Régulateur de température PID, savez-vous comment le créer ?

Le contrôleur PID ou proportionnel intégral dérivé (PID) trouve une utilisation dans le contrôle de la pression, du débit, d'autres variables de processus et, plus encore, de la température. Le but d'un contrôleur dérivé intégral proportionnel est de forcer la rétroaction à correspondre à un certain point de consigne basé sur un réglage de température. Les contrôleurs de température PID trouvent principalement une utilisation intensive dans les systèmes qui réagissent rapidement aux changements d'énergie ajoutés au processus. Ceci est très utile dans les systèmes avec des changements de charge constants et se compose d'une masse légèrement petite.

En bref, un contrôleur PID est un appareil qui regarde le point de consigne et convertit ensuite les températures au point de consigne souhaité. Alors, comment configurez-vous votre contrôleur de température PID ? Quels sont les outils, les étapes et les précautions que vous devez suivre ? L'article tente de discuter de presque tout ce qui concerne le contrôleur de température PID, de la configuration aux outils nécessaires aux étapes à suivre, pour n'en citer que quelques-unes.

Principe de fonctionnement du contrôleur de température PID

Pour bien comprendre le principe de fonctionnement d'un régulateur de température PID, vous devrez peut-être examiner attentivement le schéma ci-dessous.

Alors, que se passe-t-il ici ? Le point de consigne (SP) est la valeur souhaitée que l'ensemble du processus doit produire. Supposons que le système de contrôle de la température de votre maison ait une consigne de 22 °C ;

Par conséquent, si vous souhaitez que l'ensemble du processus crée une température stable proche de 22 ° C ou quelque chose de très proche. C'est le point où le contrôleur de température PID entre en jeu. Le contrôleur PID prend en compte le point de consigne, puis le compare avec la valeur réelle de la variable de processus (PV).

De retour dans votre maison, un contrôleur PID regarde alors la valeur actuelle de la température ambiante et voit à quelle distance ou à proximité elle est de 22°C. Si le point de consigne (SP) et la variable de procédé (PV) sont identiques, votre contrôleur n'a rien à faire en tant que tel. Mais s'il y a un écart entre les deux valeurs, cela signifie qu'il y a une erreur qui doit être corrigée.

De retour dans votre maison, l'erreur nécessitant une correction peut être le refroidissement ou le chauffage, et cela dépend si la valeur PV est supérieure ou inférieure à la SP. Si la température est basse, le capteur captera la température la plus basse et la transmettra au contrôleur. Le contrôleur voit alors "l'erreur de température" et essaie de la corriger ou de la convertir dans la plage souhaitée. Si une perturbation (augmentation/diminution de la température) frappe à nouveau le système, le régulateur s'enclenche à nouveau. C'est aussi simple que cela.

Configuration de vos outils et matériaux PID nécessaires

Envisagez-vous d'installer vous-même un régulateur de température PID ? Si oui, alors il y a des outils et du matériel que vous devez avoir. En utilisant des outils et des matériaux inappropriés ou de qualité inférieure, soyez assuré d'un régulateur de température PID dont la fonctionnalité sera désagréable. Les bons outils et types d'équipements sont nécessaires pour créer un contrôleur de température PID qui convertit ou règle les températures au point de consigne souhaité.

Les éléments suivants constituent les outils dont vous aurez besoin lorsque vous souhaitez configurer vous-même un régulateur de température PID :

• Fer à souder, pince à flux et fil à souder
• Une fraiseuse
• Un découpeur laser
• Câble USB série TTL-232 FTDI
• Multimètre (voltmètre et ohmmètre)

La première étape pour avoir votre contrôleur de température PID est de vous assurer que tous les outils ci-dessus sont en votre possession.

·Matériaux

Outre les outils, les éléments suivants constituent la combinaison de matériaux dont vous aurez également besoin :

• Plaque de cuivre bakélite simple face (il est bon d'utiliser un 60*35 mm)
• Microcontrôleur Attiny 45
• Relais statique
• Diodes 1N4004
• Vernis à ongles
• Condensateurs (de préférence livre SMT 0603 Adafruit)
• transformateur ac-dc (de préférence 230V-9V)
• Transistor
• Amplificateur opérationnel
• Régulateur de tension

Programmer le contrôleur

La programmation d'un contrôleur de température PID dans le seul but de s'assurer qu'il remplit son rôle n'est pas un processus compliqué en tant que tel. Tout ce dont vous avez besoin est le bon logiciel, et vous êtes prêt à partir. Il existe de nombreux logiciels sur lesquels on peut compter, bien que le tuner PID semble être le meilleur.

Il y a quelques raisons à cela. Par exemple, le logiciel PID Tuner simplifie le processus de rotation de plusieurs boucles individuelles en réduisant les oscillations et en augmentant la bande passante.

Le logiciel permet également d'atteindre les exigences de conception et de performance souhaitées tout en étant gratuit. PID Tuner est robuste, simple et offre d'excellentes performances dans une vaste gamme de conditions de fonctionnement.

Outre le logiciel PID Tuner, on peut également utiliser le logiciel IJ-6. Ce type de logiciel permet une surveillance et un contrôle sécurisés d'une vaste gamme de température(s) avec beaucoup de facilité.

Comment s'ajuster à la valeur PID requise

Le réglage est le processus de modification des températures à la quantité requise (s). Malheureusement, le réglage d'un contrôleur de température PID semble quelque peu délicat pour savoir par où commencer et quelle direction suivre. Il existe trois principales méthodes de réglage du contrôleur de température PID. Ils incluent le réglage manuel, le réglage automatique et l'heuristique de réglage, comme expliqué ci-dessous :

·Réglage manuel

Le réglage manuel devient réalisable en réglant le temps de réinitialisation sur la valeur maximale, le taux restant à zéro. Après cela, le gain doit augmenter le niveau auquel la boucle commence à osciller à une amplitude stable. Corrigez tout décalage, le bénéfice du PID doit être réglé sur la moitié de la valeur de réinitialisation lors du réglage du temps.

·Réglage automatique

Ici, le contrôleur PID "apprend" généralement comment réagir à tout changement ou perturbation dans les paramètres PID précis. Lorsque l'on choisit la fonction "Auto-Tune", le contrôleur déclenche immédiatement une sortie. Il est important de noter que le contrôleur nécessite un point de consigne de 10 degrés ou plus pour que le réglage automatique réussisse.

·Réglage heuristique

Également connue sous le nom de méthode Ziegler-Nichols, l'heuristique de réglage est une autre méthode pour régler un contrôleur PID. Pour y parvenir, il faut définir une valeur intégrale I et dérivée D gagne à zéro. Le gain proportionnel P il est ensuite lentement augmenté jusqu'à ce qu'il atteigne ce qu'on appelle le gain ultime K_u .

Certaines choses auxquelles vous devez prêter attention

En ce qui concerne les régulateurs de température PID, il y a quelques points auxquels vous devez faire très attention à tout moment. Entre autres choses, la sécurité et la précaution comptent le plus. Vous devez vous assurer de prendre en compte des mesures de précaution spécifiques afin de ne pas mettre votre vie ou celle de vos proches en danger. Tout d'abord, si vous ne savez pas comment installer votre contrôleur de température PID nouvellement acquis, vous feriez mieux de faire appel aux services d'un professionnel.

De plus, il est essentiel de s'assurer que vous connectez votre contrôleur de température conformément aux directives du manuel. Assurez-vous également que la pollution conductrice est exclue de l'endroit où le contrôleur est censé s'asseoir. Enfin, assurez-vous qu'il y a une enceinte complète des pièces vitales du contrôleur.

Champs dans lesquels les contrôleurs de température PID peuvent être appliqués

Les contrôleurs de température PID trouvent une utilisation dans plusieurs applications à noter. Même si le contrôle PID lutte contre le bruit, il est néanmoins nécessaire dans de nombreux domaines. Des millions de foyers, de véhicules et d'entités commerciales à travers le monde s'appuient sur des contrôleurs de température PID. Cependant, ils sont largement utilisés dans le secteur industriel.

Voici quelques-unes des applications industrielles quotidiennes des régulateurs de température proportionnel intégral dérivé (PID).

• Contrôle de la température du four – une majorité de fours contiennent de grandes quantités de matières premières à des températures élevées. Indépendamment de la chaleur, la température du matériau ne change pas rapidement. Cependant, un terme dérivé corrige l'erreur en utilisant un signal PV stable.

• Contrôle de la température par lots – ici, le fonctionnement se fait en système fermé où les températures peuvent monter à des niveaux indésirables. Un contrôle de température PID est nécessaire pour tout garder sous contrôle.

• Contrôle du pH de neutralisation – de nombreuses industries considèrent le pH comme un défi considérable. Par exemple, ils ont parfois tendance à être non linéaires, un aspect avec lequel de nombreuses entreprises se débattent. C'est là qu'un régulateur de température PID entre en jeu. Un régulateur de température PID neutralise efficacement le pH pour le contrôler

Résumé

Comme son nom l'indique, un régulateur de température PID est un appareil utilisé pour contrôler la température. Il se compose d'un capteur qui prend une entrée et, à l'autre extrémité, une sortie connectée à un élément/dispositif tel qu'un radiateur ou un ventilateur. Les régulateurs de température PID sont utilisés dans les maisons, les véhicules et les bureaux. Cependant, ils sont largement utilisés dans les applications de contrôle industriel. Un réglage est nécessaire pour atteindre les niveaux de température souhaités. Heureusement, il existe plusieurs façons de régler ces appareils que les utilisateurs peuvent utiliser. Mieux encore, il existe quelques plates-formes logicielles sur lesquelles on peut compter pour programmer le contrôleur de température PID afin qu'il fonctionne comme vous le souhaitez. Lors de la configuration de votre régulateur de température PID, il est essentiel de s'assurer que des mesures préventives spécifiques sont prises en compte. Avec de telles mesures de précaution, vous assurerez votre sécurité et la longévité de votre régulateur de température.