Điều khiển chuyển tiếp PID hoạt động như thế nào

1. Điều khiển chuyển tiếp PID hoạt động như thế nào 

PID Relay Temperature Control: How It Works, wire & Những mẹo điều chỉnh

PID relay Control: SSR vs. mechanical relays, sơ đồ dây, điều chỉnh thời gian, Arduino implementation, safety guidelines, and industrial applications.

1. Chuyển tiếp theo cơ chế chuyển mạch 

Chuyển tiếp chức năng như trung gian cơ điện, dịch các tín hiệu được tính toán bằng máy tính (thường là 5-24VDC) thành các lệnh chuyển đổi cho máy sưởi rút AMPS thành kiloamps. Có hai loại relay chính tồn tại:

Ráp cơ học: sử dụng nam châm điện và tiếp điểm để chuyển đổi, cung cấp khả năng chi trả nhưng hạn chế tuổi thọ (~ 100K chu kỳ) và đáp ứng chậm (10-100ms), có nguy cơ hàn tiếp xúc dưới tải cảm ứng.

Tài liệu tham khảo: SSR vs. Mechanical Relays - Omron. ^ A ă â b

2. Điều khiển tỷ lệ thời gian 

Các thuật toán PID điều chỉnh rơle Chu kỳ nhiệm vụ Hơn là điện áp analog. Ví dụ, một lệnh ra 60% có thể kích hoạt 6 giây và 4 giây trong chu kỳ 10 giây. Công ty này, công ty time Proportioning" Kỹ thuật xấp xỉ phân phối điện biến đổi trong khi tránh tổn thương chuyển tiếp từ đạp xe quá mức. để ngăn ngừa Tán gẫu (Rapid, disstabilizing bật/OFF toggle gần điểm đặt), các băng trễ giới thiệu một vùng đệm (ví dụ, 0.5 ° C vùng chết nơi rếp vẫn không hoạt động). Tài liệu tham khảo: Điều khiển PID theo thời gian

3. Hệ thống điện và công nghệ thông tin Triển khai 

 Sơ đồ kết nối tiêu chuẩn 

Mô hình SSR:

• Vòng điều khiển: Đầu ra PID → đầu vào SSR (3-32VDC).

• Vòng điều khiển tải: AC mains (120/240V) → THIẾT bị đầu ra SSR → Máy sưởi.

Các biện pháp bảo vệ quan trọng:

• Bồn rửa nhiệt được đánh giá ≥ 40 ° C dưới nhiệt độ tối đa của SSR.

Các mạch đo đồng ý. Snubber (mạng RC) cho tải cảm ứng (động cơ, solenoids).

đồng ý. Hoạt động nhanh được nối ở cả hai dây điều khiển và dây tải.

Các mạch chuyển tiếp cơ học:

· Điốt quay ngược qua cuộn dây tiếp sức để hấp thụ các gai điện áp.

· các khớp nối quang học cô lập các tín hiệu vi điều khiển từ các quá trình chuyển đổi điện áp cao.

Hình ảnh tham khảo: PID + SSR Wiring Guide - Tự động hóa Direct

4. Các thành phần:

· Thời gian bật/tắt tối thiểu: thực thi các chu kỳ 1-5 giây để ngăn chặn việc sử dụng tiếp sức sớm.

• lọc phái sinh: áp dụng các bộ lọc thông thấp (ví dụ: 5Hz cắt) Nhật. Nhiệm kỳ.

Điều khiển tiếp nhiên liệu: Rối loạn dự đoán (ví dụ: mở cửa ở lò).

Phương pháp vòng kín tận dụng các dao động relay-induced:

.Disable Integral (K_i = 0) và derivative (K_d = 0).

Tăng dần * PIN * Cho đến khi Dao động kéo dài Xảy ra (quá trình chuyển tiếp đều đặn).

.Record Oscillation period (P_u) and Critical gain (K_u) (bằng tiếng Anh).

Tài liệu tham khảo: Truy cập ngày 28 tháng 1 năm 2008. ^ Relay Tuning Method - Control Global

5. Industrial vs. DIY Applications (bằng tiếng Anh) 

• đùn nhựa: SSRs duy trì nhiệt độ thùng trong ± 1 ° C để kiểm soát độ nhớt.

·

Trường hợp: PID chuyển tiếp điều khiển trong lò luyện Kim - Watlow

• Sous-Vide Cookers: Arduino + SSR + Immersion heater đạt được ± 0.2 ° C ổn định.

· Reptile Incubators: ESP32 + Mechanical Relay + Heat Mat với ghi nhật ký nhiệt độ IoT.

Giường máy in 3D: Khung thời gian ĐIỀU chỉnh PID làm giảm stress nhiệt MOSFET.

Ý tưởng của dự án: Raspberry Pi PID Coffee Roaster - Hackster. ^ "Raspberry Pi PID Coffee Roaster" (bằng tiếng Anh)

6. An toàn và công nghệ; Những thực hành tốt nhất 

·

Rào cản cô lập: tách vật lý giữa các phần PCB thấp/cao áp.

Tài liệu tham khảo: SSR Định cỡ Guide - Crydom

· Phần mềm: Thời gian sắp xếp thời gian theo dõi độc lập lập lại bộ điều khiển trong quá trình khóa.

· phần cứng:

· hỗn hợp nhiệt (ví dụ: 250 ° C cắt) liên kết với lò sưởi.

Các ngắt mạch hạn chế các dòng điện trên các đầu vào chính.

Nhiệt thừa kích hoạt sự tắt chuyển tiếp.

· Trần chính xác: Chuyển đổi độ trễ giới hạn điều khiển đến ± 0.5 ° C trong thiết lập tối ưu.

• âm thanh nhiễu: các rơ-le cơ học phát ra nhấp chuột trong khi đạp xe (không phù hợp cho các phòng thí nghiệm).

Giao thoa RF: các tiếp điểm quang điện tạo ra nhiễu điện từ.

Khi nào nên tránh rơ le (H3)

Kiểm soát tần số cao (> 10Hz) : Opt cho trình điều khiển MOSFET/IGBT (ví dụ: Laser diode TECs).

• Nhiễu siêu thấp: Các điều khiển analog tuyến tính (LDOs) cho các thiết bị nhạy cảm.

• Phản ứng Microsecond: Silicon Carbide (SiC) Bóng bán dẫn trong các hệ thống hàng không vũ trụ.

7. Kết luận

Điều khiển nhiệt độ tiếp sức PID vẫn là lựa chọn thực tế cho các hệ thống nhiệt nhạy chi phí, động lực chậm.