Algorytmy sterowania temperatura

Jack Houseman napisał(a):

nie znam, ale mogę zgadywać... Może to być np fuzzy logic. Bez problemu do zaimplementowania. Jeśli jest to FL, to można to spotkać w wielu miejscach, np w japońskich garnkach do gotowania ryżu.

Hmmm...zastanawialem sie nad rozwiazaniem tego zagadnienia i takie cos przychodzi mi do glowy:

Potrzebne jest plynnie regulowane zrodlo ciepla (albo mikroskokowo), termometr mierzacy temperature tego zrodla, termometr mierzacy temperature pomieszczenia i termometr mierzacy temperature na zewnatrz. No i oczywiscie jakis sterownik..itd....

I teraz temperatura grzejnika powinna byc proporcjonalnie o tyle wyzsza od zadanej o ile temperatura biezaca jest mniejsza od zadanej. Dodatkowo nalezaloby uwzglednic uplyw ciepla z pomieszczenia i dodac dodatkowy dodatni offset temperatury grzejnika. Poniewaz ucieczka ciepla zalezy rowniez (oprocz jakiegos stalego wspolczynnika pochlaniania przez sciany) od temperatury na zewnatrz, to mierzac ja, mozemy uwzglednic ten fakt. Jezeli temperatura pomieszczenia osiagnie temperature zadana, grzejnik grzeje o tyle, zeby skompensowac tylko ucieczke ciepla na zewnatrz.

To by ew. bylo dla pomieszczenia zamknietego, ale jesli uwzglednic uplyw ciepla przez drzwi (do drugiego pomieszczenia), a takze okresowe wietrzenie oknem...to problem zaczyna sie komplikowac :-) Sporo byloby chyba zabawy z obliczeniem (pomierzeniem) tych wspolczynnikow, bo kazde pomieszczenie bedzie sie zachowywac inaczej w zaleznosci od izolacji termicznej scian, miejsca polozenia w budynku (pokoje narozne bardziej traca cieplo ze wzgledu na wiatr ktory je stale owiewa..itd..).

Ciekawe czy gra jest warta swieczki - tj. czy wieksza stabilnosc temperatur jest bardziej odczuwalna jako komfort termiczny, a takze czy zuzyta energia jest mniejsza niz w klasycznym, progowym sterowaniu temperatura.

To troche taki temat na lato ;-)

Jack Houseman napisał(a):

Dodatkowo weź pod uwagę, że źródła ciepła typu kocioł gazowy nie przepadają za częstym włączaniem i wyłaczaniem.

Kiedyś zachciało mi się sprawdzać jaki jest rzeczywisty wpływ temperatury ustawionej na sterowniku i temperatury zewnętrznej na zużycie gazu do CO. Niestety - zima się skończyła :)

No coz - to co mialem ostatnio w pracy [hm, Samsung??] to mial wybitnie nieefektywny. Chlodzil nieproszony, nie grzal jak trzeba, dmuchal bez przerwy nawet jak nic nie robil.

Oczywiscie ze nie - caly przemysl uzywa regulatorow PID i zyje z nimi dobrze. A propos - zle nastawione tez potrafia robic oscylacje :-)

Jesli chodzi o klimatyzatory to spodziewam sie paru klopotow:

- nie wiadomo czy mozna w nich plynnie sterowac moca - pewnie jakas minimalna musi byc zeby zapewnic skroplenie i wlasciwy obieg.

- sterowanie PWM .. no w elektrycznych nie widze problemu, ale w samochodowych - byc moze sprzeglo cierpi.

- po wylaczeniu klimatyzator ma spora inercje poki caly skroplony freon nie odparuje.

- taki pokojowy umieszczony jest w miejscu w wybitnie niekrzystnym jesli chodzi o pomiar temperatury

No coz, mamy w kraju chyba z kilkadziesiat uczelni z grupa automatykow, na swiecie jest tego wiecej, kazdy jakies publikacje produkuje, a wsrod tych publikacji sa i takie "zaawansowany algorytm sterowania ..".

J.

Wlasnie wymysliles regulator P :-)

Z predykcja - bardzo dobrze, chociaz byc moze wystarczy zwykly PI z jednym czujnikiem.

Dodac czujnik otwarcia drzwi i okien :-)

A tu jest pytanie jak chcesz to grzac. Bo jesli masz n pomieszczen to zasadniczo najlepiej miec N grzejnikow i N regulatorow. Rozwiazania dla ubogich - jeden piec i grzejniki z zaworami termostatycznymi.

Watpie.

Jesli chcesz oszczedzac ..

J.

"J.F." napisał(a):

E tam zaraz dla ubogich - normalna (?) praktyka i tyle.

Problem w tym ze ja takie zawory mam .. i to jest dla ubogich. Trzeba nimi krecic w zaleznosci jaka temperatura jest na zewnatrz.

Musze pomyslec nad jakimis elektrozaworami i czujnikami rzeczywistej temperatury powietrza :-)

J.

"J.F." napisał(a):

Dziwne. Tak by się dziać mogło w przypadku gdy grzejniki są zbyt małe w stosunku do rzeczywistego zapotrzebowania na moc grzewczą w danym pomieszczeniu.

Ano są takie, np Honeywell Rondostat, chyba HR20/40. Zakładasz na zwykły standardowy zawór grzejnikowy, piszesz program dobowy/tygodniowy i jazda. U mnie niestety się nie sprawdziło - czasem było tak że zawór się otwierał, a kocioł nie pracował wyłaczony odrębnym sterownikiem. Oczywiście i na to jest rada - Honeywell zrobił głowicę termostatyczną ze sterownikiem, która drogą radiową odpala kocioł na żądanie :) Fajny system, cena już mniej :/

Moc jest dobra skoro odkrecenie pomaga :-)

Ot - za maly wspolczynnik P, zerowy I, i fatalnie umieszczony czujnik

- tuz przy grzejniku i na goracej rurze - to jakim cudem ma dobrze mierzyc temperature pomieszczenia ?

I tym sie roznia systemy dla ubogich od systemow dla bogatych :-)

J.

"J.F." napisał(a):

Za wolna głowica - czytaj dalej. Albo zestalony zawór, któego ona nie może ruszyć, albo wręcz zbyt słaby grzejnik.

Istnieje coś takiego jak głowica termostatyczna ze zdalnym czujnikiem, ale znów - ta zabawka kosztuje 2-3 x tyle co zwykła. Ponadto, ZTCP typowa głowica ma czas zadziałania ( parametr z katalogu, cokolwiek to znaczy ) liczony w godzinach :( więc może to jest przyczyna, dla której musisz kręcić gałą. U mnie tych problemów nie ma, może to kwestia konstrukcji budynku, chociaż różnica temperatury min-maks w mieszkaniu jest rzędu 1 stopnia, głowice ustawione jednakowo.

Ano. Z tym że w "systemach dla bogatych, średnio ", np. w droższych sterownikach dobowych stosuje się te same wartości histerezy +/- 0.5 stopnia, co i w najtańszych.

Ale to sa dni a nie godziny. To jednak jest regulator P - on nie stabilizuje wartosci dokladnej tylko musi miec blad. Widac w tej konfiguracji ma blad rzedu 5 stopni

- a to juz za duzo :-)

Czy my o tym samym mowimy ? Mechaniczna glowica termostatyczna z silownikiem woskowym ?

Co z tego ze 0.5 K, skoro jak piszesz nie dziala ? :-)

Nawiasem mowiac - pomijajac piec, to w zasadzie taki system moglby pracowac bezhisterezowo - zawory moga byc "analogowe" ..

J.

Jack Houseman snipped-for-privacy@chello.pl pisze:

Poszukaj w necie 'predictive control'. Jest to układ adaptacyjny.

W dużym uproszczeniu układ działa tak: Są dwa bloki: sterowania i korekcji.

Blok sterowania robisz w postaci PID lub dowolnie innej. Blok sterowania ma swoje parametry, które będą optymalnie dobrane.

Blok korekcji na podstawie aktualnych ustawień bloku sterowania przewiduje kolejną temperaturę. Jeśli temperatura różni się od przewidywanej (np wystąpiło przeregulowanie lub oscylacje) blok korekcji koryguje ustawienia bloku sterowania.

Wlasnie - bezwladnosc to jeden z kluczowych problemow. Ale w/w uklad mialby w zasadzie stabilizowac temperature na okreslonym poziomie tylko. Po nagrzaniu podtrzymywac opad temperatury ze wzgledu na uplywnosc ciepla. Temperatura grzejnika jest wiec w pomieszczeniu tylko o tyle wyzsza, zeby kompensowac ten uplyw - nie nagrzewa pomieszczenia. Z drugiej strony moznaby np. pomyslec o wczesniejszym wylaczeniu grzania, wiedzac, ze ze wzgledu na opoznienie nagrzewania, temperatura pomieszczenia po okrelonym czasie "dojdzie" do zakladanego poziomu. Czyli wylaczamy przed osiagnieciem zakladanej temperatury, zeby nie przeregulowc w druga strone i zmniejszac potem... Ciekawe tylko jak okreslic ten bezwlad - doswiadczalnie?

Ano najlepiej metoda Zieglera-Nicholsa dobrac czlon D od PID ;-)

Wlasnie odkrywasz czlon D :-)

Polecam "poradnik automatyka" albo jakis podrecznik z technikum :-)

J.

Jack Houseman napisał(a):

Zawsze mozna zaimplementowac troche statystyk w pamieci sterownika i z nich sobie wymyslac te dane na bierzaco. Ma to te zalete ze jak ci sie uszczelki w oknach zuzyja to sterownik sam sobie to skompensuje. Czy to sie nazywa sterowanie adaptacyjne?

"J.F." napisał(a):

???

Tak. U mnie takie cóś pracuje w kuchni, gdzie z natury rzeczy "ma co robić" i sprawuje się na tyle dobrze, na ile może - kaloryfer zreguluje w ciągu ok. 0.5 h bądź nawet odetnie, ale wentylacji/klimatyzacji już nie otworzy :)

U mnie działa, co najwyżej mam kłopoty z wolniejszym nagrzewaniem się pomieszczeń zewnętrznych, ale to kwestia nieco skopanego projektu systemu CO a nie zastosowanych głowic.

Tylko po co - ja tam +/- 0.5 K nie wyczuwam. I tyu jest chyba sedno sprawy - można wykombinować *domowy* system CO dający +/- 0.1 K albo i lepiej, tylko po kiego grzyba ?

To jeszcze zostal czlon I do odkrycia :-)

Oh...cos na ten temat mam w domowej biblioteczce - nie ma z tym najmniejszego problemu...

Za moich czasow w Zajaczku nie uczono sterowania PID.... no ale moze dlatego ze ja bylem na kierunku technologia polprzewodnikow.... Wowczas najpopularniejszym komputerem byl ZX Spectrum....:-) (o Meritumach nie wspomne)