Non so se era meglio continuare sulla vecchia discussione, ma forse =E8 piu comodo ricominciare. Ho fatto le misure, senza circuitino la caldaia produce acqua a 40C, facendo scorrere 50mA in piu' la temperatura arriva a 44C (che mi starebbe bene). In base al transistor passano 0.25mA(tensione di 250mV ai capi della res da 1K in serie alla base). Facendo il salto di 50mA con un generatore di corrente costante (anzi diciamo la verita' sono io con il cacciavite che regolo la corrente di base), in quanto il transistor =E8 in parallelo al termistore che modifica la propria resistenza riducendoli a 25mA ) ottengo il grafico seguente (sempre lo stesso):
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Appena avviato il registratore di segnali ho inserito i 50mA. Il circuitino mi fornisce 0.1V ogni grado di temperatura e il grafico per chiarezza andrebbe capovolto (per ogni grado in piu' scende di
0.1V) in quanto in alto ho 40C e in basso 44C (sempre circa).
Ora che =E8 tutto piu chiaro (mica a me :-) come posso correggere il mio circuitino ?
Ho fatto il disegno (capovolto) in fidocad del grafico (in fondo) misurando la tensione all'uscita del 1' operaionale tarato a 0.70V e poi scende a 0.16V, sapendo che l'operazionale mi da' in uscita 0.1V ogni grado la variazione dovrebbe essere di 5'C.
Ho trovato con google questa descrizione dei pid Avendo ora il grafico del gradino ad anello aperto di pag 9 come scelgo se basta P, PD, PID ? (visto che mi perdo nei formuloni:-( ) Ho quindi : t =3D 0.5 sec (tra start del pc e collegamento dei 50mA =E8 passato
1/2sec, ne restano quindi 0.5 sec) AT =3D 5 sec Ao =3D 5
------- formule e curve :(pag 9)
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------- simile al mio schema (meglio il seguente pero'):
Ho finito adesso di fare i conti per modellare il tuo sistema, e come temevo la fase fa cose strane.
Ho modellato il boiler con un filtro trasversale a 40 punti campionante ogni 0.1 s. Ho messo un ritardo iniziale di 0.8s e poi una salita lineare in 3.2 s fino al valore finale (i tuoi dati sono un pochino diversi).
Il modello mi sembra ragionevole, perche' quando aumenti la fiamma, questa scalda tutta l'acqua, ma la temperatura sale a seconda di quanto tempo l'acqua sta a "contatto" con la fiamma.
Data la funzione in z sono passato in s con s=(1-z^-1)/Ts trovando una funzione di trasferimento in s in cui ovviamente c'erano degli s^40.
Poi ho fatto una approssimazione di Pade' di quinto grado a numeratore e denominatore, e il risultato trovato e` preticamente coincidente con l'originale fin dalle parti di 0.3 Hz.
La funzione approssimante ha 2 coppie di poli complessi coniugati e un polo reale. I 5 zeri sono tutti nel semipiano di destra, il che vuol dire che il modulo della funzione "sta su" mentre la fase precipita.
In particolare, a f=0.16 Hz il modulo perde circa 3 dB, mentre la fase e` a -135 gradi, e continua a scendere. A 0.2 Hz ampiezza -5.5 dB fase
-180 gradi. A 0.32 Hz, fase a -360 :(.
Prima brutta notizia: il modello di cohen e coon rischia di essere inadatto perche' presuppone una fase molto piu` tranquilla.
Seconda brutta notizia: non c'e` verso di usare una parte D (o lead) per migliorare la risposta perche' basta spostarsi un pochino di frequenza e la fase scende di parecchio.
Soluzione: andare in crossover (con il guadagno) dalle parti di 0.15 Hz, e aggiungere una parte lag (o I) per migliorare la precisione.
Da notare che se fai un integratore, quando il boiler e` spento l'integratore viene preso da panico e satura: serve un sistema di anti wind-up (interruttore in parallelo al condensatore che lo tiene scarico quando il boiler e` spento). Con una rete lag forse va un po' meglio, ma il problema puo` rimanere lo stesso (forse con una rete non lineare si puo` correggere qualcosa).
Se vuoi i polinomi del tuo impianto (validi fino a circa 0.4 Hz, basta dirlo).
--
Franco
Wovon man nicht sprechen kann, darüber muß man schweigen.
(L. Wittgenstein)
Se puo' essere utile: Essendo una caldaia istantanea, la scheda (della caldaia e la mia) viene alimentata solo quando =E8 rilevata una richiesta d'acqua.
Com'=E8 il circuito attuale se regolo per avere solo 2 gradi in piu' (credo, =E8 calda appena a sufficenza) =E8 stabile, se aumento fa su e giu in modo evidente.
Mai avrei pensato che fosse una cosa cos=EC complicata :-((
Magari puo' essere utile per chi ha l'occhio per queste cose, avevo tirato giu un po' di schema (ma poi mi sono arreso perche doppia faccia) a sx c'=E8 la sonda sanitaria "ctns", e un po piu a destra un piccolo rettangolo con scritto "modul", quella =E8 l'elettrovalvola ma manca la parte di pilotaggio. Magari qualcuno riconosce il tipo i comando...(pid) La stessa immagine:
Beh, complimenti a Franco (anche se lo so che non ne ha bisogno 8-) ) per l'interessante metodo per ricavare la risposta in frequenza... io avevo in mente metodi molto piu grezzi... 8-(
Ci sono alcune cose che non mi sono chiare:
- quando hai regolato per avere i 50 mA in piu'nella valvola per fare la risposta al gradino, il termistore che controlla normalmente la valvola era inserito nel circuito? Ovvero, la riposta misurata e'quella della caldaia con la temperatura controllata (anche) dal termistore, non solo dal bruciatore? Ovvero i 50 mA erano misurati sul collettore del transistore o proprio nella valvola?
- (piu'per Franco, penso) E'pensabile di sottrarre la parte lineare della fase (sempre che sia una parte importante) per separare il ritardo puro nella misura della temperatura dalla risposta vera e propria del sistema bruciatore/serpentina? Perche'se il sistema che cosi'si ottiene e' "decente" forse si potrebbe fare una specie di "predittore di Smith dei poveri" in cui si stabilizza un modello del sistema invece del sistema stesso, con poi un feedback molto piu'lento per la precisione nella temperatura finale.
- Forse avrei dovuto mettere questa domanda per prima: mi sono dimenticato, qual'e' l'obbiettivo finale? Avere una precisione maggiore nella temperatura dell'acqua di uscita, indipendentemente dalla temperatura di ingresso, ma con un flusso piu'o meno costante? Riscaldare l'acqua piu'velocemente all'accensione della caldaia (sempre che sia possibile)? Avere una temperatura di uscita indipendente dal flusso d'acqua prelevato?
Saluti, LaCar.
P.S.: ho dato un'occhiata allo schema ma non c'ho capito molto...
Si, la caldaia era in funzione a 40'C con il suo termistore, misurati sul collettore. Tanto il termistore fa parte del sistema, no?
La caldaia cos=EC com'=E8 con l'acqua gelida che entra d'inverno con la portata della doccia che uso mi produce acqua a 40'C (la fiamma si assesta al minimo, circa 1/3 della potenza totale del gas), tieni presente che la sensazione di acqua che scotta inizia a 42'C, quindi risulta appena calda. Scopo: l'ultima che hai detto; integrare la temperatura di almeno 4 gradi, praticamente solo l'inverno con l'uso della doccia. Se apro meno il rubinetto l'acqua ha piu tempo di accumulare calore e il circuitino non entrerebbe in funzione perche non serve, oppure con l'aumento nei mesi della temperatura dell'acquedotto. La temperatura dovrebbe essere stabile per non percepire il tiepido- scotta(che si verifica se aumento la regolazione sulla schedina).
Quello elettrico in fidocad ?
A proposito FRANCO , ipotizziamo che non ci sia il ritardo iniziale (tuo=3D0.8sec), ma all'applicazione dei 50mA inizi a salire immediatamente la temperatura (al max, ritardo=3D0.1sec), la cosa sarebbe molto migliore dalle simulazioni che hai fatto ? Se no: si puo' usare un altro metodo per interpretare il grafico ? Sopratutto, nello schema pid che credo utile indicato nel sito:
Per adattare i vari ritardi, su che componente dovrei agire per le 3 componentii p-i-d ?(se servono tutte).
Prima di disfare e rifare da capo vorrei capire cosa mi serve p?i?d?
Grazie mille, qualsiasi indicazione/opinione =E8 utile.
Beh, si', ma non sono sicuro che faciliti le cose. E poi volevo capire bene come avevi fatto l'esperimento... Ma non si puo'utilizzare quel termistore come sensore di temperatura per il tuo circuito? Non e'posto in una posizione piu'favorevole rispetto al transistor che hai usato come sensore?
Ok.
No, intendevo lo schema della scheda che hai parzialmente ricopiato a mano.
Eh, dalle misure che hai fatto si dovrebbe riuscire a capire, teoricamente. Poi dipende anche dai dettagli; una temperatura stabile dopo 3 minuti che hai acceso la caldaia penso si possa ottenere, stabile dopo 10 secondi non so...
Ci avevo pensato anch'io, ma visto la curva (quasi una retta) mi son detto che va bene. Piuttosto: il termistore quando aumenta la temperatura aumenta la resistenza quindi anche la tensione ai suoi capi e sul collettore del transistor che quindi fara' circolare piu' corrente a parita' ti corrente di base, non ho controllato, forse le due cose si annullano. Io invece ho corretto agendo sul potenziometro la corrente di base per mantenere i 50mA(che altrimenti sarebbero arrivati a 75-80mA credo). Quale sara' la piu' giusta? Se diventa proprio indispensabile modifichero' la scheda principale.
Si e no, in fondo al msg c'=E8 una risposta precedente.
Me l'ero gia' dimenticato E' stato un tentativo disperato :-p Non si sa mai...
30 sec dopo sarebbe un lusso, ma mi accontento di quello che viene.
Sono al buio e non so da che parte si esce, speriamo che Franco porti la luce :-)
mandi
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Bobina di modulazione e termistore PTC di potenza sono il circuito (eliminando il soft-start, il diodo fast in parallelo, sicurezze surriscaldamento ecc.) che regola la temperatura. D'estate funziona, ma l'inverno l'acqua entra piu' fredda quindi percorrendo la stessa serpentina all'uscita ha accumulato meno calore (loro dichiarano un deltaT), se apro meno il rubinetto, l'acqua percorrendo la serpentina piu' piano ha il tempo di accumulare piu' calore. La serpentina =E8 immersa nell'acqua di caldaia che viene fatta circolare su se stessa dalla pompa e il sistema mantiene (circa) costante questa acqua a circa 70'C e siccome la serpentina ne =E8 solo immersa la temperatura dell'acqua che l'attraversa varia in base alla portata e temperatura d'ingresso. Disegnino:
[FIDOCAD ] LI 15 30 35 30 LI 35 30 35 25 LI 35 25 40 30 LI 40 30 40 25 LI 40 25 45 30 LI 45 30 45 25 LI 45 25 50 30 LI 50 30 50 25 LI 50 25 55 30 LI 55 30 55 25 LI 55 25 60 30 LI 60 30 60 25 LI 60 25 65 30 LI 65 30 65 25 LI 65 25 70 30 LI 70 30 70 25 LI 70 25 75 30 LI 75 30 105 30 LI 30 20 30 35 LI 30 35 80 35 LI 80 35 80 20 LI 80 20 30 20 LI 30 35 30 40 LI 30 40 30 55 MC 30 55 0 0 900 LI 30 75 35 75 LI 35 75 80 75 LI 80 75 80 35 MC 75 50 1 0 074 MC 60 70 2 0 074 MC 35 55 3 0 074 MC 50 40 0 0 074 MC 5 30 0 0 074 MC 110 30 0 0 074 MC 75 70 2 0 074 MC 35 40 0 0 074 MC 45 70 2 0 074 TY 0 20 5 3 0 0 0 * ingresso TY 0 25 5 3 0 0 0 * fredda TY 100 20 5 3 0 0 0 * uscita TY 100 25 5 3 0 0 0 * calda TY 35 60 5 3 0 0 0 * pompa TY 30 20 5 3 0 0 0 * serpentina immersa TY 75 40 5 3 0 0 0 * Testo MC 70 40 0 0 074 MC 25 40 1 0 111 TY 10 45 5 3 0 0 0 * ptc
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