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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。8 b7 v8 K" c% o+ p6 @0 ^- R" A
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。
4 x# y  Y& D( F: H& _+ K6 S( \" j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。
3 e$ u& r8 p! [4 O+ R+ q& }( U一個小問題，在非專業人士那里，就是一座大山。6 y$ j) s7 e) N/ _
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？0 {7 t2 ?. D# ?! u$ N' B  o8 \( Y2 u4 |
作者: m2006410    時間: 2024-3-7 19:29
本帖最后由 m2006410 于 2024-3-7 19:52 編輯 1 h* z# q0 Y  q& o

8 i* U* J4 o7 u) j5 J- U
作者: wryp    時間: 2024-3-7 19:45
m2006410 發表于 2024-3-7 19:29
' B% A6 f8 b  i0 o: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 ...

8 s& \; c3 o. l9 R+ n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。
  O) C6 {5 L- ?
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 19:529 d9 r0 ]& c4 b- y
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 ...
0 @, n6 }' r+ C. u  g
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。
  s; h# B# m, P2 M
作者: 702736    時間: 2024-3-7 20:17
本帖最后由 702736 于 2024-3-7 20:19 編輯 " O8 i% z. ]  K$ s* W
0 E% }& o( b+ e% Y! O& t
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
5 M; x& I" C: ^+ x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 ...

2 s; j9 g/ ?, {慚愧，還是食品機械行業。讓我這個學機械的無顏已對
- E3 U5 S4 F. L, @
作者: wryp    時間: 2024-3-7 20:22
702736 發表于 2024-3-7 20:172 W0 Z+ F: u& R
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 ...

; v9 l8 \+ v0 T% ?這也解釋了當年進口模塊很有可能是用的模擬技術
1 r2 [6 ^: f: R
作者: 702736    時間: 2024-3-7 20:30
wryp 發表于 2024-3-7 20:22. j# ]! g+ ~$ l% m: U7 T1 n
這也解釋了當年進口模塊很有可能是用的模擬技術
+ K( ?2 }9 m# _# @' ~) P) ]+ I
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$ B6 ]  Q, x9 P0 B' f' g
作者: wryp    時間: 2024-3-7 20:35
702736 發表于 2024-3-7 20:30
% B, r0 D5 e2 Z, N6 r2 c5 z' {7 w1 e8，90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
& ^' J% n" Y6 `( Q
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！3 @: j1 j8 L1 J* n4 M- M
作者: 喂我袋鹽    時間: 2024-3-7 21:57
702736 發表于 2024-3-7 20:30
" \" J9 h4 }# B3 w* {) I6 ~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
# g6 w. |% T% C# i9 {3 h
現在好像流行AI的溫控表，大佬有否了解？! T  L$ n8 K, E: o# d' D
作者: qeuun    時間: 2024-3-7 22:33
快休息了  簡單說幾句
: }: m+ E2 |6 A! F. p1，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。4 f. y/ a3 j' G
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* f- D4 V) n) h0 e( a
現在好像流行AI的溫控表，大佬有否了解？

3 y! t$ Z- \* V2 l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
/ e3 Y& }5 D( F
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。
1 x. o+ q* g. D2 L6 c3 @3 O" c市場上普通的實驗恒溫箱，溫度也會過沖。% \7 q1 z8 v5 ]7 G1 @) p' _+ B
如果做到精密恒溫，高端應用有市場。7 K9 y0 l! k' h$ w) l# _5 p# ~
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。' E+ d0 H  w, t& b
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
3 g4 [: Z, g' {& U很簡單 ，到目標溫度，設定加油曲線，實際是脈沖。
+ y9 S- L1 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。
& ^) _* ?; H: u, X& ^+ ?% k8 Z
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 9 s; ~; f7 i( |# N/ n% _
4 D7 y* o$ C: [
以前我們這種真空高溫爐子，用了好多種控制一起用
3 l0 L9 K; M/ f3 o8 c$ l真空密封，外層雙層水循環，控制水溫，( W% G5 h3 X- d, {
內部電極加熱，控制功率
1 X; }$ a+ c: g: E9 Y* M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/ o8 Z3 T7 r
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
" e3 b" D9 B2 A) F( O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
8 G, e) |) O8 `! ?5 z8 q: ^等我去找些這些傳感器的照片出來
+ _; Z) ?3 L$ t# m& \
/ X3 K% ]5 p5 Y6 x照片在http://m.whclglass.com.cn/thread-1068767-1-1.html( d- ~6 W% l2 j( G" ~
+ H# o* V# [9 K4 C/ J
這設備當年價格比較高，懂得人看了應該知道啥設備
5 n$ a  ^: s  |2 C# ~
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
6 l3 B" c2 C& m/ z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。

# q2 U( j3 ^) y* e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？
( C2 t. w: [) K5 F0 ~
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
, c8 k, E+ g) V$ K' X$ h% T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

* g! ~/ y/ p; ^0 i! I0 l溫度場不均勻，所以需要多個檢測點。
! x) e7 J; A$ I. Z
8 ?9 |+ F' J# e, C2 K3 C5 F; b3 t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。3 y1 }0 D$ m$ b! M( L1 V

6 [$ T4 K" W0 E9 J% Y( a/ V" |' y大慣性的溫度量，一般的應用，差一點點問題并不大。2 Z1 V( S% ]3 u5 Z. q+ ^& P
作者: 喂我袋鹽    時間: 2024-3-8 13:13
lz來點照片看看
2 y4 r& Y, [5 `+ r* ?  g. L
作者: wryp    時間: 2024-3-8 13:42
喂我袋鹽 發表于 2024-3-8 13:13
. ?2 L# F, {* C0 Alz來點照片看看

' f6 J& i5 O, t1 T7 S90年的東西，那時候你幾歲
2 B  R1 R% O$ M( p! A6 d4 k! |照片肯定沒有，那時候照相機是稀罕物) J; c) @1 T+ R0 y
作者: wryp    時間: 2024-3-8 13:43
siralop 發表于 2024-3-8 10:59
6 s/ i! p' H' v/ r3 w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 ...

7 \' k! ^4 U/ y! S: w5 |: X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
3 Z; W' I6 X2 U4 j* |+ B) M現在你找個自動控制專業的的大學生，輕松解決
( g$ g% Z# m2 c9 {3 h, T
不妨略說一二0 J! d; `! K& C' H, {& R
作者: wryp    時間: 2024-3-8 14:37
siralop 發表于 2024-3-8 14:028 [+ j2 E5 R5 Z- j3 X* G
不妨略說一二

1 r  C! V% d+ h& v7 c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。
& [  T+ B; @: e7 [/ ~' s# G
作者: siralop    時間: 2024-3-8 14:44
wryp 發表于 2024-3-8 14:37
( e2 y% J& D% j& 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。
: f& \  Y% d2 f! A
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？
/ D8 y! o& M' P$ n6 b
作者: wryp    時間: 2024-3-8 16:31
siralop 發表于 2024-3-8 14:44
9 e- c% Q! E7 m7 ]' y' B7 k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 ...

4 O7 n" }) B2 j" u. N' M牛叉4 L( j: F) A' J; Q1 A& y& b
作者: siralop    時間: 2024-3-8 16:49
wryp 發表于 2024-3-8 16:31
) J+ q. _3 ~5 r5 i牛叉

! \4 n1 X% r6 }# W. K感謝指點
( P5 n. l" P1 b+ F
作者: DianGongN    時間: 2024-3-8 17:02
PID，一般溫控器都自帶，很普遍。7 T7 Y6 W/ Y" K2 i% i: n# q
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，0 p% m6 E4 Z- a: J7 x" B7 U
或者你的水不是表態的，有機會實現。+ V) C/ }/ F& E, y5 P
另外控制上是要做算法的，不能等到溫度到了再停止，
5 Q* \5 n$ |3 @: h8 f需要有一個提前量，
+ C$ `1 G* L# _5 ]同時這提前量和水量也發熱件的功率是相關的。
* ~) x8 g, x9 O" b# H0 e( \3 ~$ Q  k# C, v* X+ D* f
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% L) V5 y% D$ s$ n" r$ e7 U
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 ...
  H. y1 e( _/ a2 W1 A0 n
機械控溫有顯著優點，哈哈。0 k( @- y. \; k0 u  t% B
現在也有機械控溫，例如熱水壺。
- O: [, {; P7 g' c
+ r( |) U- Y: [- ^) Y$ t1 E
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% e' u' M7 e0 {8 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。
% r* I7 m1 n% S. T* h
           此處D是好東西，有預測作用，提前發生，不會過沖。
4 y( W9 u, |( c! ~0 C; z
作者: 江東老歌    時間: 2024-3-12 08:27
siralop 發表于 2024-3-8 10:59' {# Z, |4 C( W) Y' q* N5 h
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 ...
* q! B# Y: Z0 |4 U' N6 ~4 f
          PID中的D就是解決你提到的問題的。" F/ e9 d) q: \7 i
作者: siralop    時間: 2024-3-12 08:29
江東老歌 發表于 2024-3-12 08:279 E9 u" o9 g2 w# X$ T
PID中的D就是解決你提到的問題的。

" N4 _$ ]* @4 t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。
5 s+ X" P2 G: b; H1 ]
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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