温度控制方法

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雪中漫步|  楼主 | 2013-11-29 10:19 | 只看该作者 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式
本帖最后由 雪中漫步 于 2013-12-5 17:17 编辑

加热体控制电路,1、加热体使用交流市电,加热体是铝铸件,2、加热体控制部分采用可控硅,利用单片机IO口进行控制,3、温度采集部分铂电阻采用桥式电路,利用AD进行采集,铂电阻密封在加热体外表面。
要求在加热时精度比较高,在1℃之内,但是出现的问题是,当开启加热后,加热体内部的温度传到铂电阻的时间有延迟,造成了在开启和关闭可控硅的时候,温度有很大延迟,造成了温度的不可控情况。想问一下有什么好的解决方法。求大神们多多指教。。
目前想到的解决方法是:1、将铂电阻放置到加热体内部,进行加热体打孔,但是由于加热体内部不能打孔,所以否决。2、采用直流供电加热体,但是由于功率问题,否决。
增加PID算法的主要问题是:1、如果使用单纯的PID算法,PWM控制输出,但是真正的参数值是靠的经验值,即需要反复测试最终确定,但是当外界环境变化较大时,就会出现参数不合适的问题,严重会引起震荡。2、而要完成参数自动调节,则需要 其他的一些辅助算法,就造成了运算量很大,而且由于可变量太多,在自调节过程中会出现一些问题,而且不够成熟。

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沙发
airwill| | 2013-11-29 10:25 | 只看该作者
除了足够高的采样准确性, 另外就是采用 PID 算法控制.

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pjy 2013-12-1 17:36 回复TA
PI 
板凳
大前门| | 2013-11-29 10:28 | 只看该作者
本帖最后由 大前门 于 2013-11-29 10:31 编辑

这种应用一般都需要用DIP算法的。另外,为了精确控温,有时需要一些散热或制冷措施。

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地板
雪中漫步|  楼主 | 2013-11-29 11:46 | 只看该作者
airwill 发表于 2013-11-29 10:25
除了足够高的采样准确性, 另外就是采用 PID 算法控制.

PID算法控制,应该是已经加上了,检测温度和控制可控硅形成了一个闭环通路,但是由于可控硅部分只能进行开断,而降温方面也没有很好地方法,目前是在加热体的外部有个小风扇,但是在实际运行中,主要问题是 例如要加热到60℃,我们在55℃的时候就关断了可控硅,但是在关闭了可控硅之后,温度还能冲到68℃左右。

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pjy 2013-12-1 17:37 回复TA
比例+惯性环节的处理 
5
雪中漫步|  楼主 | 2013-11-29 11:51 | 只看该作者
雪中漫步 发表于 2013-11-29 11:46
PID算法控制,应该是已经加上了,检测温度和控制可控硅形成了一个闭环通路,但是由于可控硅部分只能进行 ...

在实际运行中风扇降温不实际的问题主要是,由于加热体部分是市电交流,而在仪器中风扇比较小,所以风扇的降温效果比较差,尤其在室温比较高的时候,降温速度很慢,如果加了大的风扇,放不到仪器中。而且在加热体的外面也做了很多保温措施,造成了风扇的作用比较小。

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6
戈卫东| | 2013-11-29 12:03 | 只看该作者
如果被加热件的热容是固定的,那能量输入产生的温升是可预测的....

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7
大前门| | 2013-11-29 12:09 | 只看该作者
雪中漫步 发表于 2013-11-29 11:51
在实际运行中风扇降温不实际的问题主要是,由于加热体部分是市电交流,而在仪器中风扇比较小,所以风扇的 ...

感觉还是PID的参数没有调整好。

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8
airwill| | 2013-11-29 12:18 | 只看该作者
但是在实际运行中,主要问题是 例如要加热到60℃,我们在55℃的时候就关断了可控硅,但是在关闭了可控硅之后,温度还能冲到68℃左右。
这是控制里的过冲现象,  D 参数偏小, 加大应该会改善.

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9
qzlbwang| | 2013-11-29 12:33 | 只看该作者
呵呵,显然是PID参数未整定好

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10
gonggu8181| | 2013-11-29 12:33 | 只看该作者
这个问题我也遇到了,我的要求是37士0.5度,用了PID,由于参数不好调节和控制,最后单独给加热模块配了一路PWM,控制脉宽可比控制关断好多了,最后实验37士0.3 。

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11
gx_huang| | 2013-11-29 13:05 | 只看该作者
你先去买一个现成的PID温控仪表,看看人家控制的怎么样。

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12
雪中漫步|  楼主 | 2013-11-29 13:19 | 只看该作者
戈卫东 发表于 2013-11-29 12:03
如果被加热件的热容是固定的,那能量输入产生的温升是可预测的....

热容是固定的,但是由于外界温度是不固定的,而且在升温过程中产生的温度和外部温度的差值是变化的,如果用预测的值,在仪器运行过程中是会出现不可控的因素的。有没有其他方面的建议呢。

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13
雪中漫步|  楼主 | 2013-11-29 13:44 | 只看该作者
airwill 发表于 2013-11-29 12:18
但是在实际运行中,主要问题是 例如要加热到60℃,我们在55℃的时候就关断了可控硅,但是在关闭了可控硅之 ...

加热体部分,是由于加热体在加热过程中,产生了惯性,内部温度传达到表面放置的温度传感器部分需要了将近2s的时间。 目前采用的是 开断式,没有采用PID式,如果采用了PID算法,但是那个降温的风扇作用由于很小,那你的意思是 在只有加热的情况下也可以使用PID算法吗,那如果超过了温度,利用自然散热,这样页可以达到预期效果吗? 谢谢你的解答。

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14
雪中漫步|  楼主 | 2013-11-29 13:45 | 只看该作者
gonggu8181 发表于 2013-11-29 12:33
这个问题我也遇到了,我的要求是37士0.5度,用了PID,由于参数不好调节和控制,最后单独给加热模块配了一路 ...

我的这个仪器要求是在0-200℃之间进行加热,你的温度传感器用的是什么呢,温度精度和温度的上下限是多少呢,谢谢你的解答。

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15
电力猫| | 2013-11-29 14:08 | 只看该作者
来看看大神们是怎么说的 。。

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16
么么沫沫| | 2013-11-29 14:22 | 只看该作者

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17
雪中漫步|  楼主 | 2013-11-29 14:51 | 只看该作者
gonggu8181 发表于 2013-11-29 12:33
这个问题我也遇到了,我的要求是37士0.5度,用了PID,由于参数不好调节和控制,最后单独给加热模块配了一路 ...

而且在外部温度变化时,参数是还需要再次调节吧,有没有闭环的参数调节方法呢。因为仪器在不通工作环境中,如果手动调节参数,就不大符合我们的要求了。

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18
gx_huang| | 2013-11-29 15:18 | 只看该作者
按照你的系统场合,如果你以前没有搞过PID温度控制,很难短时间内搞好的,建议采购一台现成的温控仪表。温度控制,复杂着呢。

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19
xzkkzx| | 2013-11-29 16:50 | 只看该作者
可以把加热功率分为基本加热和辅助加热,把辅助加热控制好了,惯性就小了。

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20
xxlin1984| | 2013-11-29 17:52 | 只看该作者
雪中漫步 发表于 2013-11-29 11:46
PID算法控制,应该是已经加上了,检测温度和控制可控硅形成了一个闭环通路,但是由于可控硅部分只能进行 ...

可控硅只有开关两级控制?模糊控制也至少得大、中、小等几级控制。
至少做个每秒开关几个周期的控制啊,这样有个50级加热度,PID才能发挥作用。

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