Projekt sterowania obiektem cieplnym

[Sinister]

Witam.

Z góry zaznaczam, że jestem TOTALNYM laikiem w sprawach elektroniki (nawet tej użytkowej).
Jeśli popełnię jakąś gafę (a na pewno popełnię), proszę mnie poprawić.
Buduję obiekt cieplny, sterowany za pomocą sterownika PLC firmy Fanuc. Obiektem sterowania w powyższym projekcie jest temperatura, która jest mierzona za pomocą czujnika podwójnego PT100 (przysłowiowa termopara), oraz prędkość obrotowa wentylatora uzależniona od temperatury.



Elementy użyte w obiekcie cieplnym:
1. Wentylator podwójny z czujnikiem prędkości obrotowej.
2. Dwie lampy halogenowe, każda po 50W zasilana 230VAC.
3. Dwa przekaźniki załączające/wyłączające zasilanie halogenów, sterowane sygnałem cyfrowym.
4. Dwa podwójne czujniki PT100.



Pytania:
A: Czy użyte lampy halogenowe 230VAC to nie przesada? Zastanawiałem się nad zamianą na takie same tylko o napięciu 12V, co spowoduje dokupienie dodatkowo transformatora (zasilacza).
B: Czy diody w celu informowania o działających elementach są dobrze "wmontowane"
C: Co do przekaźników, jak można je wysterować w celu załączenia zasilania żarówek? Dodam, że jeszcze nie znalazły się w moim posiadaniu, tak więc jeśli ktoś ma jakieś plany zbudowania elementów, chętnie skorzystam. Myslałem także o zakupie przekaźników fabrycznie sterowanych sygnałem 5V (cena to 45 zeta, nie moge znalezc), lub tymże http://www.allegro.pl/item793055167_prz ... 2v_dc.html.
D: Obiekt cieplny to nic innego jak wybebeszony zasilacz, ale nie wiem po co tu kondensator tuz przy zasilaniu (jesli dobrze okreslilem ten element, zdj. poniżej). Będzie przeszkadzał?







E: Jesli chodzi o sterowanie pracą wentylatora, to chyba najlepiej napięciowo. Proszę mnie poprawić jak się mylę.

Znalazłem ten artykuł, mowa w nim o sterowaniu urządzenia z sieci 230VAC za pomocą "przekaźnika przez tranzystor".

Kazda odpowiedź, jak i inne podejście do tematu tegoż projektu będzie mile widziana. Jak coś sobie przypomnę to dopiszę.
Pozdrawiam

[matrix]

może nie zrozumiełem wypowiedzi, ale:
1 - co ma czym sterować ?
2 - co na co reagować ?
3 - link do allegro nie działa

nie wiem po co tu kondensator tuz przy zasilaniu (jesli dobrze okreslilem ten element, zdj. poniżej).

zasilacz od kompa to duza przetwornica impulsowa, dlatego był tak kondensator. przy zasilaniu z trafo ja bym go usunął.

Jesli chodzi o sterowanie pracą wentylatora, to chyba najlepiej napięciowo.

ja bym to zrobił za pomocą PWM, czyli regulacji szerokosci impulsu sterującego.

Co do przekaźników, jak można je wysterować w celu załączenia zasilania żarówek? (...)
Myslałem także o zakupie przekaźników fabrycznie sterowanych sygnałem 5V (cena to 45 zeta, nie moge znalezc)

po co wydawać tyle hajsu na przekaźnik jak można sterować za pomocą tranzystora NPN włączając do tego rezystor i diodę przełączającą, a cena wtedy wyniesie w najgorszym przypadku 10zeta. przekaźnik w ten sposób steruje się tak:

[c4r0]

za pomocą czujnika podwójnego PT100 (przysłowiowa termopara)
[...]
4. Dwa podwójne czujniki PT100.

Po pierwsze, termopara nie jest przysłowiowa To jest normalna nazwa. Po drugie, Pt100 nie jest termoparą tylko czujnikiem rezystancyjnym Nie wiem czy to Ci coś zmienia ale metoda pomiaru tym czujnikiem jest zupełnie inna niż metoda pomiaru termoparą. No i co to znaczy "podwójny czujnik Pt100"?

[kayron]

Układ który budujesz to jeden gotowy programowany moduł sterownika termicznego który produkuje polska firma INTROL. (sterownik nazywa się TROL) cena ok 300zł (chyba bo dokładnie nie pamiętam). Przynajmniej sterownik ten powinien podołać temu zadania z palcem w d@..ie
Stosujemy je w pracy, jako kontrolery grzałek w wtryskarkach, suszarkach i agregacie farbiarskim do sterowania zaworem proporcjonalnym. Jak by cię interesowało to mogę podesłać ci polską instrukcję z tego sterownika.
Ostatecznie jak już musisz to mieć na tym PLC firmy Fanuc. to podaj dokładnie model, zobaczymy co to umie.
PS. Jak chcesz coś podgrzewać, to stosuje sie do tego promienniki podczerwieni, a nie lampy czy żarówki. Wcale nie kosztują majątku, a można kupić w dowolnym kształcie i wielkości.

[Sinister]

Po kolei. Zacznę od końca.

kayron
Sterownik ten to "GE Fanuc Versa Max". Może masz rację z tymi promiennikami podczerwieni, tak szczerze to nie brałem tego nawet pod uwagę. Moja wina .
A co do tego sterownika termicznego, to chętnie bym z niego skorzystał, tylko wtedy ta praca nie miałaby sensu. Nieprawda?

c4r0
Właśnie po-google'wałem, i masz rację. To nie to samo. A co za tym idzie muszę wiedzieć co może być lepsze do pomiaru temnperatury wewnątrz obudowy.
PT100 czy raczej termopara?? Ten pierwszy właśnie "dotarł" do mnie 10 minut temu.
Teraz spróbuję znaleźć coś na jego temat.

matrix
Wytłumaczę to na mój sposób.
Sterownik, w którym jest ustalona temperatura żądana (np.: 40 stopni Celsjusza), ma za zadania tak sterować pracą halogenów (najlepiej osobno) i prędkością obrotową wentylatora, aby podana temperatura była ustawiana automatycznie.
Jeśli chodzi o program sterujący to jeszcze go nie napisałem.
Regulacja PWM? Myślałem o regulacji ze sterownika. Może to coś zmienia.
A jeśli chodzi o przekaźnik, to układ, który przedstawiłeś jest banalnie prosty. Tylko cztery elementy i jakąś płytkę uniwersalną muszę dorwać. Ciekawi mnie czy dobrze to zmontuję.

Pozdrawiam.

[matrix]

Sterownik, w którym jest ustalona temperatura żądana (np.: 40 stopni Celsjusza), ma za zadania tak sterować pracą halogenów (najlepiej osobno) i prędkością obrotową wentylatora, aby podana temperatura była ustawiana automatycznie.

czyli co? jest jakiś potencjometr do regulacji temperatury którą chcesz uzyskać i zadaniem halogenów i wentylatora jest doprowadzenie do tego by tą temperaturę osiągnąć?
jesli tak to po co halogeny? dadzą aż taką temperaturę? nie lepiej coś innego? grzałka jakaś.

[kayron]

A co do tego sterownika termicznego, to chętnie bym z niego skorzystał, tylko wtedy ta praca nie miałaby sensu. Nieprawda?

No nie wiem jak korzystasz z sterownika PLC to ma on na pokładzie prawie na pewno moduły PID, czyli kompletne sterowniki temperatury, więc nie za bardzo rozumiem gdzie tu jest ten sens pracy o którym wspomniałeś skoro układ i tak ma gotowe rozwiązanie na pokładzie.
Gdybyś to robił na jakim ATTiny2313 no to można by powiedzieć że projekt badawczo-rozwojowy, ale na lepszym PLC to żadna sztuka, helpa wystarczy poczytać.

[Sinister]

Jeśli w domu/mieszkaniu nie masz halogenów to możesz nie wiedzieć jak bije od nich ciepło. Sprawdzałem, po ponad minucie świecenia wydziela dość sporo energii cieplnej, na moje potrzeby to wystarczy, a przynajmniej tak sądzę.

Wracając do tego układu "ala" przekaźnik podanego przez matrix.
Jeśli nie podam jakiegokolwiek napięcia na bazę, to wtedy nie będzie załączona żarówka, zaś jeśli sterownik poda cokolwiek na linię z rezystorem, będzie świecić. Mam rację??
Teraz się zastanawiam czy nie zamienić te żarówki na 12V. Trochę by uprościło ten układ. A co do sterowania poziomem H, czy jest jakiś ustalony minimalny prąd bazy jaki powinien przepłynąć aby zapalić żarówkę? Przejrzałem pierwsze dwie strony w google'ach, ale nic nie znalazłem.

kayron, odgórnie mam to nałożone. Jeszcze się spytam czy można zmienić na ten polski sterownik.

Pozdrawiam.

[matrix]

Jeśli nie podam jakiegokolwiek napięcia na bazę, to wtedy nie będzie załączona żarówka, zaś jeśli sterownik poda cokolwiek na linię z rezystorem, będzie świecić. Mam rację??

zależy jak, a raczej z czego to będzie sterowane. ale zwykle wystarczy podać tam +5V i układ się załączy. przy wyłączonym układzie baza tego tranzystora powinna być ściągana do masy. nadmienię tylko że tranzystor nie jest sterowany napięciowo tylko prądowo co chyba napisałeś przypadkiem dalej. w uproszczeniu można się umówić że działa po podaniu poziomu H.

Przejrzałem pierwsze dwie strony w google'ach, ale nic nie znalazłem.

to chyba słabo szukałeś. jak zapytałem to od razu pierwsza odpowiedź pokazała co i jak.
oto cytat kolegi Paweł Es. z forum -> elektroda.pl <- :

Jeżeli tranzystor ma pracować w w układzie klucza, dwustanowo: nie przewodzi albo jest nasycony to musisz znać jeszcze rezystancję w obwodzie kolektora i zasilanie do jakiej jest podłączona ta rezystancja oraz wzmocnienie prądowe tranzystora.
Jeżeli tranzystor jest nasycony to na jego kolektorze panuje napięcie Uce nasycenia (Uce sat) wynoszące ok. 0.1 do 0.2 V zależnie od typu tranzystora i prądu kolektora. Będzie spełnione równanie:

Z powyższego znając Ucc i Rc wyznaczasz sobie prąd kolektora jaki musi płynąć przez tranzystor by był on nasycony.
Jak masz Ic to sobie go dzielisz przez wzmocnienie tranzystora dla danego prądu Ic (to trzeba odczytać z karty katalogowej danego typu tranzystora - są tam zwykle wykresy hFE w funkcji Ic)
hFE (duże FE) lub dawniej β to oznaczenie wzmocnienia stałoprądowego tranzystora.

W tym dzieleniu uzyskujesz minimalny prąd bazy jaki musi płynąć by tranzystor był nasycony.

Potem mnożysz sobie ten prąd przez tak zwany współczynnik przesterowania dający zabezpieczenie, na rozrzut parametrów elementów, że prąd bazy nie będzie mniejszy niż ten wymagany minimalny.
czyli

k - przyjmuje się do 2 do 5.
Jak masz potrzebny prąd bazy to sobie liczysz Rb z równania:

Ubb - napięcie zasilające rezystor bazowy (wejściowe u ciebie 5V)
Ube - napięcie na złączu baza -emiter tranzystora zwykle 0.6-0.7V

Ib1 - poprzednio wyliczony prąd

Czyli łącząc wszystko razem:

Ubb - napięcie sterujące tranzystorem
Ube - napięcie złącza baza-emiter (0.6-0.7V)
β - wzmocnienie stałoprądowe tranzystora (dla małych prądów kolektora tak do 100 mA można przyjąć np. 100-200 A/A)
Rc - rezystancja w kolektorze
Uce_sat - napięcie nasycenia tranzystora (<0.2V)
Ucc - napięcie zasilania rezystora kolektorowego
k - współczynnik przesterowania (2 do 5)

Im większy jest wsp. przesterowania tym tranzystor dłużej się wyłącza (to jest czasami ważne).

Ważne jest też by nie przekroczyć mocy maksymalnej tranzystora czyli:

Ib*Ube+Ic*Uce< Ptot

Ptot - moc dopuszczalna tranzystora, najlepiej pracować jak najdalej w dół od tej wartości, to tranzystor się nie będzie zbytnio nagrzewał w czasie pracy.

[kayron]

Że tak spytam to masz jakąś prace domową czy co
Co do żarówek halogenowych. To 25W, którą kiedyś zainstalowałem pod biurkiem, stopiła mi klawiaturę. Napisz coś więcej o tym projekcie.
Wracając do tranzystora i przekaźnika. widzę kolega zrobił ci tu całkiem ciekawy wykład. Natomiast czasami w praktyce opłaca się jeszcze między bazę, a masę wstawić opornik (min 2x większy niż ten w bazie), co polaryzuje dodatkowo tranzystor, gdyby tak przypadkiem kiedyś jego baza wisiała w powietrzu.

[Sinister]

Dwa tygodnie minęło jak z bicza trzasnął!
Kurcze, ale ten czas leci. Znowu mam problem. Skleciłem ten układ jakiś tydzień temu, miałem głupią nadzieję że dobrze to polutowałem (później zrobię zdjęcie). Dobrze, że coś mnie tknęło do sprawdzenia tego układu.
Podłączyłem go tak jak na rysunku:



Jak masa była podłączona do uziemienia, układ nie pracował. Jak podpiąłem do minusa, zaczął wariować, tzn.: załącza się i wyłacza kilkadziesiąt razy na sekundę.
Jeśli chodzi o błędy to przychodzą mi do głowy dwie możliwości, dlaczego tak się dzieje:

1. Odwrotnie podłączyłem diodę prostowniczą.
2. Dioda prostownicza jest dobrze podłączona, ale zły typ (zakres 50V - 1000V, typ 1n4007)

kayron, jak masz jakieś szczególne pytania to pisz. W ostatnim poście napisałeś to tak ogólnikowo, że nie wiedziałem o czym napisać, aż wreszcie o tym zapomniałem, moja wina.

Pozdrawiam i dzięki za poprzednie posty. POMOGŁY.[/b]

[timo66]

2. Dioda prostownicza jest dobrze podłączona, ale zły typ (zakres 50V - 1000V, typ 1n4007)

dioda może byc dowolna , w ostateczności można z niej zrezygnować - ale w ekstremalnym przypadku może się uszkodzić tranzystor.

[kayron]

Hm.. układ wariuje. No cóż do ziemi to można najwyżej podłączyć obudowę w której się znajduje, jak jest metalowa (najlepiej do PE). Jak byś źle dał diodę jak pisał już kolega to by padł tranzystor. Ostatecznie kondensator między masę układu a ziemię. Może być na próbę 10 do 100nF. Czasem to pomaga, bo przenikają zakłócenia z silników, szczególnie jak steruje nimi falownik.

[matrix]

a ja się zastanawiam czy kolega szanowny podłączył to i sterował ze źródła napięcia stałego, ponieważ ten cytat:

zaczął wariować, tzn.: załącza się i wyłacza kilkadziesiąt razy na sekundę

to wskazywało by na sterowanie napięciem zmiennym.
dioda nie ma znaczenia. ja zawsze wstawiam tam 1N4148. odwrotne jej podłączenie skutkowałoby najpewniej natychmiastowym uszkodzeniem tranzystora sterującego.

[Sinister]

Szybkie te odpowiedzi. Takich laików jak ja, to naprawdę cieszy.
Wracając do tematu, sprawdziłem na dwóch innych zasilaczach w domu jakie miałem (jeden to od skanera, drugi od modemu). I powiem jedno, działa.
Z ciekawości sprawdziłem tabliczkę znamionową tego zasilacza, na którym wariował.



I tu niespodzianka, pisze na niej, że napięcie wyjściowe ma na poziomie 3,7V. Ale przed podłączeniem do układu (wtedy jeszcze tabliczki nie widziałem), sprawdziłem miernikiem. Pokazywało mi coś koło 10V. Myślałem, że miernik jest uszkodzony, sprawdziłem kilka rezystorów, w tym 22kOm i 10kOm, poprawnie zostały zmierzone.

Pytanie nie odnoszące się do tej pracy, a przynajmniej nie bezpośrednio: dlaczego przy takim napięciu wariował? Jest ktoś, kto może mi to wytłumaczyć??
Przynajmniej teraz wiem, że trzeba najpierw sprawdzać tabliczki na nich, a nie kierować się wskazaniami multimetru.