Проект программного ПИД-регулятора температуры для кристаллизационной печи
Добавлено: 08 июн 2018, 09:02
Здравствуйте!
Помогите, пожалуйста, советом в реализации столь масштабного проекта. Решил создать ПИД -Термоконтроллер для кристаллизационной печи на базе Ардуино.
В первом сообщение хочу описать сам проект Ардуино ПИД-термоконтроллера, который планирую воплотить в реальность.
Материально-техническая база (или что есть под рукой в наличии):
Ардуино контроллеры:
1. TENSTAR ROBOT Nano 3.0 CH340 ATMEGA328P и
2. WAVGAT UNO R3 (CH340G) MEGA328P
Дисплеи:
1. OLED LCD LED Display Module (1.3" I2C 4PIN 128X64)
2. TENSTAR ROBOT LCD1602 (I2C 4PIN)
3. TM1637 LED Display Module (7 Segment 4PIN 0.36 )
Модули:
1. Микро SD-card adapter 6PIN (SPI интерфейс)
2. Модуль реального времени AT24C32 Tiny RTC I2C
3. Ethernet модуль ENC28J60 SPI
4. Семейный шилд для NANO 3.0
5. Твердотельное реле SSR-40 DA
6. Модуль MAX6675 для подключения термопары типа К
7. Амперметр ACS712 3PIN – 2 шт.
8. Матрица 4х4 – клавиатура 8PIN
9. Весы: тензодатчик 1кг, микросхема HX711
Теперь же хочу описать устройство, которое должно получиться на выходе. Буковок много, но это этап планирования, тут без подробного описания желаемого не обойтись. В следующем сообщении начну описывать процесс написания кода, там и вопросы появятся.
Версия 1.
Термоконтролллер осуществляет регулирование температуры по ПИД-закону, в качестве датчика температуры используется термопара типа К, подключенная к микросхеме MAX6675. Управление нагрузкой печи осуществляется с помощью твердотельного реле методом ШИМ.
Термоконтроллер способен осуществлять программу из N-ого количества шагов, а именно нагревать (охлаждать) с заданной скоростью (градусы в час), удерживать заданную температуру (уставку) на заданном уровне в течении заданного времени.
Термоконтроллер имеет модуль аварийного отключения и сигнализации об этом.
Термоконтролллер имеет встроенный терморегистратор, а именно способен накапливать данные (температура от времени) во флеш памяти, а также передавать их на компьютер.
!!! Необязательная, но желательная опция. Термоконтроллер может управляться через интернет, а именно через специальный сайт отслеживаться текущие показатели работы печи, а также возможность отключения - включения печи, задание параметров управления (температуры, скорости, количество шагов подпрограмм и т.д.).
Версия 2.
Все те же возможности, но вместо MАХ6675К используется усилитель сигнала термопары типа К и типа S, описанный в уроке 27.
Версия 3.
Все те же возможности что и у версии 2, плюс управление нагрузкой посредством ФИУ (фазово-импульсное управление).
Версия 4.
Все те же возможности что и у версии 3, дополнительно осуществляется управление печью по трем независимым каналам. (трех-зонная кристаллизационная печь). Три независимых канала регулирования температуры со своими заданными величинами, плюс один независимый канал регистрации температуры. Т.е. в системе будет 4-ые термопары, три термопары – три канала управления (три зоны), и одна термопара только для терморегистратора.
Версия 5.
Все те же возможности что и у версии 4, дополнительно термоконтроллер измеряет вес кристаллизационного тигля, и на основе его изменения (динамики изменения веса) управляет скоростью роста кристалла по ПИД-закону.
P.S. Проект, особенно в последней своей версии очень необычный, так что надеюсь на интерес и консультационную поддержку от всех обитателей форума. Надеюсь, что всё у меня получится.
Помогите, пожалуйста, советом в реализации столь масштабного проекта. Решил создать ПИД -Термоконтроллер для кристаллизационной печи на базе Ардуино.
В первом сообщение хочу описать сам проект Ардуино ПИД-термоконтроллера, который планирую воплотить в реальность.
Материально-техническая база (или что есть под рукой в наличии):
Ардуино контроллеры:
1. TENSTAR ROBOT Nano 3.0 CH340 ATMEGA328P и
2. WAVGAT UNO R3 (CH340G) MEGA328P
Дисплеи:
1. OLED LCD LED Display Module (1.3" I2C 4PIN 128X64)
2. TENSTAR ROBOT LCD1602 (I2C 4PIN)
3. TM1637 LED Display Module (7 Segment 4PIN 0.36 )
Модули:
1. Микро SD-card adapter 6PIN (SPI интерфейс)
2. Модуль реального времени AT24C32 Tiny RTC I2C
3. Ethernet модуль ENC28J60 SPI
4. Семейный шилд для NANO 3.0
5. Твердотельное реле SSR-40 DA
6. Модуль MAX6675 для подключения термопары типа К
7. Амперметр ACS712 3PIN – 2 шт.
8. Матрица 4х4 – клавиатура 8PIN
9. Весы: тензодатчик 1кг, микросхема HX711
Теперь же хочу описать устройство, которое должно получиться на выходе. Буковок много, но это этап планирования, тут без подробного описания желаемого не обойтись. В следующем сообщении начну описывать процесс написания кода, там и вопросы появятся.
Версия 1.
Термоконтролллер осуществляет регулирование температуры по ПИД-закону, в качестве датчика температуры используется термопара типа К, подключенная к микросхеме MAX6675. Управление нагрузкой печи осуществляется с помощью твердотельного реле методом ШИМ.
Термоконтроллер способен осуществлять программу из N-ого количества шагов, а именно нагревать (охлаждать) с заданной скоростью (градусы в час), удерживать заданную температуру (уставку) на заданном уровне в течении заданного времени.
Термоконтроллер имеет модуль аварийного отключения и сигнализации об этом.
Термоконтролллер имеет встроенный терморегистратор, а именно способен накапливать данные (температура от времени) во флеш памяти, а также передавать их на компьютер.
!!! Необязательная, но желательная опция. Термоконтроллер может управляться через интернет, а именно через специальный сайт отслеживаться текущие показатели работы печи, а также возможность отключения - включения печи, задание параметров управления (температуры, скорости, количество шагов подпрограмм и т.д.).
Версия 2.
Все те же возможности, но вместо MАХ6675К используется усилитель сигнала термопары типа К и типа S, описанный в уроке 27.
Версия 3.
Все те же возможности что и у версии 2, плюс управление нагрузкой посредством ФИУ (фазово-импульсное управление).
Версия 4.
Все те же возможности что и у версии 3, дополнительно осуществляется управление печью по трем независимым каналам. (трех-зонная кристаллизационная печь). Три независимых канала регулирования температуры со своими заданными величинами, плюс один независимый канал регистрации температуры. Т.е. в системе будет 4-ые термопары, три термопары – три канала управления (три зоны), и одна термопара только для терморегистратора.
Версия 5.
Все те же возможности что и у версии 4, дополнительно термоконтроллер измеряет вес кристаллизационного тигля, и на основе его изменения (динамики изменения веса) управляет скоростью роста кристалла по ПИД-закону.
P.S. Проект, особенно в последней своей версии очень необычный, так что надеюсь на интерес и консультационную поддержку от всех обитателей форума. Надеюсь, что всё у меня получится.