PID 온도 컨트롤러, 만드는 방법을 알고 있습니까?

PID 또는 비례 적분 미분(PID) 컨트롤러는 압력, 유량, 기타 프로세스 변수 및 온도 제어에 사용됩니다. 비례 적분 미분 제어기의 목적은 피드백이 온도 설정을 기반으로 특정 설정점과 일치하도록 강제하는 것입니다. PID 온도 컨트롤러는 주로 프로세스에 추가된 에너지 변화에 빠르게 반응하는 시스템에서 많이 사용됩니다. 이는 일정한 부하 변화가 있는 시스템에서 매우 유용하며 약간 작은 질량으로 구성됩니다.

요컨대, PID 컨트롤러는 설정값을 확인한 후 온도를 원하는 설정값으로 변환하는 장치입니다. 그렇다면 PID 온도 컨트롤러를 어떻게 설정합니까? 따라야 할 도구, 단계, 예방 조치는 무엇인가요? 이 기사는 설정에서 따라야 할 단계에 필요한 도구에 이르기까지 PID 온도 컨트롤러와 관련된 거의 모든 것을 논의하려고 시도합니다.

PID 온도 컨트롤러 작동 원리

PID 온도 컨트롤러의 작동 원리를 명확하게 이해하려면 아래 다이어그램을 주의 깊게 살펴봐야 할 수 있습니다.

여기에서 무슨 일이 일어나고 있습니까? 설정값(SP)은 전체 프로세스에서 생성해야 하는 원하는 값입니다. 집의 온도 제어 시스템의 설정값이 22°C라고 가정합니다.

따라서 전체 프로세스가 22°C에 가까운 일정한 온도 또는 그와 매우 가까운 온도를 생성하기를 원할 경우. 이것은 PID 온도 컨트롤러가 들어오는 지점입니다. PID 컨트롤러는 설정값을 고려한 다음 이를 공정 변수(PV)의 실제 값과 비교합니다.

집으로 돌아가면 PID 컨트롤러가 실온의 현재 값을 보고 22°C에 얼마나 가까운지 확인합니다. 설정값(SP)과 프로세스 변수(PV)가 동일한 경우 컨트롤러는 이와 같은 작업을 수행할 필요가 없습니다. 하지만 두 값 사이에 차이가 있다면 수정이 필요한 오류가 있다는 뜻입니다.

집으로 돌아가서 수정이 필요한 오류는 냉방 또는 난방일 수 있으며 이는 PV 값이 SP보다 높거나 낮은지 여부에 따라 다릅니다. 온도가 낮으면 센서가 더 낮은 온도를 감지하여 컨트롤러에 공급합니다. 그런 다음 컨트롤러는 "온도 오류"를 보고 이를 수정하거나 원하는 범위로 변환하려고 시도합니다. 방해(온도 상승/하강)가 시스템에 다시 발생하면 컨트롤러가 다시 한 번 작동합니다. 그만큼 간단합니다.

PID 도구 및 필요한 자료 설정

PID 온도 컨트롤러를 직접 설정할 계획입니까? 그렇다면 필요한 도구와 재료가 있습니다. 잘못되거나 표준 이하의 도구와 재료를 사용하여 기능이 좋지 않은 PID 온도 컨트롤러를 안심하십시오. 온도를 원하는 설정점으로 변환하거나 설정하는 PID 온도 컨트롤러를 생성하려면 올바른 도구와 장비 유형이 필요합니다.

다음은 PID 온도 컨트롤러를 직접 설정할 때 필요한 도구를 구성합니다.

• 납땜 인두, 플럭스 핀셋 및 납땜 와이어
• 밀링 머신
• 레이저 절단기
• FTDI 직렬 TTL-232 USB 케이블
• 멀티미터(전압계 및 저항계 모두)

PID 온도 컨트롤러를 갖추기 위한 첫 번째 단계는 위의 모든 도구를 소유하고 있는지 확인하는 것입니다.

·재료

도구 외에도 다음은 필요한 재료 조합을 구성합니다.

• 단면 베이클라이트 동판(60*35mm를 사용하는 것이 좋다)
• Attiny 45 마이크로컨트롤러
• 무접점 릴레이
• 1N4004 다이오드
• 매니큐어
• 커패시터(바람직하게는 SMT 0603 Adafruit book)
• ac-dc 변압기(230V-9V 권장)
• 트랜지스터
• 연산 증폭기
• 전압 조정기

컨트롤러 프로그래밍

역할을 달성한다는 유일한 목적으로 PID 온도 컨트롤러를 프로그래밍하는 것은 복잡한 프로세스가 아닙니다. 올바른 소프트웨어만 있으면 바로 사용할 수 있습니다. PID 튜너가 최고인 것 같지만 신뢰할 수 있는 소프트웨어 패키지가 많이 있습니다.

몇 가지 이유가 있습니다. 예를 들어, PID Tuner 소프트웨어는 진동을 줄이고 대역폭을 증가시켜 여러 개별 루프를 돌리는 프로세스를 단순화합니다.

또한 이 소프트웨어를 사용하면 무료로 원하는 디자인 및 성능 요구 사항을 달성할 수 있습니다. PID 튜너는 강력하고 단순하며 광범위한 작동 조건에서 탁월한 성능을 제공합니다.

PID Tuner 소프트웨어 외에도 IJ-6 소프트웨어를 사용할 수도 있습니다. 이러한 유형의 소프트웨어를 사용하면 매우 쉽게 광범위한 온도를 안전하게 모니터링하고 제어할 수 있습니다.

필요한 PID 값으로 조정하는 방법

튜닝은 필요한 양으로 온도를 변경하는 프로세스입니다. 슬프게도 PID 온도 컨트롤러를 조정하는 것은 어디서부터 시작해야 하고 어떤 방향을 따라야 하는지 아는 것이 다소 까다로워 보입니다. 세 가지 주요 PID 온도 컨트롤러 튜닝 방법이 있습니다. 여기에는 아래에 설명된 대로 수동 조정, 자동 조정 및 조정 휴리스틱이 포함됩니다.

·수동 조정

수동 튜닝은 재설정 시간을 최대값으로 설정하고 비율을 0으로 유지하여 달성할 수 있습니다. 그 후에 게인은 루프가 안정적인 진폭에서 진동하기 시작하는 레벨을 높여야 합니다. 오프셋을 수정하려면 시간을 조정하는 동안 PID의 이점을 재설정 값의 절반으로 설정해야 합니다.

·자동 조정

여기에서 PID 컨트롤러는 일반적으로 정확한 PID 설정의 변경 또는 방해에 응답하는 방법을 "학습"합니다. "Auto-Tune" 기능을 선택하면 컨트롤러가 즉시 출력을 트리거합니다. 주의해야 할 중요한 점은 컨트롤러가 자동 튜닝을 성공시키려면 10도 이상의 설정값이 필요하다는 것입니다.

·휴리스틱 조정

Ziegler-Nichols 방법이라고도 하는 조정 휴리스틱은 PID 컨트롤러를 조정하는 또 다른 방법입니다. 이를 달성하려면 정수 값을 설정해야 합니다. I 파생상품 D 이득이 0이 됩니다. 비례 이득 P 그런 다음 궁극적인 이득으로 알려진 값에 도달할 때까지 천천히 증가합니다. K_u .

주의해야 할 몇 가지 사항

PID 온도 컨트롤러와 관련하여 항상 세심한 주의를 기울여야 하는 몇 가지 사항이 있습니다. 무엇보다 안전과 예방이 가장 중요합니다. 당신은 당신의 생명이나 당신과 가까운 사람들을 위험에 빠뜨리지 않도록 특정 예방 조치를 고려했는지 확인해야 합니다. 첫째, 새로 구입한 PID 온도 컨트롤러를 설치하는 방법을 모르는 경우 전문가의 서비스를 찾는 것이 좋습니다.

또한 핸드북의 지침에 따라 온도 컨트롤러를 연결했는지 확인하는 것이 중요합니다. 또한 컨트롤러가 있어야 하는 위치에서 전도성 오염이 배제되도록 하십시오. 마지막으로 컨트롤러의 핵심 부품이 완전히 인클로저에 있는지 확인하십시오.

PID 온도 컨트롤러를 적용할 수 있는 분야

PID 온도 컨트롤러는 주목할 가치가 있는 여러 응용 분야에서 사용됩니다. PID 제어는 노이즈로 인해 어려움을 겪지만 많은 분야에서 필요합니다. 전 세계 수백만 개의 가정, 차량 및 기업체가 PID 온도 컨트롤러에 의존하고 있습니다. 그러나 산업 부문에서 많이 사용됩니다.

다음은 PID(비례 적분 미분) 온도 컨트롤러의 일상적인 산업 응용 분야입니다.

• 용광로 온도 제어 – 대부분의 용광로는 고온에서 방대한 양의 원료를 보유합니다. 열에 관계없이 재료의 온도는 빠르게 변하지 않습니다. 그러나 미분항은 안정적인 PV 신호를 사용하여 오차를 수정합니다.

• 일괄 온도 제어 – 여기에서 작업은 온도가 원하지 않는 수준으로 상승할 수 있는 폐쇄된 시스템에서 수행됩니다. 모든 것을 제어하려면 PID 온도 제어가 필요합니다.

• 중화 pH 제어 – 많은 산업에서 pH를 상당한 도전 과제로 보고 있습니다. 예를 들어, 종종 비선형적인 경향이 있어 많은 기업에서 어려움을 겪습니다. 여기에서 PID 온도 컨트롤러가 필요합니다. PID 온도 컨트롤러는 pH를 효율적으로 중화하여 제어할 수 있습니다.

요약

PID 온도 조절기는 이름에서 알 수 있듯이 온도를 제어하는 ​​데 사용되는 장치입니다. 이것은 입력을 받는 센서와 다른 쪽 끝에서 히터나 팬과 같은 요소/장치에 연결된 출력으로 구성됩니다. PID 온도 컨트롤러는 가정, 차량 및 사무실에서 사용됩니다. 그러나 산업 제어 응용 프로그램에서 많이 사용됩니다. 원하는 온도 수준을 달성하려면 조정이 필요합니다. 운 좋게도 사용자가 사용할 수 있는 이러한 장치를 조정하는 방법은 한 가지 이상이 있습니다. 더 좋은 점은 PID 온도 컨트롤러가 원하는 대로 작동하도록 프로그래밍하는 데 의존할 수 있는 몇 가지 소프트웨어 플랫폼이 있다는 것입니다. PID 온도 컨트롤러를 설정할 때 특정 예방 조치를 고려하는 것이 중요합니다. 이러한 예방 조치를 통해 온도 컨트롤러의 안전과 수명을 보장할 수 있습니다.