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機械社區

標題: 有的問題，一思考就是十幾年 [打印本頁]
作者: wryp    時間: 2024-3-7 18:18
標題: 有的問題，一思考就是十幾年
年輕時，幫別人設計一個水槽恒溫裝置，用了一個溫度傳感器控制一個接觸器，效果很不好，主要是客戶對溫度控制要求很嚴，上下溫度范圍很小。加熱時溫度到了斷電，溫度就沖上去了，斷電時，溫度一路下降，溫度太低，打開加熱，溫度已經降下去好多了。
  t: M2 h% C" |9 w1 U( N我學的是機械，電路會點皮毛，想破腦袋也沒解決這問題，甚至通過犧牲接觸器壽命，頻繁開關，后來又用可控硅代替接觸器，都沒滿足用戶要求。后來花高價買了一套歐姆龍？好像，溫控成品，勉強解決問題。" @. T5 O; W5 C2 G7 A" `/ }+ `
然后就是十幾年后了，期間，這個問題時不時冒出來折磨一下我的腦細胞。直到偶爾看別人做一個恒溫溫箱，人家一個程序員說用的是PID算法，后來找資料看了一下大概，沒仔細研究。知道了基本原理。最關鍵是知道了專業與非專業的區別。
& y' O2 h) b3 k一個小問題，在非專業人士那里，就是一座大山。
8 E- L; G/ Q4 h9 B1 X+ o  Q但是問題又來了，那年頭，單板機剛有沒多久，還沒出現單片機，進口的控制器怎么做的那么小？; @  U: u1 c1 a, a0 o: q
作者: m2006410    時間: 2024-3-7 19:29
本帖最后由 m2006410 于 2024-3-7 19:52 編輯 , l% I2 S6 C4 g: g: [; h* t
' x9 C8 G$ H) K
作者: wryp    時間: 2024-3-7 19:45
m2006410 發表于 2024-3-7 19:29
  h- A' }* r- V- l# y5 p5 ^:以前看到一個貼，很久以前的事了，大概是一個人，小學上過沒多長時間，想了幾十年，也沒有想三角形的個 ...

* o" x' n: P" c7 ^2 j7 J不怕你笑話，我在這件事上的感覺其實不是問題本身，而是專業與非專業的差別。那年頭沒互聯網，消息閉塞，想學都沒地方。圖書館是最好的地方，但檢索困難。
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作者: lanfeng111    時間: 2024-3-7 19:52
水槽大不大，溫度加熱是否均勻，如果溫度加熱的不均勻你一個溫控也不起作用啊，有時候不是你的問題，是外面的技術還沒展到那個地步的問題，我覺得結構要做的是怎么去加熱水槽，溫控放哪里最合適，加熱水槽的器件和溫控是去找，找不到的合適的東西有時候很難做的。
作者: wryp    時間: 2024-3-7 20:02
lanfeng111 發表于 2024-3-7 19:52
$ }6 D( k- M# V水槽大不大，溫度加熱是否均勻，如果溫度加熱的不均勻你一個溫控也不起作用啊，有時候不是你的問題，是外面 ...
5 N& f5 u) h1 j8 l' D7 s( X8 |! ?- S
傳感器只有一個。加熱器好幾個均勻分布，且有攪拌器。技術關鍵是控制。& o! i2 {0 z2 ]5 ?. W: l% |* O
作者: 702736    時間: 2024-3-7 20:17
本帖最后由 702736 于 2024-3-7 20:19 編輯 6 Z0 q1 i2 y& B$ S# o
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沒單板機單片機前，就有模擬的和氣動的pid控制，控溫是較基本的自動化控制，那時有無錫輕工學院食品機械會教氣動自動化控制。可控硅的過零控制芯片80年代已有
作者: wryp    時間: 2024-3-7 20:20
702736 發表于 2024-3-7 20:17
3 A6 n, [& C' U  f/ D5 b沒單板機單片機前，就有模擬的和氣動的pid控制，控溫是較基本的自動化控制，那時有無錫輕工學院食品機械會 ...
7 f5 }  w0 `) j. T) C( M( @
慚愧，還是食品機械行業。讓我這個學機械的無顏已對- w+ x# N( Y& D3 C
作者: wryp    時間: 2024-3-7 20:22
702736 發表于 2024-3-7 20:17
5 h- s; D1 [* H沒單板機單片機前，就有模擬的和氣動的pid控制，控溫是較基本的自動化控制，那時有無錫輕工學院食品機械會 ...
( R4 u: m5 p$ K: _6 J0 {
這也解釋了當年進口模塊很有可能是用的模擬技術
# @% i: T0 H3 {) ^
作者: 702736    時間: 2024-3-7 20:30
wryp 發表于 2024-3-7 20:22
* d) o/ y0 ]0 |( b6 j2 J1 `; b+ q0 g這也解釋了當年進口模塊很有可能是用的模擬技術
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8，90年代溫控表剛有的時候，有好多是n50查表法那種的，不是標準的PID，溫控的話模擬的PI一般就可了
" W; [: p; m/ i* R3 n
作者: wryp    時間: 2024-3-7 20:35
702736 發表于 2024-3-7 20:30$ N4 [5 Z$ j3 \" h4 r% [9 h, J# \
8，90年代溫控表剛有的時候，有好多是n50查表法那種的，不是標準的PID，溫控的話模擬的PI一般就可了
/ v  U1 f- E% A8 c6 x  c. a
我一直以為pid是該問題的終點，今天偶爾發出來，引出新的答案，謝謝謝謝！
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作者: 喂我袋鹽    時間: 2024-3-7 21:57
702736 發表于 2024-3-7 20:308 E: t2 n  p; t' M, q
8，90年代溫控表剛有的時候，有好多是n50查表法那種的，不是標準的PID，溫控的話模擬的PI一般就可了

8 I6 Y5 {0 O" M+ [現在好像流行AI的溫控表，大佬有否了解？0 t4 }; x. O7 z; p6 x
作者: qeuun    時間: 2024-3-7 22:33
快休息了  簡單說幾句5 N' m6 a8 ?1 b7 Z) z
1，離散性大的系統，首先要做系統建模 溫度傳感器布置位置 加熱器功率  系統的整體散熱系數要知道。這個拿機械說就是物體慣量 折算啟動一樣，只不過是機械換成了加熱。) K$ I6 l5 ?: X6 {  H
2， 元器件來說 現在有可調功繼電器   這里我想說的是另一個控制思路，總功率是死的 怎么加熱都不會太超過這個溫度。
作者: 702736    時間: 2024-3-8 07:47
喂我袋鹽 發表于 2024-3-7 21:57
' S: P3 h/ E. S0 K* `4 `! c現在好像流行AI的溫控表，大佬有否了解？
& e& v. _* a: f  o: a: v. c
好像8，90年代好多單片機溫控表都沒有標準PID，所以只能叫AI控制，比較低級，控溫差，比如我說的查表法等，后來逐步完善
, E% T8 @' J# a/ E# i# Y4 |
作者: DianGongN    時間: 2024-3-8 08:21
恒溫控制是個大學問，到現在也沒有完美解決。8 T  _  q7 O% ]& ?5 r1 g) L
市場上普通的實驗恒溫箱，溫度也會過沖。
; I/ r# ?+ Z8 P3 ~! R如果做到精密恒溫，高端應用有市場。
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作者: 尹志春    時間: 2024-3-8 08:32
很簡單 ，到目標溫度，設定加油曲線，實際是脈沖。' F) m1 E( M3 F& U5 j+ O' f
作者: 熱青茶    時間: 2024-3-8 08:35
瑛姑想九宮格的解法想了幾十年都想不出，黃蓉分分鐘搞定。
作者: wryp    時間: 2024-3-8 08:42
尹志春 發表于 2024-3-8 08:32
: R$ a* r. t% N3 H很簡單 ，到目標溫度，設定加油曲線，實際是脈沖。

7 ]4 s+ H4 K9 K/ \( U溫度都到了，還加什么油？已經撞車了，踩剎車就來不及了。快撞車之前，就要踩剎車。
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作者: 人在曹營心在漢    時間: 2024-3-8 08:45
之前做藥物分析儀器，最常用的就是恒溫水浴箱（37℃±0.2），因為公司之前已經研發成功，所以根本不去管這其中的原理，但去外面面試的時候，技術面被問得最多的就是這個恒溫水浴箱的原理以及設計，這時候我就尬住了，只能憑借自己的理解亂說一通。
作者: bravo090    時間: 2024-3-8 08:48
99%的創新、發明和解決方案都不是全新的，早已經存在，以某種形式在本行業或者其它行業成熟運用，工程師要做的事情就是找到它，然后為我所用。只有1%的的發明、創新和解決方案需要去研究”
作者: kayex    時間: 2024-3-8 09:14
本帖最后由 kayex 于 2024-3-8 09:50 編輯 ) @; W* E8 `" G# z5 y, D* ^

1 D. x5 b% s. P* N8 r以前我們這種真空高溫爐子，用了好多種控制一起用& z/ i% x  @" m
真空密封，外層雙層水循環，控制水溫，: c7 J6 L$ E4 X& ~3 `$ o
內部電極加熱，控制功率. s3 s5 }% d1 g. |  i3 P
采用的是PID算法，熱傳感器有直接接觸式的和隔離的好幾個，分布在不同的位置
" F/ }8 t0 o8 t2 y) W& B7 f& z為了控制精準還有氬氣充氣調節，從上到下好幾個點可以充氣循環
7 }2 p  w5 h2 ?: _最早的時候光這些真空度檢測、溫度傳感器，紅外傳感器、流量傳感器加起來都好幾十萬
4 S0 f$ o/ S9 r: H等我去找些這些傳感器的照片出來" j) a- u( O* |- Y3 U
- t2 s& b$ R9 H7 V  I4 c
照片在http://www.ytsybjq.com/thread-1068767-1-1.html" n8 ?8 i7 D- v4 W+ T$ |
5 G6 q1 ~9 k1 n8 L$ K
這設備當年價格比較高，懂得人看了應該知道啥設備+ c( j: L6 J- B' B! m0 l/ Q4 ~
作者: 702736    時間: 2024-3-8 09:15
說到溫控，年前家里做酒釀，怎樣把溫度控制在合適的區間呢，本來想買個溫控儀，到年了快遞停了，最后是用電暖窠，水浴法，最小檔加熱功率是35W，用調節蓋子的開閉大小至合適來調節散熱的方式來達到的
作者: siralop    時間: 2024-3-8 10:59
wryp 發表于 2024-3-7 20:02" |( D4 B0 u$ L1 C6 ?, {: u( K
傳感器只有一個。加熱器好幾個均勻分布，且有攪拌器。技術關鍵是控制。
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你這么說我以前也做過一個，但溫度控制不理想，檢測和升溫的滯后性造成，當時想檢測然后程控升溫，不知道有什么更好的解決方案嗎？% h2 O/ n  q; I/ u
作者: 受不了了    時間: 2024-3-8 11:48
加熱這種大慣量的東西是比較難控制，這就像我們國家的人口問題一樣，等你發現過沖時再采取措施已經晚了。也有點像我們小時候玩過的在地上擺繩子，滯后性嚴重
作者: 受不了了    時間: 2024-3-8 11:50
按理10幾年前帶PID的溫控儀已經很普及了，要么是檢測點不合理，或是加熱功率和被加熱物不匹配
作者: 喂我袋鹽    時間: 2024-3-8 13:08
受不了了 發表于 2024-3-8 11:50" Q& I# e$ x! @
按理10幾年前帶PID的溫控儀已經很普及了，要么是檢測點不合理，或是加熱功率和被加熱物不匹配

/ H7 X8 _  g- t  N; Z9 y+ M溫度場不均勻，所以需要多個檢測點。3 J" W. V: s, r- V9 H  }5 o" c
# ]' u- Q% r6 G6 \9 Z5 H
理論上，監測點夠多，檢測調整頻率夠高，是可以達到一般要求。
: q$ }8 q) j% Y; _, g! k
8 K* E: `# Y, v- \8 d' F大慣性的溫度量，一般的應用，差一點點問題并不大。4 l; Z, @4 C1 b# l4 R
作者: 喂我袋鹽    時間: 2024-3-8 13:13
lz來點照片看看
/ O" W7 K7 g0 }: ^$ c+ [
作者: wryp    時間: 2024-3-8 13:42
喂我袋鹽 發表于 2024-3-8 13:13" C( G# K; {: \, ^3 F' [; l
lz來點照片看看
0 x* m  O; m( n0 o
90年的東西，那時候你幾歲
% R1 u5 ~+ y$ c) E2 I8 Q照片肯定沒有，那時候照相機是稀罕物: S/ ]+ D# z" L- E' m
作者: wryp    時間: 2024-3-8 13:43
siralop 發表于 2024-3-8 10:59* E  D: F9 ?& h0 |
你這么說我以前也做過一個，但溫度控制不理想，檢測和升溫的滯后性造成，當時想檢測然后程控升溫，不知道 ...
* o2 E9 r1 \. w- c/ j6 A  J
現在你找個自動控制專業的的大學生，輕松解決
作者: siralop    時間: 2024-3-8 14:02
wryp 發表于 2024-3-8 13:43. X" y, K6 i* w- A' q/ u
現在你找個自動控制專業的的大學生，輕松解決

& I, {5 g8 Q( E' z不妨略說一二6 V& K3 Q$ y: f2 p
作者: wryp    時間: 2024-3-8 14:37
siralop 發表于 2024-3-8 14:02
# ~: H; H8 |! t0 K6 s$ V. L6 m不妨略說一二

; R$ L2 n$ m8 y( W" M1 I* T4 c2 M前面說過了，可能你沒看到。就是大名鼎鼎的PID控制技術。我還在本論壇見到過有人貼出來教材。
' E8 @* `1 Q9 b+ u: g$ T4 ~: }! W" Z
作者: siralop    時間: 2024-3-8 14:44
wryp 發表于 2024-3-8 14:37
9 a' |: s; ~/ f8 m/ @1 k6 V" K) `2 k前面說過了，可能你沒看到。就是大名鼎鼎的PID控制技術。我還在本論壇見到過有人貼出來教材。

4 \% Z$ H1 s/ m2 P/ ~4 T9 H看過了，比例微分積分控制技術，這么說是需要一個循環控制模型，然后運行兩次測試存儲參數，經程控，就可以實現自動控制的技術。不知道我這么說對不對？
6 N0 M" W4 K2 ?* f6 B# a8 T. o
作者: wryp    時間: 2024-3-8 16:31
siralop 發表于 2024-3-8 14:44  X, Q3 b6 y9 v3 j" n: X% X$ T& _
看過了，比例微分積分控制技術，這么說是需要一個循環控制模型，然后運行兩次測試存儲參數，經程控，就可 ...

$ \' w. n  y4 }3 f$ S牛叉
" c8 j+ p) C# J6 U
作者: siralop    時間: 2024-3-8 16:49
wryp 發表于 2024-3-8 16:31, @2 F2 G. |$ o7 |" J
牛叉

* S% H2 Y9 `1 R, k' S6 A感謝指點
3 e- O( b: n6 J: W3 W
作者: DianGongN    時間: 2024-3-8 17:02
PID，一般溫控器都自帶，很普遍。
& J! ~: \6 e7 X9 R/ ?  i然并卵。
作者: 黑白水藍    時間: 2024-3-8 18:03
讀書的時候去一家國企參觀，他們的二氧化硅爐用的是純機械控溫。當然控溫沒有那么精準，但是也挺震撼的。畢竟是六幾年的設備
作者: 深圳晨夕    時間: 2024-3-8 18:12
單點加溫，單點測溫，要做到精準是比較難的，  S! I& z, v5 c# J; {
或者你的水不是表態的，有機會實現。) G  T8 \* t  Z6 l& p
另外控制上是要做算法的，不能等到溫度到了再停止，
3 l1 {- H# t" F需要有一個提前量，, A8 K/ V8 f1 y+ F1 P9 S
同時這提前量和水量也發熱件的功率是相關的。3 R8 s/ E; n8 E: W! @- [

2 I0 G+ l- y' E( N+ l0 l: Q/ D0 o對于現在的工控來講，這已經太成熟了，
作者: 喂我袋鹽    時間: 2024-3-8 23:11
黑白水藍 發表于 2024-3-8 18:03  m# V1 x% a( f  l
讀書的時候去一家國企參觀，他們的二氧化硅爐用的是純機械控溫。當然控溫沒有那么精準，但是也挺震撼的。畢 ...

* {& u7 Y. E% J5 H$ O6 E" _機械控溫有顯著優點，哈哈。
+ D+ j: D3 K" U# N現在也有機械控溫，例如熱水壺。& d4 @0 [9 y4 r+ J$ `" h

" C/ ]+ J: N; \) w
作者: 長橋臥波    時間: 2024-3-9 09:11
這個可以這樣理解，加熱的時計算滿功率升溫的時間，到達溫度后停加熱再計算降溫的時間。得出散熱的功率。然后調整加熱比例輸出百分比輸出恒定的保溫功率，這樣就能精確的控制溫度了。
作者: yddbs    時間: 2024-3-9 14:50
單純的斷電通電不太容易實現高精度的恒溫，一般用較熱的水，和較冷的水控制比例混合溫度比較穩定，就是耗能高
作者: 江東老歌    時間: 2024-3-12 08:23
        溫度控制是經典的PID控制，簡單。
作者: 江東老歌    時間: 2024-3-12 08:25
wryp 發表于 2024-3-8 08:42  A! Z4 ?- m2 q1 _3 a* S
溫度都到了，還加什么油？已經撞車了，踩剎車就來不及了。快撞車之前，就要踩剎車。
' q+ ]% c0 Z6 `9 ~9 n9 W8 }4 ?
           此處D是好東西，有預測作用，提前發生，不會過沖。
; X9 e2 _5 B4 a$ t
作者: 江東老歌    時間: 2024-3-12 08:27
siralop 發表于 2024-3-8 10:59
2 Y$ \5 s2 N' z/ M& w7 `4 y6 f' l你這么說我以前也做過一個，但溫度控制不理想，檢測和升溫的滯后性造成，當時想檢測然后程控升溫，不知道 ...
9 z# A: i( M% w0 r
          PID中的D就是解決你提到的問題的。
0 U  R: C/ {5 r$ S
作者: siralop    時間: 2024-3-12 08:29
江東老歌 發表于 2024-3-12 08:279 h3 j7 E4 s# f* E$ _) F: F. q
PID中的D就是解決你提到的問題的。
8 _7 }8 `- Q+ l
感謝，樓主告訴我去找了相應內容，學習了一些，將來有應用大家一起探討細節。7 d  e- e/ ]9 f" d) V
作者: 江東老歌    時間: 2024-3-12 08:30
         PID       不完全微分     變速積分   
作者: 江東老歌    時間: 2024-3-12 08:37
          溫度控制系統屬于大慣性環節的典型應用，PID重的D分量作用顯著。
作者: 駱馬湖鐵匠    時間: 2024-4-12 13:20
學習了，贊一個



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